Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 5

Полученное выражение известно в литературе как уравнение Никольского.

Другим видом ионной адсорбции является специфическая адсорбция, или адсорбция потенциалопределяющих ионов. Ее особенность состоит в избирательном поглощении твердой фазой из раствора катионов или анионов, в результате чего на поверхности раздела фаз образуется разность потенциалов, приводящая  к возникновению двойного электрического слоя.

В рассмотренной ранее структуре двойного слоя (см. рис. 8) двойной электрический слой образован на поверхности ионного кристалла теми ионами, которые входили в состав его кристаллической решетки.

Такой способ образования двойного электрического слоя, однако, не является единственным. Двойной электрический слой может быть образован с равным успехом ионами, химически (по составу) отличными от ионов, образующих кристаллическую решетку данного минерала.

Рассматривая взаимодействие минеральной частицы, окруженной двойным электрическим слоем, с ионами в жидкой фазе, необходимо различать взаимодействие этих ионов с внутренней и внешней обкладками двойного слоя. Для адсорбции ионов из раствора во внешней обкладке двойного слоя такие особенности адсорбирующихся ионов, как например их размеры, несущественны, в то время как для адсорбции этих ионов во внутренней обкладке двойного слоя размеры ионов играют весьма важную роль.

Во внутренней обкладке двойного слоя легче всего будут адсорбироваться те ионы, которые уже имеются в кристаллической решетке минерала или могут замещать их там. Во втором случае наиболее важным условием является близкий или одинаковый размер замещающих друг друга ионов.

Ионы, удовлетворяющие этому требованию, могут адсорбироваться поверхностью минерала, образуя двойной электрический слой или влияя на его электрическую характеристику, и называются потенциалопределяющими ионами. К числу таких ионов относятся (кроме ионов, одноименных ионам кристаллической решетки) как ионы, закрепляющиеся на поверхности минерала с образованием двойного электрического слоя, так и соответствующие им противоионы.

Двойной электрический слой оказывает большое влияние на смачиваемость минерала, так как образование его внешней обкладки происходит в зоне расположения гидратных слоев, возникающих в результате адсорбции воды поверхностью минерала и обусловливающих его смачиваемость.

В связи с этим необходимо рассмотреть влияние электролитов на термодинамический и электрокинетический потенциалы. Электролиты, не содержащие потенциалопределяющих ионов, сравнительно мало влияют на величину термодинамического потенциала, но могут резко изменять величину дзета-потенциала. Это объясняется тем, что введение электролита такого состава не может сколько-нибудь значительно изменить заряд внутренней обкладки двойного электрического слоя. Величина этого заряда, в конечном счете определяющего величину термодинамического потенциала, сравнительно быстро достигает своего предельного значения. Напротив, величина электрокинетического потенциала зависит главным образом от распределения противоионов между внешней обкладкой и диффузным слоем.

Чем выше концентрация в растворе ионов одинакового знака с противоионами, тем большая доля последних переходит из диффузного слоя во внешнюю обкладку. Ввиду этого величина электрокинетического потенциала будет понижаться. При определенных концентрациях электролита в растворе может произойти практически полный переход противоионов из диффузного слоя в упорядоченную часть внешней обкладки, вследствие чего электрокинетический потенциал станет равным нулю. Такое состояние системы приняты называть изоэлектрическим.

Для флотационных свойств минерала существенно, что величина электрокинетического потенциала, так же как и гидратированность поверхности минерала, в основном определяются толщиной диффузного слоя, противоионы которого гидратированы в наиболее значительной степени.