Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 6

Добавление электролита, понижающего электрокинетический потенциал, уменьшает толщину диффузного слоя, при этом также должна уменьшаться гидратированность поверхности минерала. Наоборот, увеличение электрокинетического потенциала должно привести к противоположным результатам. Эти положения согласуются с результатами флотационных опытов. Следует иметь в виду, что влияние как электрокинетического, так и термодинамического потенциала на гидратированность минерала и его флотационные свойства является сложным и не всегда выступает в явной и отчетливой форме.

Для взаимодействия минералов с флотационными реагентами важное значение имеет то, что при специфической1 адсорбции адсорбируемые ионы могут непосредственно внедряться в кристаллическую решетку минерала, изменяя состав его поверхностного слоя. Взаимодействие между ионами, закрепившимися во внутренней обкладке двойного электрического слоя, и поверхностью минерала по своему характеру заметно не отличается от взаимодействий, имеющих место в самой кристаллической решетке этого минерала.

Согласно правилу Панета-Фаянса, адсорбция иона, не входящего в состав кристаллической решетки твердого тела, тем значительнее, чем меньше растворимость соединения, образуемого адсорбируемым ионом с противоположно заряженным ионом кристаллической решетки минерала. Так, ионы свинца по этой причине легко адсорбируются сернокислым барием и галоидными солями серебра. Действие этого правила нельзя, однако, распространять на случаи адсорбции по внешней обкладке двойного электрического слоя.

Рис. 14. Достраивание кристаллической решетки из раствора • - ионы в растворе, достраивающие решетку; 1,2 - вновь возникающие узлы решетки

Особый интерес несомненно представляет адсорбция потенциалопределяющих ионов, общих с ионами кристаллической решетки минерала. Так, например, кристаллы йодистого серебра избирательно адсорбируют на своей поверхности ионы серебра из раствора азотнокислого серебра и ионы йода из раствора йодистого калия. В результате происходит как бы достраивание кристаллической решетки минерала (рис. 14). Достраивание решетки является одним из видов химической адсорбции, результатом которой является как образование новых ячеек кристаллической решетки на основе относительно крупных кристаллов минерала, так и возникновение зародышей кристаллической твердой фазы в объеме раствора и рост этих зародышей.

Достраивание кристаллической решетки имеет важное значение в объяснении некоторых практически весьма интересных случаев взаимодействия минералов с реагентами-регуляторами при флотации, рассмотренных ниже (например, ионная депрессия минералов, являющаяся подавлением флотации минералов одноименным ионом [5]).

3. ЗАКРЕПЛЕНИЕ РЕАГЕНТОВ  НА ПОВЕРХНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ПУЗЫРЬКОВ

Носителем свободной поверхностной энергии на разделе фаз вода — воздух является мономолекулярный слой молекул воды. Считают, что 94 % этой энергии связано именно с пограничным мономолекулярным слоем жидкости.

Введение в воду поверхностно-активных веществ приводит к их концентрации на разделе фаз вода — воздух. Этот процесс является одним из видов физической адсорбции. Адсорбция на поверхности раздела вода — воздух соединений, отличающихся гетерополярной структурой молекулы, представляет для флотации наибольший интерес. В состав этих соединений входят неполярные углеводородные группы в одной части молекулы и группы, обладающие ясно выраженными полярными свойствами (например, гидроксильная или карбоксильная группы) —в другой части молекулы. Подобные соединения (например, высокомолекулярные органические кислоты или спирты) стремятся концентрироваться на поверхности раздела вода — воздух, понижая тем самым поверхностную энергию воды.