«Флотационные реагенты имеханизм их действия.»

ФЛОТОРЕАГЕНТЫ
руда металл обогащение минерал
Гидрофобность ( гидрофильность ) минералов регулируется с помощью специальных реагентов, которые сорбируются на поверхности раздела твердое тело - жидкость и жидкость - воздух ( газ ). флотореагенты - соединения органического и неорганического происхождения, - применяются для регулирования и управления процессом флотации. В зависимости от роли, выполняемой при флотации флотореагенты делятся на три большие группы: собиратели, пенообразователи ( вспениватели ) и модификаторы.
Собиратели - это реагенты, которые образуют на поверхности минерала гидрофобную пленку и делают поверхность несмачиваемой. Таким образом они увеличивают скорость прилипания частиц к пузырьку, т. е. повышают их флотируемость. К собирателям относятся органические соединения - природные жиры, содержащие олеиновые и другие кислоты, ксантогенат калия или натрия и другие. Для флотации сильвинитовых руд применяют амины. Собиратели подразделяются на:
-Неионогенные (константа диссоциации меньше, т. е. они малорастворимые ) к ним относятся соединения, которые не содержат полярных групп, не диссоциируют на ионы и труднорастворимы в воде: аполярные собиратели, высшие жирные спирты, т. е. те у которых имеет место физическая, а не химическая сорбция. При флотации руд цветных металлов наиболее широко применяют керосин, трансформаторное масло, машиное и индустриальное масла.
- Ионогенные (константа диссоциации больше ). Ионогенные собиратели представляют собой органические соединения, имеющие гетерополярное строение молекулы, одна часть которой является полярной, а другая - аполярной. По типу полярных групп ионогенные собиратели подразделяются на:
· Анионные- такие, у которых углеводородный радикал входит в анион, отвечающий за гидрофобизацию поверхности минерала. Они в свою очередь подразделяются на:
· Сульфгидрильные, к которым относятся ксантогенаты, меркаптаны, дитиофосфаты и т. д. область применения - флотация сульфидов и окисленных минералов цветных металлов, а так же благородных самородных металлов.
· Оксигидрильные- жирные кислоты и их мыла, алкилсульфаты. Они используются при флотации несульфидных минералов.
· Катионные- у которых углеводородный радикал вхо дит в катион. К ним относятся амины и четверичные аммонивые основания.
· Амфотерные- к ним относятся гидроксамовые кислоты ИМ-50.
Вспениватели - это гетерополярные органические соединения, которые адсорбируясь на границе раздела жидкость - газ и тело - жидкость, тем самым сохраняют поверхность раздела газ - жидкость, препятствуя коалесценции пузырьков, и повышают прочность пены. Т. е. вспениватели добавляются для получения устойчивых пузырьков воздуха. Представителями класса вспенивателей являются спирты, фенол, крезол и другие.
Модификаторы- неорганические и органические соединения, способные изменять флотируемость минералов за счет регулирования действия собирателей и влиять на взаимодействие поверхности минералов с водой и реагентами. Так как действие регуляторов при флотации очень сложно и разнообразно, принято эту группу флотореагентов разделять на три подгруппы:
Депрессоры ( подавители ) - уменьшают или полностью прекращают адсорбцию собирателей на поверхности минералов, предотвращая тем самым его флотацию. Их применяют при наличии в руде нескольких минералов и необходимости выделения в пенный продукт только некоторых. В качестве депрессоров применяются соли, щелочи и кислоты. Наиболее употребимы цианистый калий, цинковый купорос, известь. Существует несколько способов подавления флотации минералов:
1 повышение гидратации поверхности может быть достигнуто обработкой ее реагентами, образующими малорастворимые гидрофильные соединения;
2 предотвращение активации солями тяжелых и щелочноземельных металлов достигается в результате связывания катионов в малорастворимые и комплексные соединения, гидроксиды, карбонаты, фосфаты и др. соединения на поверхности;
3 защита поверхности минерала от действия собирателей;
4 разрушение пленки собирателя на минеральной поверхности может быть достигнуто термическим и химическим путем ( пропаркой или переводом поверхностных соединений в более растворимые соединения );
5 растворение активирующей пленки ( например, цианид дезактивирует поверхность сфалетита от ионов меди ).
Активаторы - реагенты, способствующие закреплению собирателя на поверхности некоторых минералов (образующие активную пленку). Эти минералы флотируются только после того, как образовалась пленка. Т. е. используются в том случае, когда минералы депрессированны или когда природная флотируемость самих минералов недостаточна. Может состоять в химической очистке минералов от депрессирующих пленок, т.е активаторы способны нейтрализовать действие депрессоров. Наиболее распространенными являются медный купорос, серная кислота и сернистый натрий. Активация также происходит в результате ионного обмена, например, активация сфалетита катионами меди.
Реагенты - регуляторы процесса применяются для улучшения факторов, способствующих флотации. Регуляторы вводятся в пульпу, изменяя среду, делая ее щелочной или кислотной, что способствует более эффективному воздействию активаторов или депрессоров на поверхности минералов.
Флотационные реагенты дозируют в технологический процесс в виде водных растворов- суспензий, эмульсий, реже в виде газовой фазы ( SO2 ). Некоторые твердые реагенты обладают ограниченной растворимостью в воде, например известь. Для подачи ее в технологический процесс готовят не раствор, а суспензию, т.е. взвесь частиц твердого в воде ( известковое молоко ). При необходимости дозирования плохо растворяющихся в воде реагентов ( керосин, олеиновая кислота и др. ) готовят эмульсию, т.е. взвесь реагентов в воде.
Ко всем флотореагентам предъявляются следующие требования:
1 избирательность действия
2 стандартность качества
3 дешевизна
4 недефицитность
5 удобство в перемещении ( экологичность - с точки зрения охраны окружающей среды, очень важное требование; хорошая растворимость в воде, устойчивость при хранении, отсутствие запаха ).