Процесс флотация

Пенообразователи

Реагенты - пенообразователи (вспениватели) предназначаются для создания достаточно устойчивой флотационной пены. Пенообразователи при невысоких концентрациях в растворах должны образовывать не слишком прочную пену, которая смогла бы разрушиться в желобах после флотации и успеть вынести минеральные частицы из камеры флотомашины.

Пена содержит 2...13 % концентрированной эмульсии газа в жидкости. Пена имеет ячеистую структуру и состоит из большого количества мелких пузырьков, между которыми находится тонкая прослойка воды с поверхностно-активным веществом (ПАВ).
Пенообразователи представляют собой гетерополярные ПАВ, способные адсорбироваться на границе г - ж таким образом, что аполярная группа направлена в газ (воздух), а полярная - в воду (рисунок 2).



Рисунок – 2. Схема адсорбции пенообразователя на границе раздела вода - воздух (схема минерализации воздушного пузырька)
1 - полярная группа; 2 - аполярная группа

Такая адсорбция препятствует коалесценсии, т. е. слипанию пузырьков, и позволяет сохранять их длительное время в дисперсионном состоянии. ПАВ, адсорбируясь на границе ж - г, уменьшают поверхностное натяжение.

Если к двухфазной пене добавить тонко измельченный минерал или руду (третью фазу), то повысится устойчивость такой трехфазной пены.
Пенообразующие свойства реагентов зависят как от длины аполярной группы (не менее С₆), так и от строения и свойств полярной группы. Полярная группа должна обладать ясно выраженной способностью к гидратации и вызывать растворимость вспенивателя в воде. В зависимости от состава полярной группы пенообразователи классифицируются на кислые, основные и нейтральные (неионогенные). Кислые (фенолы, крезолы) и основные (тяжелый пиридин) пенообразователи в связи с высокой токсичностью полностью заменены на отечественных фабриках нетоксичными нейтральными. К ним относятся пенообразователи с гидроксильными группами (алифатичекие, терпеновые, циклические спирты), эфирными и гидроксильными группами (ОПСБ, ОПСМ, Э-l), а также циклические эфиры, содержащие гидроксильную группу в боковой цепи (оксаль) и др.
Спиртовые пенообразователи. Алифатические спирты RОН, где R имеет число углеродных атомов от 6 до 9 – высоко эффективные пенообразователи. Наибольшее применение за рубежом нашел метилизобутилкарбинол (МИБК)

СН₃ – СН – СН₂ – СН – СН₃

| |
ОН ОН

при флотации медно-молибденовых и медно-никелевых руд. Используется в виде 5…10%-ных эмульсий в воде.

Сосновое масло - продукт переработки древесины сосновых пород; состоит из смеси терпеновых спиртов (40...75 %) и терпеновых углеводородов; активной частью является С_l0Н₁₇ОН.
Пенообразователи с эфирными связями: оксаль, Т -66, ОПСБ, ОПСМ, Э-1.
Оксаль (Т-80) в последние годы получил широкое распространение в отечественной практике. Он обеспечивает около 90 % всей потребности отечественных обогатительных фабрик и применяется при флотации руд цветных металлов, серы, угля, калийных солей. Оксаль - это улучшенный вариант пенообразователя Т -66; менее токсичен и менее летуч, чем Т-66; расход оксаля ниже на 10-20 %, чем расход Т -66. Оксаль является побочным продуктом производства диметилдиоксана, в его состав входят свыше 60 соединений, из которых идентифицировано только 15. Оксаль представляет собой светло-коричневую жидкость со слабым приятным запахом, умеренно растворимую в воде, плотностью 1,06...1,08 г/см³ при 20 ^ОС.
ОПСБ (окись пропилена спирт бутиловый) - смесь монобутиловых эфиров полипропиленгликолей С₄Н₉–О – (С₃Н₆О)_nН или

С₄Н₉(–О–СН₂–СН)_n где n = 2...5.

|
СН₃

ОПСБ сильный пенообразователь, наиболее эффективен при флотации сростков или крупных частиц медно-молибденовых руд и алмазов. ОПСБ применяется также в тех случаях, когда в качестве собирателя используются углеводородные масла.

Расход этого пенообразователя составляет 10...30 г/т руды; в 5%-ную водную эмульсию переходит 90 % реагента,
Э-1 аналогичен ОПСБ, но более слабый, чем ОПСБ. Для его производства вместо оксида пропилена используют оксид этилена.
Э-1 хорошо растворяется в воде, применяется при флотации цинковых и сурьмяных руд.