Флотациялық реагенттердің сипаттамасы және классификациясы.
Флотациялық реагенттердің сол фаза бөлігіндегі шекаралық бағытталған беттік энергиясының өзгеруімен бөлінген минералдардың флотациялық көрсеткіштерінің ауа көпіршіктерінің өлшемімен санын,көбіктің беріктігін өзгерту мақсаты сипаттамасы болып табылады. Флотациялық байытудың белгілі шігінде аймақтық прогресс реагентті режимнің жетілгендігімен,флотациялық реагенттердің қолданылуының жақсартылумен, жана тиімді реагенттерді өңдеу және еңгізумен және олардың сәкестігімен анықталады.
Флотациялық реагенттер органикалық және органикалық емес қосылстардан, сонымен қатар олардың ертінділерінен немесе қоспаларынан тұруы мүмкін. Қазіргі кездегі флотациялық реагенттердің бөліну классификациясы олардың атқаратын қызметтіне байланысты флопациялау кезінде келесі топтарға негізделген:
• Көбік түзушілер, сұйық беттіктегіндегі адсорбция көмегімен газ дисперсияланған ауаны майда көпіршіктерге еңгізумен, олардың жеңілдеуімен және көбік беріктігінің жоғарлауына кедергі болатын гетерополярлы органикалық қосылыстар ретінде;
• жинағыштар, беттікке шығарылатын минералдарға жабысатын және олардың флотациялануын бірден жоғарлататын органикалық заттар ретінде;
• депрессорлар, немесе басқыштар, оларға флотациялануды төмендететін берілген операцияда шығарылуға міндетті емес көбікті өнімнің минералдары бар реагенттер жатады;
• активаторлар,жинағыш беттігіне жабысуына қабілетті, оның гидрофобизациялануына және флотациядан шығарылған минералдардаы бар реагенттер жатады;
• ортаның реттеуіштері, жинағыштардың минералдармен депрессорларының және активаторларының өзара әрекеттесу үрдісіне әсер ететін реагенттер жатады.Пульпаның құрамындағы иондық реттеуіштері, жұқа шламдардың дисперциялануы және коагуляциялануы ылардың негізгі сипаттамасы болып табылады.
Ортаның депрессорлар, активаторлар және реттеуіштер бір топқа біріктіріліп модификаторлар деп аталады,яғни флотациялау кезінде бір реагент келесі бір реагенттің қызметін атқара алады.
Барлық флотациялық реагенттерге келесі талаптар қойылады: әрекеттің селективтігі, сапаның стандарттылығы, арзандылығы және жеткіліксіз еместігі, қолдануға ыңғайлылығы (сақтау кезінде тұрақтылығы, су жеңіл ерігіштігімен, жағымсыз иістің болмауы және т.б).
Фазаның беттік бөлігіне бағытталған энергиясының өзгерісі флотациялық реагенттердің сұйық фазадағы химиялық өзара әрекеттесулерінен олардың көлемді нәтиделері беттіктің адсобциялануына дейін жететіндігі, ағу қабілеті табиғаттаына, пульпадағы реагенттердің және фаза аралық беттіктің жағдайына байланысты.
Жинағыштардың молекулаларының құрылысы және классификациясы
Жинағыштардың қасиеті ретінде органикалық қосылыстар санының көп болуы керек деп ұсынылған.Жинағыштардың негізгі тобының классификациясы ретінде шикізат минералдарын флотациялау кезіндегі кең қолданылатын жекелеген түрлері болып табылады, 47-суретте көрсетілген.
Егер жинағыштар минералдар беттігін гидрофобизациялау үшін қолданылса, онда олардың молекулалар құрамы міндетті түрде атомдардың аполярлы тобына кіреді.Егер жинағыштың молекулалары құрамы тек көмірсутектен тұратын болса, онда мұндай жинағыштар аполярлы, аполярлы емес , немесе «көмірсутекті майлар»деп аталады.
Көбінесе, флотация кезінде молекулалары көмірсутектік радикалдардан басқа алифатикалық немесе циклдік қатардан сирек, яғни аполярлы ( немесе полярлы емес) бөлшектерден тұратын және полярлы топтан тұратын гетерополярлы жинағыштар қолданылады. Жинағыштардың полярлы тобы полярлы минералдардың химиялық қасиеттерін,беттікке жабысу қабілетін анықтайды,сондықтан оларды басқаша солидофильді немесе функционалды топтар деп аталады.
Гетерополярлы жинағыштардың беттікке жабысу беріктігі оның сипаттамасына және минерал табиғатына,сонымен қатар көмірсутек радикалдарының ұзындығының көбеюімен өсетін минералмен дисперсиялық энергияның адсорбциялық қабаттағы көмірсутек радикалдарымен өзара әрекеттесуі минералмен функционалды топпен байланысқан беттік энергиямен анықталады. Сондықтан жинағыштың әрекет ету тиімділігі функционалды топтың немесе көмірсутек радикалдарының сипаттамасымен немесе өзгерісімен қайта құрылуы мүмкін.
Химиялық құрамы белгісіз жинағыштар (смолалар, сульфидтелген және тотыққан керосин және т.б.) аполярлы және гетерополярлы органикалық қосылыстар қоспаларын көрсетеді.
Полярлы топтың сипаттамасына байланысты гетерополярлы жинағыш еместер ионогенді, яғни диссоциациялануға қабілетті, немесе нионогенді емес, яғни ондай қабілетң жоқ болуы мүмкін.
8.2-сурет. Жинағыштардың негізгі топтарының классификациясы
Ионогенді емес гетерополярлы жинағыштардан көп қолданылуынан диксантогенидтерді алды
тионокарбонаттар
тиоангидридтер ксантогенатты қышқыл
эфирлер ксантогенатты қышқыл
Егер ионогенды гетерополярлы жинағыштардың дислокациясы кезінде молекуланың көмірсутектік бөлшектері аниондар құрамына кірсе, онда ол анионды, егер құрамында катиондар болса- катионды жинағыштар деп аталады.
Катионды жинағыштардың іс жүзінде ең басты мәні аммиактың органикалық туындысы-аминдер. Сутектің атомдар санына байланысты аммиакқа қатысты көмірсутек радикалы R, бірінші ретті (RNН2), екінші ретті (R2NН), үшінші ретті (R3N) аминдер және төртінші ретті аммонинді негіздері ажыратылады (R4NС1).
Анионды жинағыштардың ішінде органикалық көмірлі,фосфорлы,күкіртті,мышьякты қышқылдар және оларға сәйкес тиоқышқыл,сонымен қатар алкилгидроксанды қышқылдар және олардың тұздарының іс жүзінде маңызы зор.
Құрамында оттегі бар органикалық қышқыл туындылары, олардың полярлы топта сипаттамасын көрсететін немесе гидроксид тобын —О—Н (қышқылдарда), немесе —О—Ме тобын (тұздарда) гидроксидті жинағыштар деп атады.Осындай жинағыштардың негізгі көрсеткіші ретінде сульфидті емес минералдарды флотациялау кезінде көмірқышқыл туындысы — карбонаты қышқылдары және олардың сабындары,
Күкірт қышқылының туындысы — алкил-(арил-) сульфаттары
Тиоқышқыл және тиоспирттердің органикалық туындылары гидросульфидті топтары — S — Ме (тұздарда),немесе — S — Н топтары (қышқылдарда) сипаттамасы оларды біріктіріп сулъфгидритті жинағыштар деп атайды. Бұл жинағыштар сульфидті минералдарды флотациялауда шығарылуына, сонымен қатар асыл металдардың және таза мыстың бөлінуінде қолданылады. Сульфгидрилді жинағыштардың негізгі көрсеткіші болып дитиокөміртекті туынды қышқылы — ксантогенаттар
Дитиофосфорлы қышқыл— аэрофлоттар ,
тиоспирттердің — меркаптандар және тиофенолдар
Дитиокарбаминді қышқылдар— дитиокарбаматтар
Көмірсутектің К радикалының үйлесімді ұзындығы жалпы жағдайда жинағыштың полярлы тобының сипатына және оның полярлығының жоғарлауына байланысты. Мысалы, егер сульфгидрильді жинағыштардың радикалында 2—5 көміртек атомдары болса, онда алкилгидроксаматтардағы көмірсутек радикалының ұзындығы 7—8 көміртек атомдары бар, ал органикалық корбонат қышқылының туындыларында —12 көміртек атомдарынан кем емес деп есептеледі.