Вопрос 39

Реагенты регуляторы и активаторы среды. Состав, свойства, механизм действия и область применения.

Активаторы.

Предназначены для улучшения взаимодействия реагентов – собирателей с поверхностью определенных минералов.

Механизм действия:

Осуществляется я созданием на поверхности минералов активных центров, на которых закрепляется собиратель, либо удалением с поверхности гидрофильной пленки, чаще – путем ее растворения.

1.Образование на поверхности минералов, не взаимодействующей с собирателем, пленки, на которой активно закрепляется собиратель. Так протекает при флотации процесс сульфидизации окисленных минералов с помощью Na₂S. Окисленные минералы не способны взаимодействовать с Кх. На их поверхности образуется пленка сульфида Ме, на которой закрепляется собиратель.(СернистыйNa(Na₂S) Применяется для активации окисленных минералов цв.Me(малахит, азурит, церрусит и т.д.)).

2. Закрепление на поверхности минералов ионов активаторов, с которыми затем взаимодействует собиратель. Пример: активация флотации сфалерита ионами меди. (Медный купорос (CuSO₄*5H₂O)).

3. Растворение и удаление с поверхности гидрофильной пленки с последующим взаимодействием собирателя со свежеобразованной поверхностью.

Пример: удаление с помощью кислоты с поверхности пирита пленки гидроокислов Feи закрепление затем на пирите Кх.(Серная кислота ) используется как активатор для растворения пленок гидроксидов на поверхно­сти минерала.

Регуляторы среды.

Влияют на флотацию: изменяя форму нахождения собирателей в воде (ионную, молекулярную) выводя из воды нежелательные ионы, коагулируя тонкие шламы, а также путем непосредственной адсорбции ионов Н+ и ОН¯ на минералах.

Пример удаления нежелательных ионов: предотвращение активации кварца ионами Feпри добавлении соды, которая переводитFeв нерастворимую в воде гидроокись.

Влияние Н+ и ОН¯ ионов на флотацию:

1. влияют на устойчивость гидратных слоев, адсорбируясь на минерале, а следовательно, могут изменять гидратированность поверхности минерала.

2. адсорбция этих ионов может происходить как в отсутствии, так и с собирателем, т.к. Н+ ,ОН¯ и собиратель могут закрепляться на разных участках поверхности минерала.

3. могут влиять на закрепление собирателя и даже могут вытеснять его с поверхности минерала.

4. закрепление Н+ и ОН¯ во внутренней или внешней обкладках ДЭС изменяют электрическое состояние поверхности минерала и влияют на закрепление ионов собирателя.

Известь ((СаОН)₂).

Дешевый, часто используемый реагент для подавления пирита и как регулятор щелочности.

Кальцинированная сода (Na₂CO₃).

Широко применяется для фло­тации несульфидных минералов

Серная, соляная ки­слоты ((Н₂SO₄), (HCl))

Используются для создания кислой среды.

Вопрос 40

Реагенты – пенообразователи. Состав, свойства, механизм действия и область применения.

Основным назначением является увеличение дисперсности и стабилизации пузырьков воздуха в пульпе и повышение устойчивости пены. Также они замедляют всплывание пузырьков, иногда влияют на собирательное действие реагентов и прочность прилипания частиц к пузырькам.

Пенообразующим действием обладаюторганические вещества и неорганические электролиты. Для флотации минералов применяют в основном органические вещества.

Пенообразователи представляют собой ПАВ, способные самопроизвольно адсорбироваться на поверхности раздела вода – воздух со снижением поверхностной энергии. Адсорбция ПАВ – ориентированная, с нахождением полярной группы в воде, а гидрофобного радикала – на ее поверхности. В отличии от них неорганические электролиты, обладая отрицательной адсорбцией, повышают поверхностное натяжение.

Широко применяются реагентыс гидроксильной полярной группой (содержащие терпинеол, различные спирты). Эта группа слабо закрепляется на минералах, благоприятно влияя на избирательность флотации. Пенообразователи, молекулы которых содержат карбоксильные полярные группы, обладают значительным собирательным действием и называются реагентами пенообразователями – собирателями. Слабым, но заметным собирательным действием обладают пенообразователи с амино – или сульфогруппами.

Присутствие в молекуле пенообразователя одной – двух полярных групп вполне достаточно для их активного действия. Увеличение числа полярных групп не способствует увеличению пенообразующего действия, а иногда снижает его.

Свойства пенообразователей зависятот строения и размеров гидрофобного радикала.

Кроме алифатических радикалов встречаются пенообразователи с циклическими радикалами, разветвленными алифатическими цепями или в сочетании циклических и алифатических участков.

Пенообразователи должны обладать определенной растворимостью в воде.Среди алифатических пенообразователей наиболее растворимы кислоты, амины и спирты, среди ароматических – спирты, амины и кислоты (в порядке убывания растворимости).

Присутствие в пенообразователе аполярных соединений (которые не обладают пенообразующими свойствами) оказывает положительное влияние на процесс пенообразования. Расположение молекул аполярных углеводородов в адсорбционном слое пенообразователя между аполярными группами молекул реагента стабилизирует адсорбционный слой и повышает устойчивость пены.

Пример: чистый метиловый спирт не дает устойчивой пены, все меняется при добавлении бензола.

Этот эффект заметен даже при не больших количествах аполярных веществ. Но, избыток ( например, углеводородов) ведет к разрушению пены.

Механизм действия:

Молекулы пенообразователя, адсорбируясь на пузырьке воздуха, повышают устойчивость гидратных слоев оболочек пузырьков благодаря тому, что гидрофильная группировка атомов обращена в жидкую фазу и активно взаимодействует с молекулами воды. Это приводит к увеличению механической стойкости оболочек пузырьков и препятствует разрушению их при столкновении пузырьков.

Влияние отдельных факторов на действие пенообразователей:

1. строение и состав молекул и концентрация этих реагентов в воде.

2. величина рН.

Влияет на степень диссоциации пенообразователей в воде. Пенообразователи, обладающие основными свойствами, лучше вспенивают в щелочной среде, обладающие кислотными свойствами – в кислой среде.

3. температура пульпы.

С повышением температуры вспенивание возрастает.

Применяемые пенообразователи:

1.Пенообразователь ИМ-68— смесь алифатических спиртов, содержащих 6—8 атомов углерода в радикале, имею­щем в основном изостроение. Его получают методом оксосинтеза из непредельных углеводородов, содержащихся в крекингбензине. Используется непосредственно или в виде 1—5%-ных

эмульсий в воде, стабилизированных алкилсульфатами, или неионогенными ПАВ. Применяется при флотации железных руд.

2. Кубовые остатки производства бутиловых спиртов— смесь октиловых спиртов и спиртов, содержащих более 8 атомов .углерода в радикале, ацеталий, альдегидов и (небольшого количества) бутилового спирта. Наиболее актив­ным при флотации компонентом является 2-этилгексанол. При­меняются эти реагенты при флотации углей.

3. Т – 66— смесь многих веществ, 60—80 % их представляют диоксановые и пирановые спирты

Его получают при ректификации диметилдиоксана в произ­водстве изопрена. Нашел применение при флотации руд и углей благодаря доступности и низкой стоимости. Недостаток — нестабильность состава и невозможность его регулирования.

4. Сосновое масло— смесь ароматических спиртов терпенового ряда с ароматическими углеводородами, выделяемая при перегонке скипидара-сырца. Основной действующий компо­нент, составляющий

40—60 % реагента (ароматический спирт),— терпинеол.

Ранее сосновое масло было почти универсальным реагентом - пенообразователем

Действие соснового масла как слабого со­бирателя неселективно.

Пенообразователь ОПСБ —смесь монобутиловых эфиров полипропиленгликолей. Получается при смешении окиси пропилена с соответствую­щим спиртом. Полезен при флотации ряда медно-молибденовых руд. Обладает очень сильным пенообразующим действием.