книги из ГПНТБ / Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа

растеризуется интенсивными полосами поглощения при 2850 см“1 (валентные 'колебания группы СН2) и широкой полосой с макси­ мум при 2920 см-1 (валентные колебания групп СН2 и СН3).

В спектрах а-метилнафталина имеются сильные полосы по­ глощения в области 3000 см-1 (ЗОЮ и 3035 ом-1), 1600—1500 см-1 (1508, 1595 см-1) и 1300—1000 ом-1, характерные для ароматиче­ ского заместителя.

На рис. 40, 41 приведены ИК-спектры тетрадекаиа, сорбирован­ ного на хлориде калия. В спектре сорбированного углеводорода имеются те же полосы поглощения (1375, 1460, 2855, 2920 и 2955 см-1), что и в спектре жидкого. Относительная интенсив­ ность каждой из полос увеличивается с увеличением расхода гидрофобизатора. В табл. 16 показана зависимость относительной.

Т а б л и ц а 16 Зависимость относительной интенсивности полос поглощения тетрадекана,

%

интенсивности различных полос поглощения тетрадекана от его

74

(2920 и 2850 см-1). Существенные изменения происходят в области поглощения групп NH и NH3+. Широкая размытая полоса 3450—■ 3380 см-1 (валентные колебания групп NH и NH3+) расщепляется на две отчетливые полосы 3480 см-1 (NH) и 3370 см-1 (NH3+). Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что

в отличие от а-метилнафталина тетрадекан сильно взаимодейст­ вует с углеводородным радикалом катиона амина и мало с ами­ ногруппой, закрепляющейся на хлориде калия, «-метилнафталин сильно взаимодействует с аминогруппой, ослабляя тем самым ее взаимодействие е 'хлоридом калия. Приведенные результаты и сде­ ланные предположения о гидрофобизнрующем действии тетра.декана и а-метилнафталігна находятся в соответствии с данными флотаіции [67], согласно которым парафиновые углеводороды яв­ ляются более сильными ігн.дрофобизатора'Ми в 'Системе оильвин— ОДА-НО—углеводород, чем ароматические.

3. Методика определения тетрадекана, сорбированного на хлориде калия

Для оценки количества гидрофобизатора, закрепившегося на хлориде калия, были проведены сорбционные опыты .по методике, описанной выше, в присутствии ОДА-HCl и без него.. После про­ мывки и сушки твердой фазы

79

* Данные использовались для построения калибровочного графика.

кего расходу падает. Получеш-іые данные находятся в соответствии

сприведенными в работе [142], где обнаружена аналогичная за­ висимость при исследовании закрепления углеводородов на джез­ казганской руде. Количество углеводорода определяли по методи­ ке, приведенной в работе [86].

4.Выводы

1.Методом ИК-спектроскопии изучена сорбция гидрохлорида октадециламина на хлориде калия из насыщенного раствора хло­ ридов калия и натрия. Установлено, что гидрохлорид октадецил­ амина сорбируется на хлориде калия в виде иона RNHg1'.

2.Исследована сорбция ашолярпых реагентов тетрадекана и а-метилнафталина на хлориде калия из насыщенного раствора

хлоридов калия и натрия. Показано, что тетрадекан сорбируется, а а-метилнаф талин не сорбируется на хлориде калия.

3.Изучено влияние тетрадекана и а-метилнафталина на поло­ жение и интенсивность полос в ИК-сіпектре .гидрохлорида октаде­ циламина, сорбированного на хлориде калия.

4.Найдено, что тетрадека« увеличивает интенсивность полос углеводородных групп, не влияя существенным образом на поло­ жение и интенсивность аминных групп. Указанные изменения сви­ детельствуют о взаимодействии тетрадекана с углеводородным радикалом амина.

5.Установлено, что в присутствии а-метилнафталина расщеи-

ляется аммонийная полоса 3450—3340 см-1 на две: 3430 см-1 (NH) и 3370 см-1 (NH+), положение и интенсивность углеводородных

.80

полос в спектре сорбированного ОДА-HCl не изменяется. Полу­ ченные данные свидетельствуют о взаимодействии а-метилнафта- лина е аминными грунтами ОДАHCl.

Очевидно, при этом ослабляется 'взаимодействие последних

споверхностью хлорида далия.

6.Разработана методика количественного определения тетра­ декана, сорбированного на хлориде калия из насыщенного соле­

вого раствора в присутствии ОДА--НС1.

Г л а в а 4

О МЕХАНИЗМЕ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СИЛЬВИНА

ность аіполярных реагентов ((углеводородов) при флотации силь­ вина солью амина определяется не такими макросвойствами ве­ ществ, как вязкость и т. д., а прежде всего химической природой гидрофобизатора. Во всех случаях прослежиіввется четкая после­ довательность флотационных свойств углеводородов (в порядке уменьшения): парафины > нафтены > ароматические. В случае последних алкилирование (парафннизация) увеличивает флота­ ционную активность.

Существенным является выяснение вопроса о взаимодействии аполярных реагентов с сильвином, солью амина и с системой силь­ вин—адсорбированный амин. Установление хотя бы качественных закономерностей в рассматриваемой системе позволило бьг полу­ чить сведения о механизме действия аіполярных реагентов как гщрофобизаторов при флотации аминами.

Ниже приведено некоторое обобщение результатов, получен­ ных нами ранее, а также результаты последующих исследований, связанные, в частности, с поисками активаторов флотации.

2. О взаимодействии углеводородов с системой сильвин—соль амина

I

Краевые углы смачивания сильвина и галита углеводородами

Краевой угол смачивания характеризует гидрофобность мине­ ральной поверхности, являясь, в частности, мерой взаимодействия углеводород — сорбированный на минерале реагент.

Измерение краевых углов смачивания сильвина и галита, об­ работанных солью ОДА, углеводородами различных классов, по­ казало, что величина краевых углов зависит от природы аполярного реагента и минерала.

В случае сильвина установлена большая смачиваемость пара­ финами и парафннизнрованными ароматическими углеводорода- , ми, чем иепар'афннизтірованнымм ароматическими и нафтеновыми, что соответствует флотоактивности соответствующих аполярных реагентов. Большая величина краевых углов смачивания сви­ детельствует о сильном взаимодействии углеводородов с адсорби­

рованным ОДА на сильвине.

Измерения краевых углов смачивания показали, что различ­ ные аполярные реагенты по-разному взаимодействуют с адсорби­

вания, должно проявиться и в сорбционных свойствах ОДА. Оче­ видно, должна быть конкуренция за обладание катионом амина со стороны трех фаз: сильвина, аиолярного реагента и солевого рас­ твора. Первый и последний факторы постоянны и, следовательно, результат сорбции будет зависеть только от природы аполярного реагента.

Были проведены прямые измерения сорбции ОДА-HCl на хло­ риде калия (метод Сильверштейна) в присутствии бензола, цик­ логексана, октана, додекана и гексадекаиа. Оказалось, что бензол

ностью согласуется с флотационными свойствами и данными крае­ вых углов смачивания. В отличие от последних, сорбционные ис­ следования показали, что распределение ОДА между сильвином и аполярный реагентом играет 'Существенную роль. Очевидно, увеличение «экстрагируемости» ОДА-НО углеводородом должно ухудшать сорбцию амина на сильвине и тем самым флотируе­ мость.

В связи с тем, что предварительные опыты по изучению экст­ ракции солей ОДА различными углеводородами изнасыщенного раствора KCl-NaCl не привели к однозначным выводам о харак­ тере влияния природы экстрагента на величину экстракции, иссле­ дования были отложены -с целью предварительного выяснения форм закрепления соли амина на сильвине и характера Взаимо­ действия с ними углеводородов различных классов. Эти исследо­ вания были выполнены методом ИК-опектросколин.

82

Исследование взаимодействия углеводородов с ОДА-НСІ, сорбированным на сильвине, методом ИК-спектроскопии

бранными в качестве представителей парафиновых и ароматиче­ ских углеводородов (см. гл. 3). Легкие углеводороды не удалось исследовать этим методом по методическим соображениям.

Оказалось, что в присутствии тетрадекапа существенно /увели­ чивается интенсивность углеводородных полос 1465 и 720 см-1. Появляется полоса 1380 см-1, относящаяся к деформационным колебаниям групп СН2. Частоты поглощения NH и RNH3+ не из­ меняются как по положению, так и по интенсивности.

Влияние а-метилнафталина на спектр сорбированного амина иное. Интенсивность полос поглощения СН2 несколько увеличива­ ется в области валентных колебаний, что в общем сходно с влия­ нием тетрадекана. Однако если последний не влияет на ИК-спектр групп NH и RNH3+, то а-метилнафталин вызывает существенные

тетрадекан сильно взаимодействует с углеводородным радикалом катиона амина и мало с аминогруппой, закрепляющейся на силь­ вине, тогда как а-метилнафталин взаимодействует и с аминогруп­ пой, ослабляя тем самым ее взаимодействие с минералом. Есте­ ственно ожидать, что в случае тетрадекана будет наблюдаться большая гидрофобизация поверхности, чем для а-метилнафталина.

Исследования ИК-опектров показали, что для выяснения при­ роды гидрофобизи'рую.щеіго действия аіполярных реагентов необ­ ходимо изучение их взаимодействия как с углеводородной частью молекул и ионов амина, так и с полярной группой.

В связи с изложенным было .предпринято исследование рас­ пределения амина в молекулярной и солевой форме между соле­

Коэффициенты распределения ■амина-основания между соле­ вым раствором и углеводородом могут служить характеристикой взаимодействия углеводородных радикалов с экстрагентом.

В связи с отсутствием данных для гомологов Сб—«Cm как/вводе, так и в солевых растворах мы предприняли .измерение коэффициент