книги из ГПНТБ / Растворы флотационных реагентов. Физико-химические свойства и методы исследования [монография]

Снижение расхода соли ОДА ниже 20 г/т приводит к уменьше­ нию воспроизводимости результатов флотации.

Результаты флотации остаются стабильными при изменении объема вводимых растворов реагентов (тіри постоянном их рас­ ходе) .

Выход и скорость флотации существенно зависят от крупности хлорида калия и способа его приготовления, в частности хлорид калия в виде вакуумного ,кристаллизата флотируется с большей скоростью, с большими и более стабильными выходами, чем реак­ тивный хлорид калия той же крупности.

Скорость подачи воздуха в пределах 26—Р25 см3/мин не влия­ ет на выход флотации.

Высота трубки Халлимонда в пределах 6—22 см не влияет на выход хлорида калия в виде вакуумного кристаллизата.

На основании изложенного для исследований была принята ме­ тодика проведения опытов по бешенной флотации, заключающая­ ся в следующем. В стеклянный стаканчик емкостью 5 мл помеща­

инатрия. Вносят реагенты в виде смеси их ацетоновых раст­ воров калиброванными капиллярными пипетками в объеме 0,01 мл

икондиционируют с минералом в течение 2 мин. Содержимое ста­

канчика тщательно переносят в камеру трубки Халлимонда [75], омывая маточником стенки стаканчика и трубки. Вставляют ло­ вушку, добавляют маточник до полного объема трубки, открывают зажим для подачи воздуха из микрокомпіреесора. Флотируют 3 мин., затем переносят хлорид калия, осевший в ловушке, на бу­ мажный фильтр. Для удаления маточника из концентрата послед­ ний высушивают между листами фильтровальной бумаги и пере­ водят на заранее взвешенный фильтр. Сушат на воздухе в тече­ ние суток, затем взвешивают осадок с фильтром. Выход минерала

(р, вес.%) рассчитывают по формуле у = CL— -#100, где а — вес

фильтра с осадкам, г; ß — вес фильтра, г; р — навеска минерала, г.

Сорбционный метод. Для определения влияния строения углево­ дородов на сорбируемоеть соли ОДА хлоридом калия был приме­

0,5 к!л солевого раствора, перемешивали. Вносили калиброванны­ ми, капиллярными микропиіпеткаміи одну каплю 1%-наго водного раствора гидрохлорида ОДА (0,01 мл; 100 г/т) и сразу на то же место одну каплю 1'6%-наго ацетонового раствора углеводорода (0,005 .мл; 800 г/т), тщательно перемешивали 2 мин. Затем хлорид калия промывали три раза солевым растворам, заливая и сливая одинаковые его объемы. Оставив постоянный объемот третьей

промывки, хлорид калия количественно переносили в .делительную ■воронку с 50мл дистиллированной воды, растворяли в ней, добав­ ляли 50 мл солевого раствора и определяли .количество гидрохло­ рида ОДА, адсорбировавшегося на хлориде «алия, по методу Сильверштейна [73] : к 100 мл полученного водного раствора добавляли 4 мл ацетатного буфера, !■—<2 мл 0,05%-ного раствора метилоранжа, 20 мл хлороформа и встряхивали в делительной воровке 5 мин. Давали отстояться 3 мин, отделяли хлороформен-

Рис. 78. Зависимость светопоглощения раство­ ров солянокислого октадециламина от его кон­

центрации в солевом растворе

ны-й раствор, центрифугировали его в настольной центрифуге ЦЛН-2 в течение 4 мин, после чего определяли светопоглощение окрашен­ ного хлороформенного раствора с помощью фотоэлектрического колориметра-нефелометра ФЭК-56.

•Перед определением сорбируемое™ гидрохлорида ОДА была найдена зависимость между концентрацией ОДА-HCl в пробах и светопоглощением хлороформенных растворов. По полученным данным построен калибровочный график (рис. 78)-, который пока­ зывает прямолинейную зависимость между концентрацией ОДА- •НО и светопоглощением в пределах изученных концентраций.

Перед определением влияния углеводородов на сорбируемость ОДА-HCl хлоридом калия делали холостые опыты по определению содержания ОДА-НО в водном солевом растворе и адсорбируе­ мое™ ОДА-НО хлоридом калия в отсутствии углеводородов.

■кости на стекле, обернутом калькой, смоченной дистиллированной -водой. Промывали шлиф солевым раствором и помещали в ста­ канчик емкостью 5 мл, куда было налито 2 мл маточника. При

.весе шлифа 0,6—0,7 г Т : Ж='1 : 3. Маточник над шлифом переме­ шивали,- вносили калиброванной капиллярной пипеткой необходи­

в сторону водной фазы). Измеряли также диаметр изображения капли в самой широкой ее часта и в месте соприкосновения с кри­ сталлом.

Зависимость флотационных свойств солей ОДА в солевом растворе от строения аниона

С целью изыскания оптимального по флотационной активности сочетания катиона и аниона в соли октадециламина была изучена флотационная активность солей ОДА с анионами, образованными жирными карбоновыми кислотами с углеводородными цепочками, содержащими от 1 до 14 атомов углерода, и фракциями жирных кислот С7-9 Шебекинского и Волгодонского химкомбинатов в со­ четании с мазутом и тетрадеканом.

Некоторые полученные результаты приведены на рис. 80. В обе­ их сериях опытов — с мазутом и ‘тетрадеканом— наиболее высо­ кой флотационной активностью обладают соли, образованные ОДА и кислотами Cg—Сю, шебекинской и .волгодонской фракциями кис­ лот С7_£ Наименее флотационно активен фоірмиат ОДА (соль му­ равьиной кислоты). Ацетат ОДА проявляет более высокую флота­ ционную активность, особенно в сочетании с тетрадеканом.

Следовательно, наивысшѳй флотационной активностью облада­ ют соли ОДА, анион которых - содержит углеводородный радикал средней величины.

Растворимость некоторых солей ОДА в углеводородах различного строения

Методика определения. В стеклянную пробирку емкостью 15 мл с воздушным холодильником в виде стеклянной трубки длиной 20—25 см помещали навеаку октадециламина в количестве 0,02—

Нагревали содержимое пробирки при встряхивании до растворе­ ния амина, затем давали остыть и визуально отмечали состояние амина в остывшем растворе углеводорода. Снова нагревали до 40—50° С, добавляли рассчитанное количество кислоты (0,007 — 0,024 мл), перемешивали до охлаждения и фиксировали состояние соли амина в остывшем растворе углеводорода.

При определении растворимости соотношение солей ОДА и уг­ леводородов было таким, как при флотации: соли ОДА 130 г/т, углеводорода 800 г/т. В некоторых случаях количество углеводоро­ да понижали до 400 г/т. Количество кислот варьировали: 1 и 2 мо­ ля от стехиометрий к амину.

Полученные данные приведены в табл. III.20. Из них видно, что октадециламин — основание в испытанных углеводородах: парафи­ новых—I октане, гексадекаие; ароматическом—^бензоле и машевском конденсате при комнатной температуре находится в виде осадка.

Соли октадециламина имеют различную растворимость. Хуже ■всего растворяется гидрохлорид О ДА, который -почти во всех угле­ водородах образует сплошной гель. Лучше гидрохлорида раство­ ряется ацетат ОДА и наилучшую растворимость имеет соль из О Д А и шебекинской фракции алифатических жирных кислот С7 - 9 . В растворимости солей О Д А в' различных растворителях не наб­ людается определенной системы—'каждая соль по-разному раст­ воряется в различных растворителях, однако можно сделать вы­ вод, что лучше остальных солей во всех углеводородах растворя­ ется соль О Д А - С 7- 9 И лучше других углеводородов все соли рас­ творяют машевский конденсат и циклогексан.

Добавка двойного количества кислоты при приготовлении соли ОДА в случаях ацетата и шебекинской фракции С 7 - 9 почти всегда способствует улучшению растворимости соли ОДА.

Исходя из полученных данных о растворимости солей ОДА в различных углеводородах, было определено оптимальное по рас­ творимости и образованию гомогенной системы сочетание: соль ОДА- С 7 - 9 И машевский Конденсат как доступная и дешевая при­ родная смесь углеводородов с известным групповым составом. Далее были проделаны опыты по определению возможности полу-

чения гомогенной системы без .нагревания но несколько видоизме­ ненной методике. В пробирку помещали аполярный реагент, добав­ ляли кислоту, перемешивали и вносили навеску ОДА. Смесь пере­

нии растворяется в машевском конденсате и фракции нефти Неф­ тяных камней с образованием прозрачного раствора. Длительность растворения в конденсате 10 мин, во фракции нефти 10—15 мин. Добавка двойного количества кислоты С7-9 способствует умень­ шению длительности растворения ОДА -С7-э до 5 — 8 мин.

Экстрагируемость некоторых солей ОДА углеводородами различного строения

Методика определения. В делительную воронку емкостью 100—• 250 мл помещали 50 мл соле­ вого раствора, вносили 0,25 мл 0,1%'-ного раствора (0,25 мг)

соли октадециламина, добавля­ ли 1—5 мл углеводорода и взбалтывали 5 мин. Давали от­ стояться 3 мин, разделяли вод­ ную и углеводородную фазы при помощи стеклянной трубки с оттянутым носиком и опреде- : ляли в солевом растворе коли­ чество непроэкстрагированной соли ОДА по методу Сильверштейна [73], заключающемуся

вследующем.

К50 мл исследуемого соле­ вого 'раствора добавляли 50 мл дистиллированной воды, 4 мл ацетатного буфера, 1—2 мл 0,05%'-ного 'раствора метил­ оранжа, 20 мл хлороформа и продолжали анализ, как опи­ сано на стр. 200. Перед каж­ дой серией опытов делали хо­ лостой опыт по определению

соли ОДА из солевого раство­

ОДА 250 мг на 1 л углеводорода. Циклогексаном' гидрохлорид экстрагируется лучше ацетата ОДА при количестве соли 50 и 250 мг на 1 л циклогексана (кривые I—IV). Лучше всего испытан­ ные соли при количестве 250 мг/л экстрагируются циклогексаном и октаном, хуже — бензолом.

Дополнительно были проделаны опыты по несколько видоизме­ ненной методике с фильтрацией маточника и углеводорода и .по­ следующим определением солей ОДА в обеих фазах. Полученные результаты совпадают с приведенными выше и свидетельствуют о довольно высокой экстрагируемое™ ацетата и гидрохлорида ОДА испытанными углеводородами различного строения.

Исследование флотационных и других свойств сочетаний ОДА — углеводород — ПАВ в двойных и тройных системах

Система I. Соль ОДА+углеводород

Метод беспенной флотации

Система: ОДА • НАс — индивидуальные углеводороды

У г л е в о д о р о д ы п а р а ф и н о в о г о р я д а

Ниже приведены флотационные характеристики сочетаний ОДА-НАс и углеводородов парафинового ряда с числом углерод­ ных атомов 6—14. Результаты эксперимента, как и в дальнейшем, сопоставлены с физико-химическими характеристиками реагентов: вязкостью, показателем преломления, мольной рефракцией, плот­ ностью, температурами кипения, плавления и другими характери­ зующими их величинами.

Парафиновые углеводороды, как и остальные индивидуальные . реагенты, имели квалификацию «ч». Экспериментальные данные приведены на рис. 82. Из них следует, что величины .молекуляр­ ного веса М, плотности d, вязкости ц, температуры кипения ^кип возрастают, а температуры плавления л понижаются с увеличе­ нием числа углеродных атомов в молекуле парафинового углево­ дорода. Кривая флотации т не следует этой зависимости. Величи­ ны показателя преломления п Ь ° располагаются на кривой, кото­ рая но своей конфигурации более близка к кривой выхода флота­ ции у. Еще ближе по характеру к кривой выхода флотации кривая мольной рефракции R, величины которой обусловлены свойствами молекул исследуемых веществ — являются мерой поляризуемости электронной оболочки молекулы. Из кривой выхода флотации вид­ но, что парафины, имеющие нормальную углеводородную цепочку, являются лучшими гидрофобизаторами, чем их изомеры. Между гидрофобизирующими свойствами углеводородов с четным и не­ четным числом углеродных атомов не наблюдается однозначной зависимости.

Рис. 82. Физико-химические характеристики углеводородов парафиновогоряда и результаты флотации хлорида калия уксуснокислым ОДА в соче­

У г л е в о д о р о д ы н а ф т е н о в о . г о р я д а

Из данных эксперимента (рис. 83) следует, что кривая флота­ ции по своей конфигурации отличается от кривых молекулярного веса М.у плотности d, вязкости г), величины которых возрастают с увеличением числа углеродных атомов в молекуле. Выход фло­ тации увеличивается у алкильных замещенных циклогексана по сравнению с незамещенным циклогексаном и понижается у фенилциклогексана, т. е. у ароматизированного замещенного. Кривая показателей преломления пЬ° и особенно кривая мольной рефрак­

ции R по конфигурации более близки к кривой флотации, чем вы­ шеуказанные кривые.

Рис. 83. Физико-химические характеристики уг­ леводородов нафтенового ряда и результаты флотации хлорида калия уксуснокислым ОДА

470г/т:

/— вязкость (и, спз); II — показатель прелом­

У г л е в о д о р о д ы а р о м а т и ч е с к о г о р я д а

Результаты флотационных опытов приведены на рис. 84. Как и в случае углеводородов парафинового и нафтенового рядов, ве­ личины молекулярного веса М, плотности d, вязкости г), темпера-