vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

обогащается около 90% руд цветных металлов, уголь, сера и др. природные материалы.

Флотационное обогащение (разделение) основано на различной смачиваемости водой ценных минералов и пустой породы. В случае пенной флотации через водную суспензию измельченной руды (пульпу) барботируют воздух, к пузырькам которого прилипают гидрофобные частицы ценного минерала (чистые металлы или их сульфиды), всплывающие затем на поверхность воды, и с образовавшейся пеной снимаются механически для дальнейшей переработки. Пустая порода (кварц, алюмосиликаты) хорошо смачивается водой и оседает во флотационных машинах.

1.11. СТРОЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ МИЦЕЛЛ

Коллоидные системы состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Частицу дисперсной фазы вместе с двойным электрическим слоем называют мицеллой.

Мицелла – сложное структурное образование, состоящее из агрегата, потенциалопределяющих ионов и противоионов.

Внутреннюю часть мицеллы составляет агрегат основного вещества. Как правило, агрегат состоит из большого числа молекул или атомов кристаллического или аморфного строения. Агрегат электронейтрален, но обладает большой адсорбционной способностью и способен адсорбировать на своей поверхности ионы из раствора –

потенциалопределяющие ионы (ПОИ).

При выборе потенциалопределяющих ионов пользуются эмпирическим правилом Фаянса-Панета-Пескова: «На твердой поверхности агрегата в первую очередь адсорбируются ионы, которые входят в состав агрегата; способны достраивать

37

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

кристаллическую решетку агрегата; образуют малорастворимое соединение с ионами агрегата; изоморфны с ионами агрегата».

Агрегат вместе с потенциалопределяющими ионами составляет ядро мицеллы. Ядро мицеллы, обладающее большим зарядом, притягивает ионы противоположного заряда –

противоионы (ПИ) из раствора.

Рис.10. Схематическое строение мицеллы золя иодида серебра

Часть противоионов находится в непосредственной близости от ядра, прочно связана с ним за счет адсорбционных и электростатических сил, и образует плотную часть двойного электрического слоя (адсорбционный слой).

Ядро с противоионами плотной части двойного электрического слоя образуют гранулу или коллоидную частицу. Знак заряда коллоидной частицы определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов.

Коллоидную частицу (гранулу) окружают противоионы диффузного слоя – остальная часть противоионов, подвергающихся броуновскому движению и менее прочно

38

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

связанная с ядром. В целом образуется мицелла. Мицелла в отличие от коллоидной частицы электронейтральна.

Рассмотрим строение мицеллы при образовании коллоидного раствора – золя иодида серебра методом химической конденсации при небольшом избытке нитрата

Формула{ мицеллы∙ запишется∙ ( − ): −} ∙ −

+ 3 3

где: m - количество молекул или атомов, образующих агрегат; n - число потенциалопределяющих ионов, адсорбированных наповерхности агрегата; (n-x) - число противоионов в плотной части двойного электрического слоя (адсорбционный слой); x - число противоионов в диффузной части двойного электрического слоя; x+ - заряд коллоидной частицы (гранулы).

При образовании золя иодида серебра при небольшом избытке иодида калия:

39

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3 + (изб) = ↓ + 3 Образуется{ мицелла∙ −следующего∙ ( − ) +состава} ∙ +:

Заряд коллоидной частицы в данной мицелле будет отрицательным.

Примеры мицелл гидрофобных золей в природе

В природе в коллоидном состоянии широко распространены сульфидные руды многих элементов (Ag, Zn, Hg, As, Fe, Sb, Ni).

Показано, что устойчивость коллоидных растворов, стабилизированных H2S зависит от присутствия кислорода воздуха. Так, при хранении золя сульфида ртути без воздуха ее

устойчивость возрастает, что, по-видимому, объясняется изменением{ ∙состава∙мицеллы( − ): } ∙

− { + + ( ) }

→ ∙ 2− ∙ 2 − + ∙ 2 +

При этом потенциалопределяющими ионами являются в первом случае HS-, во втором – S2-.

Коллоидный карбонат кальция в природе не устойчив

и сравнительно быстро переходит в метаколлоидные формы.

Предположив, что2CaCO+ 32образуется3 → при3обменной+ 2 реакции:

40

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

вероятное строение мицеллы можно представить следующим образом:

Возникновение двойного электрического слоя на поверхности ионностабилизированных частиц сообщает им электрический заряд. Последний может возникать также за счет диссоциации собственных частиц ионогенных групп.

Например, гидроксид алюминия, образующийся при обменных и гидролитических реакциях, легко пептизируется,

41