ФЛОТАЦИОННЫЕ РЕАГЕНТЫ
химические
вещества, обусловливающие и регулирующие большинство процессов флотации.
Ф. р., находясь в жидкой фазе пульпы и адсорбируясь на границах раздела
фаз жидкость - газ и твёрдая фаза - жидкость, создают условия для избирательной
(селективной) флотации частиц определённых минералов. Различают три осн.
группы Ф. р. - собиратели, регуляторы и пенообразователи.
Собиратели (или коллекторы)
- орга-нич. вещества, служащие для гидрофобизации поверхности частиц флотируемых
минералов, что делает возможным их прилипание к пузырькам газов. Молекулы
собирателя обычно состоят из двух частей - углеводородной (неполярной)
и карбоксильной группы, аминогруппы и другой (полярной) химически активной,
закрепляющейся на поверхности минералов. По способности диссоциировать
на ионы в водной среде собиратели делятся на неионогенные и ионогенные.
Первые практически нерастворимы в воде и представлены обычно неполярными,
углеводородными жидкостями (керосин, нефтяные масла и др.). Вторые диссоциируют
в воде на анион и катион и в зависимости от вида гидрофобизирующего иона
подразделяются на анионные (напр., ксантогенаты, аэрофлоты, жирные кислоты
и их соли, алкилсульфаты) и катионные (напр., высшие жирные амины и их
соли, четвертичные аммониевые основания). Хемосорбционное закрепление собирателя
на определённых элементах поверхности частиц минералов обусловливает избирательность
флотации. Углеводородная часть молекулы собирателя, крайне слабо притягивающая
молекулы воды, препятствует гидратации поверхности минерала - образованию
устойчивого слоя, состоящего из молекул воды. Добавки неполярных жидкостей
(масел, керосина) в пульпу усиливают гидрофобиза-цию. Иногда для более
полного извлечения нужных минералов применяется сочетание различных собирателей.
Для флотации сульфидных минералов (галенита, халькопирита, сфалерита) чаще
всего применяются растворимые в воде соли ксантогеновой или дитиофос-форной
к-т - т. н. ксантогенаты и ди-тиофосфаты. Несульфидные минералы (апатит,
флюорит, фосфаты природные и др.) обычно флотируются различными жирными
к-тами и их солями (олеатом натрия, солями сульфокислот и др.). Перспективно
применение алкилгидроксамовых к-т и их солей. При флотации природногидрофобных
минералов (угля, самородной серы и др.) применяются малорастворимые в воде
реагенты, к-рые закрепляются на частицах в виде капелек.
Регуляторы применяются для
повышения избирательности закрепления собирателей на поверхности определённых
минералов, увеличения прочности этого закрепления, снижения расхода собирателя
и придания минерализованной пене оптимальной устойчивости. Когда регулятор
действует непосредственно на поверхность минерала, способствуя лучшему
закреплению на нём собирателя и активируя флотацию, он наз. активатором.
Напр., добавление сульфида натрия сульфидизирует поверхность окисленных
минералов цветных металлов и позволяет закрепиться на них молекулам ксантоге-ната.
Медный купорос оказывает активирующее действие на флотацию сфалерита. Регулятор,
затрудняющий взаимодействие минерала с собирателем, наз. подавителем или
депрессором. Напр., жидкое стекло предотвращает закрепление мыл на силикатных
минералах, подавляя их флотацию; известь и цианиды подавляют флотацию пирита.
Кроме активаторов и подавителей, имеются реагенты-регуляторы, придающие
среде определ. щёлочность и кислотность (регуляторы среды). Регуляторы,
разобщающие (пептизирую-щие) частицы микронных размеров (тонких шламов),
например силикат натрия, уменьшая их отрицательное действие на флотацию,
наз. реагентами-пептизатора-ми и чаще всего являются неорганич. соединениями;
реже используют органич. регуляторы (карбоксилметилцеллюлоза и др.).
Пенообразователи (вспениватели)
повышают устойчивость минерализованной пены, способствуют лучшему диспергированию
воздуха в пульпе и образованию мельчайших пузырьков. Обычно это органич.
поверхностно-активные вещества, молекулы к-рых имеют полярную и неполярную
группы и адсорбируются на поверхности раздела фаз газ - жидкость, понижая
поверхностное натяжение. Полярные группы обращены в воду, в результате
чего пузырьки воздуха окружаются устойчивыми гидратными оболочками, препятствующими
их слиянию. В качестве пенообразователей применяются различные технические
спирты и их смеси, пиридиновые основания. Нек-рые собиратели (мыла, амины)
обладают пенообразующим эффектом.
Действие Ф. р. зависит от
природного состава поверхности минералов, щёлочности и кислотности среды,
темп-ры пульпы (для жирных кислот и их солей) и др. факторов. Расход Ф.
р.- от неск. г до неск. кг на 1 т флотируемого материала. При флотации
применяют определённый ассортимент реагентов и порядок их подачи, что составляет
основу флотационного режима. Обычно в пульпу добавляется регулятор (или
регуляторы ), затем - собиратель и впоследствии - пенообразователь. Выдерживается
оптимальное время контакта пульпы с каждым реагентом. Во многих случаях
действие реагентов комплексное и приведённая их классификация несколько
условна.
Лит. см. при статьях Флотация
и Обогащение полезных ископаемых.
В. И. Классен.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я