МЕХАНИЗМ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ НА МИНЕРАЛАХ

Собиратели на основе жирных кислот применяются при флотации горно-химического сырья, а также окисленных минералов руд цветных и редких металлов. Карбоновые кислоты являются собирателями и для сульфидных руд цветных металлов. Вследствие селективности они не могут при флотации этих руд конкурировать с сульфгидрильными собирателями.

Адсорбция карбоновых кислот определяется свойством гидроксильной группы образовывать трудно растворимые мыла с ионами щелочно-земельных и тяжелых металлов.

Следовательно, механизм закрепления карбоновых кислот, как и сульфгидрильных собирателей, хемосорбционный. Минералы, не содержащие катионов, дающих трудно растворимые мыла, не флотируются карбоксилсодержащими собирателями без предварительной активации ионами поливалентных металлов. Флотация жирнокислотными собирателями чувствительна к рН среды. Действие этих собирателей более эффективно в щелочной среде, что связано с нахождением жирных кислот в ионной форме. Практически все жирнокислотные собиратели обладают свойствами сильно пенообразователей.

КАТИОННЫЕ СОБИРАТЕЛИ

К ним относятся органические ПАВ, у которых при диссоциации гидрофобный радикал переходит в положительно заряженный ион-катион. Основные активные собиратели: жирные амины и их соляно-кислые и уксусные соли.

Амины можно рассматривать как производные аммиака. Они обладают свойствами слабых оснований, основное свойство которых: реакция идет в двух направлениях. Степень их диссоциации зависит от рН среды и возрастает с повышением ионизации водородных анионов. Амины, в радикале которых содержится более 6 атомов Н, в воде практически нерастворимы, поэтому при флотации используют их соли. Полученные соляной или уксусной кислотой.

Типы катионных собирателей:

1. Катионный реагент АНП (амины из нитропарафинов).

АНП получают путем каталитического восстановления нитропарафинов, полученных обработкой углеводородной фракции С11-С16 азотной кислотой.

Реагенты АНП – смесь хлоргидратов первичных атомов, содержащих 14 атомов углерода.

2. Амины на основе высших жирных кислот.

При гидрирующем аминировании высших жирных кислот нормального строения получаются жирные амины нормального строения.

На основе жирных кислот животного происхождения производятся октодециламин и амины на основе фракций С17-С20.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ КАТИОННЫХ СОБИРАТЕЛЕЙ

Катионные собиратели легко флотируют кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, фосфаты.

Ряд флотируемости минералов катионными собирателями обычно бывает обратным относительно флотируемости анионными собирателями. Флотационные свойства катионных собирателей возрастают до определенного предела с увеличением длины углеводородной цепи, после чего начинают снижаться. При числе атомов углерода в цепи менее 8 коллектирующие свойства проявляются слабо. Падение собирательных свойств при числе атомов углерода выше 18 объясняется понижением растворимости аминов и их солей. В кислых и слабо щелочных пульпах они закрепляются в ионной форме, а в сильно щелочных – в молекулярной. Закрепление в ионной форме – вторичная электростатическая адсорбция, а в молекулярной обусловлено водородной связью. В ионной форме катионные собиратели более флотоактивны, чем в молекулярной. Увеличение плотности адсорбционного слоя собирателя на минералах повышает их флотируемость. Собирательные свойства анионов и их солей зависят от щелочности пульпы. Лучшими собирательными свойствами они обладают при средних значениях рН. В очень щелочных и кислых пульпах катионные собиратели мало эффективны.

АПОЛЯРНЫЕ СОБИРАТЕЛИ

Они не содержат в своей структуре полярных групп, поэтому практически не взаимодействуют с водой и поверхностью полярных минералов. Обладают способностью селективно закрепляться на поверхности гидрофобизированных минералов. Основные аполярные собиратели: углеводороды (углеводородные масла). Наиболее широко используются керосин, соляровое масло и мазут. Кроме углеводородов в качестве аполярных собирателей используют продукты их хлорирования и кремний органические жидкости.

Аполярные собиратели используют как основные собиратели для флотации минералов с высокой естественной гидрофобностью и как дополнительные собиратели для снижения расхода гетерополярных собирателей и улучшения флотации крупных зерен и сростков. Возможность флотации крупных зерен позволяет снизить расходы на измельчение руды перед флотацией.

При флотации природно-гидрофобных минералов аполярными маслами имеет место коалесцентный механизм закрепления минералов на воздушных пузырьках. Капля аполярного собирателя, помещенного на гидрофобную минеральную поверхность, находящуюся в воде, не растекается до тонкой пленки, а остается в виде линзы. Чем гидрофобнее поверхность минерала, тем прочнее на ней закрепляется масло.

ДЕПРЕССОРЫ. ИХ ВИДЫ

Депрессоры (подавители) – реагенты, понижающие флотируемость тех минералов, извлечение которых в пенный продукт нежелательно в данной операции. Применение реагентов-депрессоров является основным сродством получения максимальной селективности при флотационном разделении минералов с близкими свойствами.

Депрессоры закрепляются на поверхности определенных минералов и препятствуют адсорбции собирателя на них, а также гидрофилизуют поверхность этих минералов и тем самым предотвращают их флотацию одновременно с другими минералами.

В качестве реагентов-депрессоров наиболее широко используются: щелочи, цианиды, сернистый натрий, сернистая кислота и ее соли, жидкое стекло и другие.

Основная трудность при выборе депрессирующих реагентов: их недостаточная избирательность по отношению к разделяемым минералам.

В качестве неорганических депрессоров применяют продукты: жидкое стекло, NaCN, NaHS, SO₂.

Органические депрессоры – соединения, в которых практически отсутствуют гидрофобные углеводородные радикалы, но имеется большое количество полярных групп, способных прочно удерживать по несколько молекул воды. Наиболее широко применяются реагенты, относящиеся к группам неионогенных и ионогенных анионных депрессоров (крахмал, декстрин).