Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 5 (1110092), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Положит. роль во Ф. могут игрюь газовые п)пырьхй, выдииющиеся из р-ра. Сущность элементарного акта Ф. заключается в следующем. При сближении в водной среде пузырька газа и пщрофобной пов-сти минеральной частицы (см. Лгюфвльность и лнофобность), адгезия к-рой к воде меньше когезии воды, рвзделаощав их водная прослойка при достижении нек-рой критич.
толщины становится неустойчивой и самопроизвольно прорывается. Этот этап завершается полным смачиванием чвсгицм, обеспечивающим прочное слипание пузырька и частицы. Вследствие того, что плотность комплексов, или агрегатов «пузырьки — частицы», меньше плотности пульпь1, они всплывают (флот ир уют) на ее пов-сть и образуют пенный минерапизованный слой, х-рый удюиется из флотац. машины. Известно неск. модификаций пенной Фс вакуумная, фло. тогравитвцив, ионная, злектрофлотация, Ф.
с вьщелением СО1, пенная сепарация. Вакуумная флотация. По этому способу, предложенному Ф. Элмором (Великобритания, 1906), жидкость, содержащая твердые частицы, насыщается газом, к-рый при понижении давления выделяется из нее в виде мелких пузырьков на пов-сти гидрофобных частиц. Ф л о т о г р а в и т а ц и я — комбинир. процесс обогащения полезных ископаемых, совмещиощий Ф. и ращеление мелких твердых частиц под действием силы тяжести или в псле центробежных сил.
Процесс проводат в спец. аппаратах (концентрационные столы, винтовые сепараторы, ленточные шлюзы, концентраторы, осадочные машины). В них благодаря обработке пульпы флотореагентвми и введению в нее пузырьков воздуха образуются т. «аз, аврофлокулы определенных минералов, имеющие меньшую шготность, чем частицы, не взаимодействующие с воздушными пузырьками. Сощаваемое при этом различие в плотности способствует более эффективному разделению частиц минералов, в т. ч.
меньшей крупности, чем при обычном гравитац. обогащении. В прои-сти флотогравитацию используют для вьщеления сульфидных минералов из вольфрамовых и оловянных концентратов, а также для отделения циркона от пирохлора, шеелита от касситерита и др. Ионная флотация разработана в 50-х гг. 20 в. (Ф. Себба, ЮАР) для очистки воды, а таске извлечения полезных хоыпонентов из разб. р-ров. Отдельнме ионы, молекулы, тонкодисперсные осадки и коллоидные частицы взаимод.
с флотореагентами-собиратаими, обьино катион- ного типа, и извлекаются пузырьками газа в пену либо пленку на пов-сти р-ра. Способ перспективен для перерабапги иром. стоков, ыинерализов, подземных термальных и шахтных вод и морской воды. Электрофлотация. Для ее проведениа используют пов-сть пузырьков водорода и кислорода, выделяющихся при злектролитич. Разложении воды. Предложен тюсже способ Ф., согласно х-рому в пульпу вводят пузырьки СО1, образующегося в результате хим. Р-ции. Другие способы флотацин. Среди всех способов первой была предложена(1860) масляная Ф.
(В, Хайнс, Великобритания). Дли ее осуществления измельченную руду перемешивают с минеральным маслом и водой; при атом сульфидине минералы селективно смачиваются маслом, всплываот вместе 206 108 ФЛОТАЦИЯ с ним и удаляются с пов-сги воды, а пустые породы (хяарц, полевой шпаг и др.) осэлшаются. В России масляная Ф. была применена для обогюцения графитовой руды (Мариуполь, 1904). В дальнейшем этот способ усовершенствовали: масло диспергироээли до эмульсионного сосгояния, что позволило извлекпь тонкие шламы, напр. марганцевых руд. Способносп, пшрофобных минеральных частиц удержиэазъся на поэ-сги воды, в то время кж пшрофильные частицы в ней тонуг, была использована А. Нибелиусом (США, 1892) и А.
Мэк-Куисгеном (Великобритания, 1904) дяя разработки пленочной Ф. В этом процессе из тонкого слоя измельченной руды, находящегося на пов-сги потока воды, вылазиет пгдрофильные часгицы. В насгояшее время масляная, пленочная и нек-рые др. способы Ф. пржтичесхи не применяются. Флетациэнные Реагенты Флотореагенты — хим. в-эа (чаще всего применяют ПАВ), к-рые добавляют при Ф. в пульпу для создания условий. селективного (избирательного) разделения минералов.
Флотореиенты позволяют регулировать взаимод. ыинеральных частиц и газовых пузырьков, хим. р-ции и физ.-хим. процессы в жижой фазе, на границах раздела фаз и в пенном слое пугем гидрофобизации пов-сги одних и гидрэтации поэ-сги др. твердых часгиц. По назначению различают три группы флотореагенгоэ: собиратели, пенообразоэатели и модификаторы. По хим. составу флотореагенты бывают оршническими (преим.
собиратели йпенообразователи) и неорганическими (в осн. модификаторы); те и другие и. б, неионогенными, мало или пржтически нерастворимыми э ваде, и ионогенными, хорошо растворимыми в ней в-эами. С о б и р ат ел и (коллекторы). Роль этих реагентов заключается в селективной пшрофобизации (понижении смачиэаемосги) поэ-сти нег;рых минеральных частиц и вознжноэении тем самым условий дгэг прилипания х ним газовых пузырьков. Гидрофобизация достигается вытеснением пшратной пленки с пов-сти частиц. Закрепление на ней м.б. обусловлено эан-дер-эаальсовыми силами (физ. алсорбция) либо образованием хим. связи (хемосорбция).
По структуР- ным признюгам собиратели подразделяют на анионные, катионные, амфотерные и неионогенные. Молекулы энионных и катионных реагентов содержа неполярнме (углеводородные) и полярные (амино-, карбокси- или др.) группы. Последние обращены к минералу, сорбируются на пов-сти частиц и пшрофобизируют ее, а неполярные группы обращены в воду, стгалхиэмот ее молекулы и предотвращают гидратэцию пов-сги частиц. К анионным собирателям относятгя соед., к-рые содержат суяьфгидрильную (мерхапто-) или пгдрохсильную группы, а также их производные — т. наз. сульфгидрильные и окспщрильные реагенгьь Сульфпшрильные реагхнты предназначены для Ф.
минералов сульфидных руд Сн, РЬ, Еп, Ах, Ап, Со, Щ Ре и включают хсантогенаты (изопропил-, пентил- и атилпроизэодные), дитиофосфаты (дикрезил- и диэтилпроизэодные), меркаптаны и их произаодные (диалкилтионокарбаматы). Окспшрильные реэгенты применяют для Ф. карбонатов, оксидов, сульфатов, фосфатов, фторидов и нек-рых др. минералов; к этим реагентам огносятся алифатич. (харбоновые) х-ты, моноалкилсульфаты, сульфосукцинаты, алкан- и алкиларилсульфонатм, алкилгидроксамовые и юшилилфосфоновые к-ты и их соли, юшилариловые эфиры форных х-т и их соли, сульфироаанные алкилмоноглицеридьь Катионные собиратели, среди к-рмх лаиб. Распространены алифатич.
первичные амины, а также вторичные амины (в керосине), соли чезтюртичных аммониевых оснований и аминоэфиры с короткой разветвленной цепью, используюг дзя Ф. халийных солей (гл. обр. КС1 при отделении его от ХаС1), кэарца, силикатов, сульфидов и т.д. Амфотерные собиратели имеют в своем составе амино- и карбоксильную группы, благодаря чему сохраняют активность хак в кислой, тж и в щелочной средах. Данные 207 коллекторы особенно эффективны для Ф. минералов класса охсидов в воде повышенной жесткости. Неионогеннме собиратели представлены неполярньцги соей.— углеводородными жидкостями преим.
нефтяного происхождения (газойяи, дизельные масла, керосин и т.д.), а также жирами и др. В вцле водных эмульсий они служат дги Ф. алмазов, графита, калийных солей, молибденита, самородной 3, талька, углей, фосфатов и др. минералов с неполярной поэ-стью. Совместное применение полярных коллекторов с неполярными, а тжже диспергирование, напр, с помощью ультразвука, эмульсий последних (что усиливает гдгезионное зжрепление их на пов-сти минералов за счет физ. адсорбции) существенно улучшает Ф. крупных частиц; при этом наряду с адгезией Ф. сопровождается также и хим, р-циями.
Пенообразователи (вспениэатели), адсорбируясь на поэ-сти радела газ — жидкость, понижают поверхностное натяжение, способствуют образованию устойчивой цшратной оболочхи пузмрьков воздуха, уменьшают их крупность и препятствуют хоалесценции, умеренно стабилизируют минерализов. пену. В качестве вспениэателей используют одно- атомные алифатич. спирты (напр., метилизобутилхарбинол), гомслоги фенола (крезолы и хсиленолы), техн. продукты (пихтоэое и сосновое масла), содержащие терпеновые спиртьг, монометиловые и монобугиловые эфиры полипропиленгликолей, полиажохсиалканы (напр., 1,1,1,3-тетраэтоксибутан) и др.
Пенообразуюшими сэ-эами обягщают нек-рые собиратели (амины, карбоновые к-ты). Модификаторы (регуляторы) позволяют сделать аозможной, усилить, ослабить или исхлючить адсорбцию собирателей на минералах. Благодаря регуляторам уменьшается расход собирателей, достигаются разделение минералов с ближой гшотносгью, обогащение руд сложного сосгаэа с получением неся. концентратов. Модификаторы, улучшающие закрепление собирателей на лов-сги определенных минералов и ускоряющие Ф., наз. жтиэаторами; ре~уляторы, затрудняющие зжрепление холлектороэ,— подаэителями, или деп ссорами. )1)и минералов класса оксгщов потенциалопределяюшими яхчяются ионы Н' и ОН; их концентрации изменяются пугем подачи х-т, щелочей и соды, Для сульфидоэ потенциалопределяюшими служат катионы металлов и анионм НЗ и Зз .
Поэтому распространенным активатором при Ф, сульфидоэ сульфпшрильными собирателями является, напр., Хазб. Жидкое стекло применяют как депрессор Ф. силикатных материалов; известь и цианиды подавлают Ф. пирита, сульфидов Сн и Еп и т, д. Для снижения отрицательного воздействия на Ф. частиц микронных размеров (тошгих шлемов) используют разобшюощие их реагенты-пептизаторы (диспергаторы); к ним относятся неорг. (напрз жидкое стекло) и орг. (дехстрин, харбохсимепешеялюлоза, крахмал, лигносульфонаты и др.) соединения.
Кроме упомянугых имеются тинке регуляторы РН среды. В большинстве случаев флотореагенты облалаюг комплексным действием (к-рос зависит от прир. состава пов-сги минералов, рН среды, т-ры пульпы и т.д.) и приведенная их классификация весьма условна. Избирательность Ф. Регулирухгг наряду с иньвш фжторами подбором реагентов, ассортимент х-рых достигает песк. сотен, и их расходом. При увеличении пов-сти флотируеммх минералов расход собирателей и жтияаторов возрастает. Расход пенообразоэателей немного увгличиэаегся при повышенном содержании обрабатываемого минерала и грубом помоле руды.
Расход депрессоров эозрасгает при повышенной флотируемости подавляемых минералов, высоких концентрациях собирателей в пульпе (напр., при разделении коллективных концентратов), а также при использовании мэлоизбирательных коллекторов, содержащих в молекулах длинноцепочечные углеводородные радикалы (напр., высшие жирные к-ты и мыла). Флотируемые компоненты руды извлекаются не полносгъю при недостатке эспенивателей, а при их избытке ухудшжтся селективносп, Ф. Средние расходы флотореэгентов невелики и обычно сосгавлюот от песк. г до неся. кг на 1 т руды.. 208 Флвтацнэиные процессы и ебэрудеашие Обогащение руд методом Ф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
