Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Закрепление реагентов на поверхности воздушных пузырьков



Носителем свободной поверхностной энергии на разделе фаз вода – воздух является мономолекулярный слой молекул воды.

Расчеты, показывают, что для изолированной молекулы поверхностно-активного вещества горизонтальное положение на поверхности раздела вода-воздух соответствует минимальной энергии, т.е. наиболее выгодно в энергетическом отношении (рис. 2.1).

 

Лекция 7

План лекции:

1. Собиратели [2 с.109-113, 3 с.66-67]

2. Сульфгидрильные собиратели [2 с.132-145, 3 с.88-99]

 

СОБИРАТЕЛИ

Собиратели– это органические вещества, способствующие прилипанию минеральных частиц к пузырькам воздуха.

Молекулы ионногенных собирателей имеют сложное строение и состоят из 2х частей, отличных по своим свойствам – аполярной и полярной.

Аполярная часть – молекулы представляет собой углеводородный радикал, который практически не взаимодействует с диполями воды и характеризуется явно выраженной гидрофобностью, связанной с наличием у углеводородных радикалов весьма слабых боковых остаточных сил Ван–дер–Вальса при высоком значении сил связи внутри самих углеводородных цепей.

Полярная часть молекулы, в противоположность аполярной, отличается способностью к взаимодействию с водой.

На рисунке 2.2 представлена классификация реагентов – собирателей.

На рисунке 2.3 показаны в силовом изображении энергия химического взаимодействия – А между катионами решетки минерала и полярными группами собирателя, а также энергия дисперсного взаимодействия – Б между углеводородными цепями собирателя.

Адсорбционное закрепление молекул собирателя на поверхности минерала приводит к ослаблению силовых полей, создаваемых поверхностными атомами его кристаллической решетки, связи диполей воды с поверхностью минерала разрушаются.

 

Рис.2.2. Классификация реагентов-собирателей

 

Рис.2.3. Энергия взаимодействия собирателя

с минералом

 

Появление в зоне расположения гидратных слоев у поверхности минерала гидрофобных групп собирателя, практически невзаимодействующих с водой ведет:

1. К снижению устойчивости гидратных слоев и уменьшению их толщины.

2. Увеличению гистерезиса смачивания минерала, проявляющемуся в замедлении передвижения трехфазового периметра смачивания и возникновению известной жесткости его закрепления.

3. Сокращению времени прилипания в тысячи и десятки тысячи раз.

4. Увеличению прочности прилипания воздушного пузырька к минеральным частицам и, следовательно, повышению извлечения.



 

Сульфгидрильные собиратели

Ксантогенаты

К сульфгидрильным собирателям относятся реагенты, содержащие в своем составе сульфгидрильную группу. Ксантогенаты(техническое название −ксантаты) и дитиофосфаты (техническое название −аэрофлоты) являются важнейшими реагентами собирателями, наиболее широко применяемыми при флотации сульфидных руд цветных металлов, а также руд благородных металлов.

Ксантогенаты −это соли ксантогеновых кислот.

 

ROCSSH −ксантогеновая кислота.

 

ROCSSK −калиевая соль ксантогеновой кислоты (более употребляемое название – ксантогенат калия).

 

Этиловый ксантогенат калия −C2H5OCSSK или CH3CH2OCSSК.

 

Пропиловый ксантогенат −C3H7OCSSK или CH3CH2CH2OCSSK.

 

Бутиловый ксантогенат −C4H9OCSSK или CH3CH2CH2CH2OCSSК.

 

Амиловый ксантогенат −C5H11OCSSK или CH3CH2CH2CH2CH2OCSSK.

Структура молекулы ксантогената:

 

 

Получение ксантогенатов основано на весьма быстро протекающей реакции между сероуглеродом и соответствующим алкоголятом:

 

ROMe + CS2 = RO·CS·SMe.

 

Реакция сопровождается выделением большого количества тепла. Практически для получения щелочных ксантогенатов применяют сероуглерод, щелочь (NaOH или KOH) и спирт:

 

ROH + KOH + CS2 = RO·CS·SK + H2O.

 

Реакция сопровождается выделением воды, протекает очень быстро и из спиртового раствора выпадает кристаллический осадок ксантогената.

Ксантогенаты обычно применяют в слабо щелочных пульпах (в кислой среде ксантогенаты разлагаются). Сильно щелочная пульпа также не благоприятна для собирательного действия ксантогената поскольку гидроксильные ионы способны вытеснять анионы ксантогената с поверхности минерала.



В кислой среде при pH=4−7:

 

 

Ксантогеновая кислота очень быстро распадается на спирт и сероуглерод:

 

ROCSSH = СS2 + ROH

 

В нейтральной и щелочной средах KX диссоциирует:

 

ROCSSK = ROCSS- + K+

и активно взаимодействует с сульфидом (химическая адсорбция):

 

PbS + 2ROCSSK = Pb(ROCSS)2 + K2S

 

В сильнощелочной среде ксантогенаты не используют, так как даже уже закрепившийся ксантогенат десорбируется с поверхности минерала:

 

Pb(ROCSS)2+2KOH=Pb(OH)2+2ROCSSK

 

Ксантогенаты могут окисляться до диксантогенида:

 

2ROCSS↔2e+ROCSS-SSCOR

 

Последний закрепляется на поверхности сульфида (физическая адсорбция).

Важной положительной особенностью ксантогенатов является отсутствие у них пенообразующих свойств, что позволяет в широких пределах регулировать собирательные действия этих реагентов без нарушения процесса пенообразования.

Ксантогенаты не проявляют никакого собирательного действия по отношению к окислам, силикатам, алюмосиликатами и солеобразным минералам щелочноземельных металлов. Эта особенность ксантогенатов позволяет наиболее селективно разделять сульфиды при их флотации от минералов пустой породы.

Расход ксантогенатов составляет в среднем 30–100 г/т руды.

 

Дитиофосфаты (соли дитиофосфорной кислоты)

 

Важным отличием дитиофосфатов от ксантогенатов является наличие двух углеводородных цепей, независимо друг от друга связанных с ядром молекулы (фосфором), что объясняется более высокой валентностью фосфора (пять) по сравнению с углеродом:

 

 

 

Имеются крезиловые дитиофосфаты 15, 25, 31.

Крезиловый дитиофосфат 15 представляет собой жидкость темного цвета, являющуюся раствором дитиофосфата в крезоле:

 

 

 

 

Благодаря большому количеству свободного крезола реагент обладает свойствами собирателя, вспенивателя и сульфидизатора.

Расход дитиофосфата составляет 10 – 100 г/т.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!