Действие олеиновой кислоты и олеата натрия при флотации

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Действие олеиновой кислоты и олеата натрия при флотации

02.10.2020

Собирательные свойства олеиновой кислоты и влияние на них различных условий рассмотрены в работах Ребиндера и Эйгелеса. На примере олеиновой кислоты и олеата натрия изучено влияние на процесс закрепления собирателя природы минералов, концентрации реагентов, времени контакта реагента с минералами, температуры, при которой происходит обработка минералов реагентом.

Влияние природы минералов на количество собирателя, закрепляющегося на различных минералах, Эйгелес изучал в следующих условиях: чистые минералы были измельчены до крупности —60 u, шла мы удалены отмучиванием, для приготовления суспензии применялась дистиллированная вода, твердого в суспензии содержалось 6%, расход олеата натрия был равен 275 г/т, что создавало начальную концентрацию в суспензии 5,5*10в-5 г*моль/л.

Остаточная концентрация собирателя в равновесном растворе определялась иодометрическим методом, разработанным Эйгелесом. Результаты этих опытов приведены в табл. 44.
Действие олеиновой кислоты и олеата натрия при флотации

На примере нескольких минералов было экспериментально показано большое влияние природы минералов на количество олеат-ионов, закрепляющихся на минералах. Вместе с тем опыты не подтверждают существования простой зависимости между растворимостью минералов и растворимостью олеатов металлов, которые присутствуют в кристаллической решетке минерала, с одной стороны, и количеством закрепляющегося на минералах собирателя, с другой.

Церуссит имеет меньшую растворимость, чем кальцит и флюорит, а по количеству закрепившегося на нем собирателя находится между этими минералами. Растворимость олеата бария меньше, чем олеата кальция, а на кальците, шеелите и флюорите закрепляется больше собирателя, чем на барите.

Олеат-ион закрепляется даже на тех минералах, растворимость которых меньше растворимости соответствующих олеатов кальция. Растворимость всех приведенных в табл. 44 кальциевых минералов меньше растворимости олеата кальция, но, несмотря на это, олеат-ион интенсивно закрепляется на кальците, шеелите и флюорите.

Закрепление олеат-иона на минералах происходит даже в том случае, когда концентрация собирателя в растворе в 7—10 раз меньше концентрации насыщенного раствора соответствующего олеата. Так, растворимость олеата кальция в воде равна 20,5—28,6 10в-5 г*моль/л, а олеат-ион переходит па поверхность кальциевых минералов из водного раствора, содержащего всего лишь 5,5*10в-6 г*моль/л олеата натрия. Сложная взаимосвязь между растворимостью и процессом закрепления собирателя опровергает упрощенные представления, сводящие поверхностные процессы к реакциям обменного разложения.

Форма закрепления собирателя на минералах также значительно сложнее, чем образование полного или частичного, островного, «мозаичного», мономолекулярного покрытия поверхности минерала собирателем.

Изучение количества закрепившегося собирателя на различных минералах приведено в табл. 45. Первые пять граф этой таблицы заимствованы из работ Энгелеса, остальные рассчитаны Мокроусовым.

Как видно из табл. 45, при повышенных начальных концентрациях олеата натрия на поверхности минералов закрепляются большие количества собирателя. Ориентировочные расчеты и показывают, что этого количества реагента вполне достаточно для образования на поверхности минеральных частиц слоя, более чем в десять раз превосходящего толщину мономолекулярного слоя.

Данные средних граф табл. 45 показывают, что в большом интервале расходов олеата натрия на каждом минерале закрепляется относительно постоянное количество олеат-ионов. Так, при расходе олеата натрия от 55 до 6875 г/т на флюорите закрелялось 54—55% всего введенного в суспензию реагента. Подобное же явление наблюдается и для других минералов. Переход от малых концентраций собирателя к большим происходит плавно: без изменения относительного количества закрепившегося на поверхности реагента. Например, на поверхности флюорита закреплялось неизменно 54% от всего количества реагента, введенного в суспензию, несмотря на то что абсолютное количество олеат-ионов, закрепившихся на флюорите, увеличилось в 130—140 раз.

Аналогичное явление наблюдается и при закреплении олеата натрия на кальците и барите; только относительные количества закрепившегося реагента были меньше, но они также оставались постоянными в очень широком интервале количества закрепившегося на минерале собирателя.

Все это позволяет сделать вывод, что закрепление таких собирателей, как олеат натрия, возможно не только в форме мономолекулярного слоя. Вполне вероятно, что олеат натрия закрепляйся не только непосредственно на поверхности минерала, но л диффузной оболочке двойного электрического слоя, находящегося у поверхности раздела минерал — вода.

Косвенным подтверждением этого предположения является следующее. Если частицы кальциевых минералов, обработанные олеатом натрия, поместить в дистиллированную воду, то десорбция олеат-ионов с минеральной поверхности идет настолько интенсивно, что образующаяся при этом концентрация анионов олеиновой кислоты в жидкой фазе превышает концентрацию, соответствующую насыщенному раствору олеата кальция. Десорбция олеат-ионов в данном случае не является растворением полимолекулярных слоев олеата натрия, образовавшихся на кальциевых минералах, так как процесс растворения не только поверхностного, но и объемного олеата кальция не может приводить к столь высоким концентрациям, которые в данном случае создаются в жидкой фазе.

В табл. 46 приведены подтверждающие это положение расчеты соответствующих концентраций олеата натрия, образующихся при десорбции собирателя с поверхности кальцита, флюорита и барита. В этих расчетах использованы опытные данные Эйгелеса.

Из табл. 46 видно, что при десорбции анионов оленновой кислоты с поверхности кальциевых минералов в воде создаются концентрации этих ионов, достигающие 50*10в-5 г*моль/л и выше, тогда как концентрация анионов оленновой кислоты в насыщенном растворе олеата кальция в полтора — четыре раза меньше этих величин.

Эти явления наблюдались в тех случаях, когда минеральные частицы были обработаны растворами олеата натрия, концентрации которых в несколько раз (раза в три-четыре) превышаю применяемые в практике флотации. Однако, поскольку рассматриваемые концентрации находятся в интервале, где соблюдается прямая пропорциональность между расходом реагента и количеством анионов оленновой кислоты, закрепляемых на минеральных частицах, это дает основание для распространения выводов, сделанных на основе опытов с повышенными концентрациями реагентов, на более низкие концентрации.

Косвенным доказательством закрепления части олеат-ионов в диффузной оболочке двойного электрического слоя минеральных частиц является также изменение электрокинетического потенциала поверхности частиц при обработке их олеиновой кислотой.

Так, после обработки касситерита и галенита раствором олеата натрия, концентрация которого была равна около 30*10в-5 г*моль/л, электрокинетический потенциал этих минералов значительно изменяется, как это показано в табл. 47.

Концентрация реагентов в диффузном слое может иметь большое значение не только при действии собирателей, но в большей мере при действии реагентов-регуляторов.

На количество реагентов-собирателей типа олеиновой кислоты, закрепляющихся на минеральной частице, оказывает значительное влияние время контакта данной частицы с реагентом. При этом изменение количества закрепленного реагента во времени происходит неодинаково для различных минералов и различных концентраций реагента. В табл. 48 приводятся иллюстрирующие это положение данные, взятые из работы Эйгелеса.

Данные табл. 48 показывают, что закрепление собирателя на минералах имеет очень сложную кинетику. Возрастание времени контакта может не только увеличивать, но и уменьшать количество закрепившегося олеата натрия. Особенно сложная кинетика процесса закрепления собирателя на минералах должна быть в тех случаях, когда в пульпе присутствует несколько различных минералов. Поскольку минералы закрепляют олеат натрия с различной скоростью, то присутствие во флотационной пульпе минералов, быстро поглощающих собиратель из жидкой фазы пульпы, приводит к резкому снижению концентрации реагента в пульпе и к уменьшению количества закрепляющегося реагента на медленно адсорбирующих минералах. Различие в скоростях закрепления реагентов на минералах должно оказывать большое влияние на изменение флотационных свойств минералов при флотации их из мономинеральных порошков и из смесей с другими минералами. Действительно, многие исследователи отмечали, что флотационные свойства минералов в мономинеральном порошке и в смеси с другими минералами (а особенно в сложных рудных комплексах) резко изменяются.

Изменение флотационной активности данного минерала в присутствии других минералов обычно объясняется появлением и пульпе растворенных веществ, приносимых туда различными минералами. Наличие в пульпе этих, по выражению Эйгелеса, «неизбежных» ионов создает новые условия флотации, отличные от тех, при которых шла флотация отдельных минералов. Несомненно, действие «неизбежных» ионов оказывает большое влияние на флотацию, но вместе с тем это только одна из причин, приводящих к изменению поведения минералов при флотации их из смесей с другими минералами. Из вышесказанного вытекает что флотационная активность минералов также зависит от скорости закрепления собирателя на разных минералах.

Большое влияние, которое оказывают реагенты-регуляторы и неизбежные ионы пульпы на взаимодействие и олеата натрия с минералами, наряду с небольшой износностью этих собирателей определяют особую важность в случае реагентов — регуляторов.

Ведущая роль активации несульфидных минералов различными катионами отчетливо проявляется во многих случаях практики флотации. Поэтому следует подробней рассмотреть это явление.

Наиболее подробно процесс активации катионами изучен на силикатных минералах.

Детальными исследованиями Годэна и Чанга с применением "меченых" лаурата натрия и хлористого бария установленно, что имеет место сорбция кварцем ионов бария и лаурата независимо друг от друга. Ho в случае закрепления ионов лаурата неактивированным кварцем флотации не происходит. В случае активации кварца сорбцией на поверхности его частиц ионов бария закрепление лаурата возрастает. Однако флотация происходит только в случае примерного соответствия равновесных концентраций реагентов произведению растворимости лаурата бария. На этом основании Годэн и Чанг предполагают, что активирующие катионы, закрепляясь на поверхности минерала, способствуют перемещению ионов собирателя из диффузного слоя к поверхности, чем обусловливается достаточно высокая гидрофобизация последней.

Измеряя электрокинетический потенциал кварца в присутствии различных электролитов, Годэн и Фюрстенау сделали еще далее идущие выводы. Отмечается, что ионы бария, располагаясь в непосредственной близости к поверхности кварца, способствуют закреплению взаимодействующих с барием ионов собирателя на этой поверхности. При этом достигается ее лучшая гидрофобизация.

Опыты Янис, проведенные с «меченым» тридецилатом натрия, показывают, что увеличение сорбции ионов железа на кварце и полевом шпате приводит к возрастанию сорбции на них тридецилата и к повышению флотируемости минералов. Кроме того, катионы-активаторы повышают устойчивость закрепления собирателя.

Следует отметить, что флотационные свойства технических заменителей олеиновой кислоты и олеата натрия могут во многом отличаться от свойств олеиновой кислоты. Так, жидкое мыло — отход мыловаренных заводов (содержит около 45% жирных кислот, 10% нафтеновых кислот и 5% смоляных кислот) — менее прочно закрепляется на кальците и легче десорбируется с его поверхности в растворах жидкого стекла. Жидкое мыло явилось достаточно избирательным реагентом при флотации апатита 89. При флотации апатито-иефелиновой руды наибольшая избирательность процесса отмечается при применении мыла смоляных кислот; сульфатное мыло отличается большой активностью, но меньшей избирательностью. При этом отдельные фракции сульфатного мыла имеют различную активность и избирательность. Заменители олеиновой кислоты следует испытывать в каждом конкретном случае особо.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: