Файл: Глембоцкий В.А. Флотация учебник.pdf

Величина рН среды влияет на степень диссоциации пенообразо­ вателей в воде. Вспенивающее действие сильнее при наименьшей диссоциации. Пенообразователи, обладающие основными свойствами, лучше вспенивают в щелочной среде. Фенольные пенообразователи, обладающие кислотными свойствами, действуют активнее в кислой среде. Действие ОПСБ, ОПСМ, Э-1, ТЭБ почти не зависит от рН среды.

Классификация пенообразователей по признаку влияния рН среды на степень диссоциации [751:

1. Кислые пенообразователи с максимальным действием при рН ниже 7 или несколько выше 7 (когда реагент находится в воде в моле­ кулярной форме):

фенольные реагенты (крезол, ксиленол и др.); алкиларилсульфонаты (детергенты, азоляты и др.).

2. Основные пенообразователи с максимальным действием при

алифатические спирты (ИМ-68 и др.); ароматические спирты (терпинеолсодержащие вещества и др.);

вещества с эфирными связями (моноэфиры пропиленгликолей — ОПСБ, ОПСМ — полиалкаклансиалканы, диалкилфталаты).

Температура пульпы значительно влияет на действие пенообразо­ вателей: с повышением температуры вспенивание возрастает. Это более заметно для реагентов, растворимость которых в воде зависит от температуры.

В практике флотации применяют сочетание пенообразователей. В США около половины медных руд флотируются таким способом. Применение сочетания пенообразователей позволяет регулировать свойства пены в разных точках флотационного процесса. А. К. Лив­ шиц и С. В. Дуденков установили, что сочетание пенообразователей не усиливает их действие, но позволяет получить стабильные свой­ ства в довольно широком диапазоне расхода, что облегчает ведение флотационного процесса. Полезно совместное применение реагентов ОПСБ с флотомаслом.

Г л а в а V

РЕАГЕНТЫ-РЕГУЛЯТОРЫ

§ 1. Общие положения

Регуляторами называются флотационные реагенты, изменяющие взаимодействие собирателя с минералами для усиления или ослабле­ ния гидрофобизации их поверхности.

Регуляторы повышают селективность (избирательность) действия собирателя на минералы и тем самым обеспечивают четкое разделе­ ние минералов друг от друга при флотации.

154

В качестве регуляторов применяются разнообразные по составу, структуре и свойствам химические соединения (соли, кислоты, щелочи, электролиты и недиссоциированные соединения, неоргани­ ческие и органические вещества).

Осуществляя свои функции, регуляторы взаимодействуют с мине­ ралами, собирателями и присутствующими в пульпе ионами, причем в большинстве случаев это взаимодействие носит химический харак­ тер. Повышая селективность действия собирателей, регулятор дол­ жен быть достаточно избирательным.

Рассмотрим типичный случай применения регуляторов при фло­ тации. Цианистый натрий и другие водорастворимые цианиды при­ меняют в качестве регулятора при флотации свинцово-цинковых руд, содержащих в качестве основных полезных минералов галенит PbS и сфелерит ZnS, а также минералы пустой породы— кварц, силикаты и др. Ксантогенаты не обладают избирательностью дей­ ствия по отношению к отдельным сульфидам. Ввиду этого, применяя ксантогенат при флотации свинцово-цинковых руд, можно отделить от пустой породы галенит и сфалерит, но нельзя их разделить друг от друга. Используя цианиды, создают условия, при которых ксан­ тогенат гидрофобизирует только галенит, в то время как на сфале­ рит в присутствии цианида ксантогенаъне действует.

Регуляторы при флотации мог^т {106]:

1) воздействовать непосредственно на поверхность минерала и изменять ее химический состав. При этом достигается усиление (или, наоборот, ослабление) взаимодействия минерала с собирателем;

2)вытеснять собиратель, закрепившийся на поверхности мине­ рала, и тем предотвращать его флотацию;

3)изменять флотируемость минерала независимо от его взаимо­ действия с собирателем. Вследствие неоднородности поверхности минерала одни ее участки могут быть покрыты собирателем, а на дру­ гих, свободных от собирателя участках, могут сорбироваться те или иные ионы (или молекулы) регулятора.

Подобное независимое от собирателя действие регуляторов на минералы было впервые обосновано и установлено М. А. Эйгелесом и О. С. Богдановым. Так, например, при воздействии в известных

с поверхности галенита ксантогенат, сколько, сорбируясь на дру­ гих участках поверхности минерала, гидратирует ее, чем снижает флотацию вплоть до ее полного прекращения [19, 248];

4)изменять в широком диапазоне щелочность среды, в которой проходит взаимодействие собирателей с минералами, и тем влиять на флотацию последних;

5)присутствуя часто в пульпе одновременно с собирателем, пере­ водить собиратель в осадок и тем ослаблять или прекращать его гидрофобизирующее действие на минералы.

Возможны случаи, когда один и тот же регулятор влияет на флотационное поведение минерала одновременно в нескольких

155

направлениях, каждое из которых здесь было кратко охарактери­ зовано.

По отношению к регуляторам часто применяют термины актива­ тор и депрессор (подавитель) и соответственно им термины актива­ ция и депрессирование (подавление).

Эти термины имеют весьма условный характер. Один и тот же реагент-регулятор может быть по отношению к разным минералам активатором и депрессором (так, например, сернистый натрий акти­ вирует флотацию многих окисленных минералов цветных металлов, но по отношению к сульфидным минералам является депрессором). Более того, в зависимости от условий применения один и тот же регулятор может быть и по отношению к одному определенному мине­ ралу как активатором, так и депрессором (сернистый натрий, акти­ вируя окисленные минералы цветных металлов при сравнительно не­ высоких концентрациях, может превратиться в депрессор, если его концентрация в пульпе будет увеличена до определенного значения). Поэтому, применяя термины «активатор» или «депрессор», правиль­ нее подразумевать активирующее или депрессирующее действие на определенный минерал того или иного регулятора в данных конкретных условиях.

др.), активирующие сфалерит, пирит, кварц и некоторые несульфид­ ные минералы. Растворимые в воде соли щелочноземельных метал­ лов (кальция и др.), проявляющие активирующее действие на фло­ тацию кварца и других несульфидных минералов.

2. Сернистый натрий и другие водорастворимые сульфиды, при­ меняемые для активации окисленных минералов цветных металлов

скислородсодержащими анионами (например, церуссита, малахита

идр.).

3. Кислород (главным образом кислород воздуха), являющийся активатором флотации сульфидных и несульфидных минералов.

Ре г у л я т о р ы д е п р е с с и р у ю щ е г о

де й с т в и я

1. Сернистый натрий и другие водорастворимые сульфиды, при­ меняемые главным образом для депрессии сульфидных минералов.

2. Цианиды, применяемые для селективной флотации сульфидных руд, главным образом для депрессии сфалерита, медных минералов

ипирита.

3. Сульфиды, гипосульфиты и некоторые сульфаты (например,

цинка.и железа), используемые для селективной флотации сульфид­ ных руд, главным образом для депрессии сфалерита.

456

атакже для селективного разделения ряда несульфидпых минералов.

6.Органические, недиссоциирующие на ионы регуляторы (крах­ мал, декстрин, дубильные вещества и т. д.), используемые в основ­ ном как депрессоры ряда несульфидных минералов.

Р е г у л я т о р ы , и з м е н я ю щ и е ф л о т а ц и о н н у ю

ср е д у

1. Щелочи и кислоты: известь, едкий натр, сода, серная кислота

идр.

2.Пептизаторы — жидкое стекло и др.

Приведенный в настоящей классификации перечень отдельных регуляторов охватывает только наиболее важные и типичные пред­ ставители этого класса реагентов. Для каждого из включенных в дан­ ный перечень реагентов указаны наиболее типичные его функции. Так, например, жидкое стекло иногда является активатором, но в при­ веденной классификации оно фигурирует как депрессор минералов пустой породы, что для него наиболее характерно. Некоторые реагенты проявляют достаточно четко различные функции по отно­ шению к разным минералам и поэтому они отнесены к нескольким группам по классификации.

Так, например, сернистый натрий в одних случаях является активатором, а в других — депрессором. В соответствии с этим он относится как к первой, так и ко второй группе.

§ 2. Активирующее действие регуляторов

Активаторы чаще всего являются электролитами, хорошо раство- , римыми в воде. Их действие связано с изменением химического состава поверхностного слоя минерала в результате образования поверхностного соединения или вследствие вхождения в кристалли­ ческую решетку активируемого минерала ионов регулятора (чаще катионов). Вызванные активатором химические изменения поверх­ ности минерала могут снизить гидратированность его поверхности, увеличить количество закрепляющегося собирателя и улучшить флотацию. Вхождение в решетку ионов активатора происходит обычно в результате обменной адсорбции ионов активатора и минерала.

Так, например, кварц практически не флотируется анионными собирателями. Если же воздействовать на кварц даже весьма сла­ быми растворами солей тяжелых металлов (например, сульфатов железа или меди), он хорошо флотируется карбоксильными собира­ телями, что объясняется образованием поверхностного соеди­ нения с участием катионов железа или меди, благодаря которым анионы карбоксильных собирателей закрепляются на поверхности

157