Файл: Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 0
ЮТ'СЯ. Имеется также ряд полос деформационных колебаний, од
нако попользовать ях для выяснения |
формы закрепления |
соли |
|
амина труднее. |
о применении |
метода |
ГІК- |
В литераторе отсутствуют данные |
|||
спектросконии для исследования взаимодействии углеводородов |
|||
с аминами и их солями при флотации калийных минералов. |
взаи |
||
Ниже приведены полученные нами результаты изучения |
|||
модействий в системе: хлорид калия — солянокислый |
октадѳцлла- |
||
мин (ОДА-НС1) — углеводород в условиях насыщенного раство ра хлоридов калия и натрия методом ИК-апектроскоіпни. В каче стве углеводородов были выбраны представители парафинов и аром.атичеекнх углеводородов е отличающимися флотационными характеристиками.
2. ИК-спектры ОДА • НС1 в системе: хлорид калия—ОДА - НО—углеводород
Методика эксперимента
і
Обычно исследование сорбции на минералах методом ИКшектроскопии проводят путем таблетирования навесок исследуе мого минерала, обработанного реагентом в матрице из бромида
калия. В нашем случае необходимо |
было повысить чувствитель |
||||||||
ность |
методики, так как взаимодействия амин—'углеводород |
про |
|||||||
являются в ИК-спектрах |
менее интенсивно, чем |
превращение, на |
|||||||
пример, ионной формы амина |
в молекулярную. |
Увеличить |
чув |
||||||
ствительность |
удалось |
путем |
таблетирования |
непосредственно |
|||||
сильвина после сорбционного опыта. |
хлорид |
калия |
(хч) |
круп |
|||||
В |
качестве |
сорбента |
был |
взят |
|||||
ностью —0,254-0 и —1,04-0,5. |
ОДА-HCl применяли в виде |
1%- |
|||||||
ного |
водного |
раствора. Специальные |
опыты |
показали, |
что |
ИК- |
|||
опектр ОДА-HCl на КС1 не зависит как от способа приготовле
ния исходного раствора |
реагента, |
так |
и |
от |
хранения |
раствора |
|||
в течение серии опытов. |
Несмотря |
на повышенную |
чувствитель |
||||||
ность методики, расход |
амина |
был |
300—1200 г/т, что |
несколько |
|||||
превышает флотационные расходы (100—1150 г/т). |
насыщенный |
||||||||
Жидкой фазой |
(маточным |
раствором) |
служил |
||||||
раствор хлоридов |
калия |
и натрия |
(хч), не имеющих |
полос по |
|||||
глощения в области частот аминов и углеводородов. |
следующим. |
||||||||
Порядок проведения |
сорбционных |
опытов |
был |
||||||
К 5 г .хлорида калия добавляли |
1,5 мл маточника и при непрерыв |
||||||||
ном перемешивании в течение 30 сек вводили определенный объ ем 1%-ного раствора ОДА-НО. После отделения жидкой фазы с помощью фильтровальной бумаги твердую фазу три раза про мывали маточником и сушили в эксикаторе над фосфорным ан гидридом в течение 12 ч. Те же операции, кроме добавления ами на, применялись для получения образца хлорида калия, не содер жащего амин.
68
Среднюю пробу твердой фазы 400 мт, тщательно растертую в агатовой ступке, прессовали в таблетку в пресс-форме под дав лением 8 т/см2 в течение 5 мин.
Аналогично подготавливали таблетку из хлорида калия, не содержащую амин, используемую затем в качестве сравнительной при получении спектра. В качестве аполярных реагентов были выбра ны представители парафинов и ароматических углеводородов:
Рис. 35. ИК-спектры гидрохлорида октадеци.памииа (ОДА-HCl), сорбированного на хлориде калия из маточного раствора. Расход ОДА • НС1: 300 г/т (А)
1200 г/т (В). Область спектра 700—1700 см— 1
тетрадекан (СцНзо) и сьметилнафт-алин (СіоН7СН3), обладающие, как показали специальные опыты, высокой стабильностью в усло виях подготовки образцов для получения спектров, а также зна чительным различием в флотоактивности.
Были получены спектры жидких углеводородов и углеводоро дов после их взаимодействия с сильвином, содержащим сорбиро ванный амин. Спектры жидких углеводородов были измерены в кювете из фторида кальция о толщиной слоя 0,02 мм. Для иссле дования взаимодействия углеводородов с сильвином, содержащим амин, углеводороды вводили непосредственно после амина в про цессе сорбционного опыта, описанного выше. Расход углеводоро дов был следующим: тетрадекана 1200—9600 г/т, а-метилнафта- лииа 9600 г/т, исходя из соотношения ОДА-HCl к углеводороду
как 1:84-1:4. Углеводород вводили калиброванными пипетками. Аналогично были получены образцы хлорида калия, содержащие углеводород, но не содержащие амина.
ИК-спектры в области частот 700—1700 см-1 и 2800—3500 см-' были получены на спектрофотометре ИКС-НА с использованием призм из хлорида натрия и фторида лития по дифференциальной схеме. В канал сравнения помещали таблетку ііз хлорида калия, не содер жащую амин. Калибров ку спектра производили по полистнролу (пленка
толщиной 0,025 мм).
|
|
|
|
|
Спектры ОДА-НО, |
|
|||||
|
|
|
|
сорбированного на |
хлориде |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
калия |
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 35 іи 36 приве |
|||||||
|
|
|
|
дены спектры ОДА-НС1, |
|||||||
|
|
|
|
сорбированного |
на |
хло |
|||||
|
|
|
|
риде |
калия, при различ |
||||||
|
|
|
|
ных его расходах. Полу |
|||||||
|
|
|
|
ченные |
спектры |
|
можно |
||||
|
|
|
|
охарактеризовать |
|
|
сле |
||||
|
|
|
|
дующим образом: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
а) В области 2800— |
|||||||
|
|
|
|
3500 |
см-1 |
находятся |
по |
||||
|
|
|
|
лосы .валентных колеба |
|||||||
|
|
|
|
ний |
трупп |
СН2 |
(2850 |
||||
|
|
|
|
и 2920 |
см-1) |
и |
|
СН3 |
|||
|
|
|
|
2955 |
см-1. Их интенсив |
||||||
|
|
|
|
ность зависит от количе |
|||||||
|
|
|
|
ства |
введенного |
в |
систе |
||||
|
|
|
|
му амина. При количе |
|||||||
|
|
|
|
стве |
последнего |
1200 г/т |
|||||
Рис. 36. ИК-спектры |
ОДА ■НС1, сорбиро |
появляется |
широкая |
по |
|||||||
лоса |
в |
области |
|
частот |
|||||||
ванного на хлориде |
калия. Расход ОДА ■ |
3380—3450 |
см-1, |
отве |
|||||||
•НС1: 300 г/т |
(А), |
600 |
г/т (В), 1200 г/т |
||||||||
(С). Область |
спектра |
2800—3500 см— 1 |
чающая |
суммарному |
по |
||||||
|
|
|
|
глощению |
групп |
NH3+ |
|||||
(3380 см ') и NH (3300—3500 см-1). В этой |
же |
области |
погло |
||||||||
щают ОН группы воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
б) В области 700—4700 см-1 имеются следующие полосы: группы СНг, сильная при 1465 ом-1 и слабая при 720 см-1; групп NH при 1570 см-1, средней интенсивности, NH3+ — слабая полоса при 1493 см-1.
70
На рис. 37 приведем спектр ОДА-НО, полученный не в условиях сорбционного опыта, а на образце хлорида калия, обработанного 1%-ным раствором ОДА-НО (остальные операции те же).
Перечисленные данные подтверждают установленный в литера туре факт, что при сорбции на хлориде калия закрепляется катион ШЧНз+. Его полосы поглощения несколько отличаются от полос ОДА-HCl в смеси с хлоридом калия, вероятно, из-за взаимодейст вия в поверхностном слое.
Рис. 37. ИК-спектр ОДА-HCl, нанесенного, на хлорид «алия ( 1 мл ■1%-ного раствора в 400 мг КС1) в области 700—1800 см— 1
Спектры углеводородов жидких и сорбированных на хлориде калия
Спектры жидких 'углеводородов |
приведены на рис. 38, 39. |
||
В табл. 15 даны |
соответствующие частоты поглощения |
и их отне |
|
сения. |
|
1000—1700 смт1 имеется ин |
|
В спектре тетрадекана в области |
|||
тенсивная полоса |
поглощения 1455 |
см-1 (валентные |
колебания |
СНг) полоса 1372 см-1 средней интенсивности (валентные колеба ния СН3), слабая полоса 1293 ом-1. Область 2600—3200 см-1 ха-
71
Рис 38 ИК-спектр тетрадекана (1= 0,02 |
мм) |
в области |
Рнс. 39, ИК-спектр |
а-метилнафталина (1= 0,02 мм) в области |
І200—1500 см— 1 (Л) п 2700—3100 |
см- 1 |
(В) |
1000—1900 |
см- 1 (Л) и 2800—3100 см -' (В) |
растеризуется интенсивными полосами поглощения при 2850 см“1 (валентные 'колебания группы СН2) и широкой полосой с макси мум при 2920 см-1 (валентные колебания групп СН2 и СН3).
|
|
|
Т а б л и ц а 15 |
||
Частоты поглощения групп атомов в жидких углеводородах |
|||||
Углеводород |
Частота ѵ, |
Отнесение |
I Интен |
||
см- 1 |
сивность |
||||
|
|
|
|||
Тетрадекан |
2920 |
Валентные колебания СНо |
Сильная |
||
|
2850 |
То же |
|
Сильная |
|
|
1455 |
Деформационные колебания СТЬ ' |
Сильная |
||
|
1372 |
Деформационные колебания С Н з |
Средняя |
||
а-метилнафталин |
3035 |
Валентные колебания |
СН в арома |
Сильная |
|
|
ЗОЮ |
тическом кольце |
|
Средняя |
|
|
2940 |
Валентные колебания СН2 |
Сильная |
||
|
2860 |
|
|
|
|
|
1595, 1508 |
Ароматическое кольцо |
|
Сильная |
|
|
1460, 1436 |
Деформационные колебания СН2 |
Сильная |
||
|
1397 |
Деформационные колебания С Н з |
Сильная |
||
|
1262—1013 |
Деформационные колебания, харак |
Средняя |
||
|
|
терные для 1-го, 2-го |
и 4-го заме |
|
|
|
|
щения в кольце |
|
|
|
В спектрах а-метилнафталина имеются сильные полосы по глощения в области 3000 см-1 (ЗОЮ и 3035 ом-1), 1600—1500 см-1 (1508, 1595 см-1) и 1300—1000 ом-1, характерные для ароматиче ского заместителя.
На рис. 40, 41 приведены ИК-спектры тетрадекаиа, сорбирован ного на хлориде калия. В спектре сорбированного углеводорода имеются те же полосы поглощения (1375, 1460, 2855, 2920 и 2955 см-1), что и в спектре жидкого. Относительная интенсив ность каждой из полос увеличивается с увеличением расхода гидрофобизатора. В табл. 16 показана зависимость относительной.
Т а б л и ц а 16 Зависимость относительной интенсивности полос поглощения тетрадекана,
|
сорбированного |
на хлориде калия, |
от его расхода |
|
||||||
Расход |
Лз75 _ |
, |
h m |
_ , |
|
^2850 _ г |
72925 _ |
1 |
^2955 _ , |
|
тетраде |
2 |
|||||||||
/ |
1 |
/ |
|
/3020 |
/ |
4 |
^3020 |
|||
кана, г/т |
4390 |
|
11390 |
|
'3020 |
|
||||
2400 |
4 |
13 |
36 |
48 |
14 |
4800 |
6 |
18 |
47 |
70 |
38 |
9600 |
14 |
42 |
59 |
64 |
53 |
%
интенсивности различных полос поглощения тетрадекана от его
расхода. Для |
сравнения |
были |
взяты |
частоты |
фона |
1390 см-' |
|||||||
(для |
полос 1375 и 1460 см-1) |
и |
3020 см-1 |
(для |
полос |
2850, |
|||||||
2920 |
и 2955 ем -1), |
3 автнсимость |
относительтіоп |
имтенетівно- |
|||||||||
стн полосы 2850 см-1 |
от |
расхода тетрадекана |
имеет прямолиней |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ный характер, что бы |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ло |
использовано |
нами |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
для оценки количества |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
теградѳкана, |
сорбиро |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ванного |
на |
хлориде |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ікалпя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а - 'Метилінафтални |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
практически |
не |
сорби |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
руется |
на |
хлористом |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
калин |
(рис. 42). |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спектры ОДА-НСІ, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сорбированного |
на |
хлориде |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
калия в присутствии |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидрофобнзаторов |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученные |
спек |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
тральные |
данные при |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ведены в табл. 17 и на |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рис. 43, 44. Целесо |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
образно |
их |
'рассмот |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
реть |
с |
точки |
зрения |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
влияния |
углеводородов |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
на спектр ОДА-НСІ. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
присутствии тет |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
радека,иа в спектре |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сорбированного |
ОДА- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
НСІ (рис. 43) суще |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ствеино |
увел ичивает- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ся |
интенсивность угле |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
водородных |
полос 1465 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и 720 ом-1. |
Появляет |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ся |
полоса |
1380 -см-1, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
относящаяся |
к дефор- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
мациониь т |
колебанн- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ям групп СН2. Частоты |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
групп |
NH и NH3+ не |
||||
Рис. |
40. ИК-спектры тетрадекана, сорбирован |
-изменяются как |
по по |
||||||||||
ложению, так н по ин |
|||||||||||||
ного |
на хлориде калия. |
Расход |
тетрадекана: |
тенсивности. |
|
|
|||||||
2400 |
г/т (А), |
4800 г/т |
(В) |
и |
9600 г/т (С). |
|
Влияние |
а-метил- |
|||||
|
Область |
спектра |
700—1600 см— 1 |
|
|
||||||||
сорбированного ОДА-НСІ иное. |
|
|
иафталина |
на |
спектр |
||||||||
Интенсивность полос поглощения |
|||||||||||||
СН2 несколько увеличивается |
в |
области валентных |
колебаний |
||||||||||
74