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: 146
Скачиваний: 0
Частоты поглощения групп атомов углеводородов, жидких и сорбированных
----------------------_____________________ сорбированного на хлориде калия
Жидкие углеводороды |
Углеводороды, сорбп- |
|
рованные на хлориде |
||
|
||
|
калия |
|
Тетрадекан |
|
V, |
Отнесе |
Интен сивность |
|
||
С М - 1 |
ние |
|
2920 |
СН, |
Сильная |
29 6 0 — СНо |
Сильная |
|
2900 |
|
|
2850 |
с н 2 |
Сильная |
1455 |
с н 2 . |
Сильная |
1372 |
СНз |
Средняя |
|
а метилиафталпн |
|
Тетрадекан |
|||
V, |
|
Отнесе |
Интен |
V , |
Отне- |
Интен- |
см“ 1 |
|
ние |
сивность |
см 1 |
сенне |
спвность |
3035 |
|
СН |
Сильная |
2955 |
СН, |
Средняя |
|
|
|||||
ЗОЮ |
|
СН |
Средняя |
2920 |
СН, |
Сильная |
2965— |
СН, |
Сильная |
2850 |
СН2 |
Сильная |
|
2927 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2860 |
|
СН, |
Средняя |
1465 |
СН, |
Сильная |
|
|
|||||
1910 |
|
|
Слабая |
1375 |
СНз |
Средняя |
|
|
|
||||
1825 |
|
|
Слабая |
725 |
СН, |
Средняя |
1793 |
|
|
Слабая |
|
|
|
1735 |
|
|
Слабая |
|
|
|
1680 |
|
|
Слабая |
|
|
|
1595 Арома Сильная тическое
кольцо
1508 Сильная
1460 |
п д ІО |
Сильная |
1436 СИ, Сильная
1397 СНз Сильная
1262-■ 1 -е, 2 -е, Средняя 1013 4-е за
мещение
_____ в кольце
76
на хлориде калия, и солянокислого октадециламина, |
|
Т а б л |
и ц а 17 |
|||||
|
|
|
||||||
в присутствии и отсутствии углеводородов |
|
|
|
|
||||
|
|
|
ОДА-НСІ сорбированный на хлориде калия |
|||||
ОДА-НСІ, сорбирован |
|
в присутствии |
углеводородов |
|
||||
ный |
на хлориде калия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тетрадекаи |
а-метилнафталші |
|||
V, |
Отне- |
Интен- |
Ч, |
Отнесе- |
Интен- |
V, |
Отне- |
Интен- |
см—1 |
сенне |
сивность |
см- 1 |
ние |
спвность |
ем_І |
сение |
спвность |
3450 |
NIT |
Средняя |
3425-- |
NH |
Средняя |
3430 |
NH |
Средняя |
3380 |
NH3h |
|
3340 |
NH + |
|
|
|
|
2955 |
СН, |
Слабая |
2955 |
СН, |
Слабая |
3360 |
NH + |
Средняя |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2920 |
СН, |
Сильная |
2920 |
СН, |
Сильная |
3020 |
ын3+ |
Слабая |
2850 |
СН, |
Сильная |
2850 |
СНз |
Сильная |
2950 |
СН, |
Слабая |
|
|
|
|
|
|
2920 |
СН, |
Сильная |
1610 |
NH |
Слабая |
1635 |
NH |
Средняя |
2850 |
СН, |
Сильная |
1570 |
NH |
Средняя |
1565 |
NH |
Слабая |
1660 |
NH |
Средняя |
1493 |
NH3+ |
Слабая |
1485 |
NH3+ |
Слабая |
1620 |
NH |
Средняя |
1465 |
СН, |
Средняя |
1460 |
СН, |
Сильная |
1580 |
NH |
Средняя |
|
|
|
1380 |
СНз |
Средняя |
1495 |
NH3 " |
Слабая |
1140 |
CN |
Слабая |
|
|
|
1463 |
СН, |
. Средняя |
900—750. NIT |
Слабая |
900—750 NH |
Средняя |
1380 |
СНз |
Средняя |
||
720 |
СН2 |
Слабая |
720 |
СН, |
Средняя |
767 |
NIT |
Средняя |
|
|
|
|
|
|
783 |
NH |
Средняя |
|
|
|
|
|
|
720 |
СН, |
Слабая |
I |
77 |
(2920 и 2850 см-1). Существенные изменения происходят в области поглощения групп NH и NH3+. Широкая размытая полоса 3450—■ 3380 см-1 (валентные колебания групп NH и NH3+) расщепляется на две отчетливые полосы 3480 см-1 (NH) и 3370 см-1 (NH3+). Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что
в отличие от а-метилнафталина тетрадекан сильно взаимодейст вует с углеводородным радикалом катиона амина и мало с ами ногруппой, закрепляющейся на хлориде калия, «-метилнафталин сильно взаимодействует с аминогруппой, ослабляя тем самым ее взаимодействие е 'хлоридом калия. Приведенные результаты и сде ланные предположения о гидрофобизнрующем действии тетра.декана и а-метилнафталігна находятся в соответствии с данными флотаіции [67], согласно которым парафиновые углеводороды яв ляются более сильными ігн.дрофобизатора'Ми в 'Системе оильвин— ОДА-НО—углеводород, чем ароматические.
3. Методика определения тетрадекана, сорбированного на хлориде калия
Для оценки количества гидрофобизатора, закрепившегося на хлориде калия, были проведены сорбционные опыты .по методике, описанной выше, в присутствии ОДА-HCl и без него.. После про мывки и сушки твердой фазы
тетрадѳкан 'Избирательно экст |
|
|
|
|
||||
рагировали 50 мл четыреххло- |
|
|
|
|
||||
•ристого углерода, после чего |
|
|
|
|
||||
получали ИК-спектр тетраде |
|
|
|
|
||||
кана в ССЦ в области 2800— |
|
|
|
|
||||
3100 ом-1. В опытах использо |
|
|
|
|
||||
вали кюветы из NaCl с толщи |
|
|
|
|
||||
ной слоя от 0,01 до 0,5 мм. За |
|
|
|
|
||||
пись |
спектра |
проводили |
по |
|
|
|
|
|
дифференциальной схеме. В ка |
|
|
|
|
||||
нал сравнения .помещали кюве |
|
|
|
|
||||
ту той же толщины, содержа |
|
|
|
|
||||
щую |
четыреххлористый угле |
|
|
|
|
|||
род. |
|
|
тетрадекана |
в |
|
|
|
|
Содержание |
|
|
|
|
||||
г/5г КС1 определяли по калиб |
|
|
|
|
||||
ровочному графику (рис. 45), |
|
|
|
|
||||
построенному |
в |
координатах: |
Рис. 45. |
Зависимость |
относительной ин |
|||
отношение интенсивности поло |
тенсивности полосы |
2850 |
см— 1 (груп |
|||||
сы 2850 ом-1 к остаточной ин- |
па СН2) от расхода |
тетрадекана. (Ка |
||||||
либровочный график |
для |
определения |
||||||
теИ'СИ'ВНостіі фона три 3020 см-1 |
тетрадекана, сорбированного на хлори |
|||||||
(І3) от концентрации тетраде- |
|
де калия) |
|
|||||
каиа в г/5г КС1. |
приведены |
полученные |
результаты. |
С увеличе |
||||
В |
табл. |
18 |
||||||
нием |
расхода |
увеличивается количество сорбированного тетрадека- |
||||||
па, однако процент сорбированного углеводорода |
по |
отношению |
79
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 18 |
|
Результаты определения тетрадекана, сорбированного на хлориде калия |
|||||||
Расход, |
Взято, |
/, |
СМ |
72850^3020 _ 73 |
/3/7 |
Найдено, |
|
г/т |
г/5г КС! |
г/5г КС1 |
|||||
|
|
||||||
2400 |
0,0120 |
|
0,5010 |
35,0 |
70,0 |
0,0103 |
|
2400 |
0,0120 |
|
0,5010 |
30,0 |
60,0 |
0.0090 |
|
2400 |
0,0120 |
|
0,4045 |
29,0 |
72,4 |
0,0105 |
|
4800 |
0,0240 |
|
0,501 |
40,5 |
81,0 |
0,0115 |
|
4800 |
0,0240 |
|
0,4015 |
47,5 |
118,5 |
0,0163 |
|
4800 |
0,0240 |
|
0,4015 |
32,0 |
80,0 |
0,0125 |
|
9600 |
0,048 |
|
0,4015 |
64,0 |
160,0 |
0,0198 |
|
9600 |
0,048 |
|
0,4015 |
67,2 |
167,5 |
0,0203 |
|
9600 |
0,048 |
|
0,4015 |
62,0 |
155,0 |
0,0192 |
|
|
0,120* |
|
0,0102 |
14,3 |
1400 |
|
|
|
0,060 |
|
0,0251 |
16,5 |
658 |
|
|
|
0,030 |
|
0,1015 |
28,0 |
278 |
|
|
|
0,015 |
|
0,4015 |
44,0 |
109,6 |
|
|
|
0,006 |
|
0,4015 |
24,0 |
59,8 |
|
* Данные использовались для построения калибровочного графика.
кего расходу падает. Получеш-іые данные находятся в соответствии
сприведенными в работе [142], где обнаружена аналогичная за висимость при исследовании закрепления углеводородов на джез казганской руде. Количество углеводорода определяли по методи ке, приведенной в работе [86].
4.Выводы
1.Методом ИК-спектроскопии изучена сорбция гидрохлорида октадециламина на хлориде калия из насыщенного раствора хло ридов калия и натрия. Установлено, что гидрохлорид октадецил амина сорбируется на хлориде калия в виде иона RNHg1'.
2.Исследована сорбция ашолярпых реагентов тетрадекана и а-метилнафталина на хлориде калия из насыщенного раствора
хлоридов калия и натрия. Показано, что тетрадекан сорбируется, а а-метилнаф талин не сорбируется на хлориде калия.
3.Изучено влияние тетрадекана и а-метилнафталина на поло жение и интенсивность полос в ИК-сіпектре .гидрохлорида октаде циламина, сорбированного на хлориде калия.
4.Найдено, что тетрадека« увеличивает интенсивность полос углеводородных групп, не влияя существенным образом на поло жение и интенсивность аминных групп. Указанные изменения сви детельствуют о взаимодействии тетрадекана с углеводородным радикалом амина.
5.Установлено, что в присутствии а-метилнафталина расщеи-
ляется аммонийная полоса 3450—3340 см-1 на две: 3430 см-1 (NH) и 3370 см-1 (NH+), положение и интенсивность углеводородных
.80
полос в спектре сорбированного ОДА-HCl не изменяется. Полу ченные данные свидетельствуют о взаимодействии а-метилнафта- лина е аминными грунтами ОДАHCl.
Очевидно, при этом ослабляется 'взаимодействие последних
споверхностью хлорида далия.
6.Разработана методика количественного определения тетра декана, сорбированного на хлориде калия из насыщенного соле
вого раствора в присутствии ОДА--НС1.
Г л а в а 4
О МЕХАНИЗМЕ ГИДРОФОБИЗАЦИИ СИЛЬВИНА
СОЧЕТАНИЯМИ |
СОЛЬ АМИНА-УГЛЕВОДОРОД |
|
I |
|
1. Введение |
|
|
|
Основным |
результатом выполненных ранее [67,. 88] исследова |
|
ний явилось |
установление |
того факта, что флотационная актив |
ность аіполярных реагентов ((углеводородов) при флотации силь вина солью амина определяется не такими макросвойствами ве ществ, как вязкость и т. д., а прежде всего химической природой гидрофобизатора. Во всех случаях прослежиіввется четкая после довательность флотационных свойств углеводородов (в порядке уменьшения): парафины > нафтены > ароматические. В случае последних алкилирование (парафннизация) увеличивает флота ционную активность.
Существенным является выяснение вопроса о взаимодействии аполярных реагентов с сильвином, солью амина и с системой силь вин—адсорбированный амин. Установление хотя бы качественных закономерностей в рассматриваемой системе позволило бьг полу чить сведения о механизме действия аіполярных реагентов как гщрофобизаторов при флотации аминами.
Ниже приведено некоторое обобщение результатов, получен ных нами ранее, а также результаты последующих исследований, связанные, в частности, с поисками активаторов флотации.
2. О взаимодействии углеводородов с системой сильвин—соль амина
I
Краевые углы смачивания сильвина и галита углеводородами
Краевой угол смачивания характеризует гидрофобность мине ральной поверхности, являясь, в частности, мерой взаимодействия углеводород — сорбированный на минерале реагент.
Измерение краевых углов смачивания сильвина и галита, об работанных солью ОДА, углеводородами различных классов, по казало, что величина краевых углов зависит от природы аполярного реагента и минерала.
6 |
86 |
81 |
С и л ы й и н , |
обработанный солью |
ОДА, в насыщенном |
растворе |
|
KCl+'NaCl, |
хорошо 'Смачивается |
'углеводородами, галит—значи |
||
тельно хуже. В последнем случае |
основную роль |
играет |
слабая |
|
гидрофобію ация . поверхности галита первичным |
собирателем — |
|||
солью ОДА. |
|
|
|
|
В случае сильвина установлена большая смачиваемость пара финами и парафннизнрованными ароматическими углеводорода- , ми, чем иепар'афннизтірованнымм ароматическими и нафтеновыми, что соответствует флотоактивности соответствующих аполярных реагентов. Большая величина краевых углов смачивания сви детельствует о сильном взаимодействии углеводородов с адсорби
рованным ОДА на сильвине.
Измерения краевых углов смачивания показали, что различ ные аполярные реагенты по-разному взаимодействуют с адсорби
рованным ОДА и что более сильное |
взаимодействие имеет |
место |
|
в случае парафиновых углеводородов. |
|
|
|
Сорбция ОДА хлоридом калия в присутствии аполярных реагентов |
|||
Естественно было предположить, |
что |
взаимодействие |
соль |
ОДА-углеводород, установленное методом |
краевых углов |
смачи |
вания, должно проявиться и в сорбционных свойствах ОДА. Оче видно, должна быть конкуренция за обладание катионом амина со стороны трех фаз: сильвина, аиолярного реагента и солевого рас твора. Первый и последний факторы постоянны и, следовательно, результат сорбции будет зависеть только от природы аполярного реагента.
Были проведены прямые измерения сорбции ОДА-HCl на хло риде калия (метод Сильверштейна) в присутствии бензола, цик логексана, октана, додекана и гексадекаиа. Оказалось, что бензол
практически |
нацело депрессирует сорбцию |
ОДА. Последняя за- |
кономерно увеличивается в ряду: бензол < |
циклогексан<октан< |
|
< додекан < |
гексадекан. Такая последовательность сорбции пол |
ностью согласуется с флотационными свойствами и данными крае вых углов смачивания. В отличие от последних, сорбционные ис следования показали, что распределение ОДА между сильвином и аполярный реагентом играет 'Существенную роль. Очевидно, увеличение «экстрагируемости» ОДА-НО углеводородом должно ухудшать сорбцию амина на сильвине и тем самым флотируе мость.
В связи с тем, что предварительные опыты по изучению экст ракции солей ОДА различными углеводородами изнасыщенного раствора KCl-NaCl не привели к однозначным выводам о харак тере влияния природы экстрагента на величину экстракции, иссле дования были отложены -с целью предварительного выяснения форм закрепления соли амина на сильвине и характера Взаимо действия с ними углеводородов различных классов. Эти исследо вания были выполнены методом ИК-опектросколин.
82