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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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