Файл: Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа.pdf

шіевых минералов и хлорида натрия. Однако различие свойств «алийно-машневых_ солей требует ответа на принципиальный во­ прос: возможна ли коллективная флотация этих минералов с одновременной депрессией хлорида натрия или .правильнее ста­ вить вопрос о селективной флотации отдельных минералов.

Очевидно, ответ на поставленный вопрос требует данных об относительной флотируемости минералов іпрп данном составе со­ левого раствора и постоянном реагентном режиме флотации. По­ добные исследования для интересующей нас системы не произво­ дились. Тем не менее целесообразно рассмотреть имеющиеся дан­ ные о флотации растворимых солей реагентами типа карбоновых кислот.

Индивидуальные соли в своих насыщенных растворах

Собирательные свойства НКК и их щелочных мыл по отноше­ нию к растворимым солям (хлоридам, нитратам и сульфатам) ка­ лия и натрия были впервые исследованы С. А. Кузиным [78, 79, 80]. Была установлена флотируемость индивидуальных солей из их насыщенных растворов хлоридов калия и натрия, нитратов ка­

■каких-либо гипотез о механизме собирательного действия карбо­ новых кислот.

Попытка обобщить имеющиеся представления о природе фло­ тации растворимых солей различными флотационными реагентами (жирными кислотами, алкнлсульфатами и алкилфосфатамн со средним числом углеродных атомов в радикале б—10) принадле­ жит Дж. Роджерсу [181].

Дж. Роджерс подтвердил данные С. А. Кузина для флотации хлорида натрия пеларгоновой кислотой при различных pH. Было также показано, что отмечалось и С. А. Кузиным, наличие де­ прессии флотации при рН>Г2. Для сульфата калия данные авто­ ров не совпали. По данным С. А. Кузина, сульфат калия легко флотируется карбоновыми кислотами как в щелочной, так и .кис­ лой средах (другие соли флотируются НКК только в щелочной среде). Дж. Роджерс флотировал сульфат калия НКК только-в кис­ лой среде три pH .ниже 7.

Согласно .работе [181], НКК с' числом углеродных атомов ме­ нее 7 не обеспечивают хорошую флотируемость солей при раз­ личных значениях pH среды.

КО, по Дж. Роджерсу, флотируется наниловой кислотой ш своего насыщенного раствора только в присутствии активатора, ионов РЬ2+, тогда как, по С. А. Кузину, для флотации КО олеино­ вой и каприновой кислотами активации не требуется.

■В отличие от карбоновых кислот алкилсульфаты и амины не являются коллекторами для NaCl, но флотируют КО.

28

Из указанных фактов, учитывая кислотно-основные свойства карбоновых и алкилсерных кислот, Дж. Роджерс делает вывод о различном механизме собирательного действия этих реагентов по отношению к хлоридам натрия и калия, а также аммония. Предполагается, что собиратель закрепляется на минерале либо щутем обменной адсорбции ионов коллектора с нонами решетки (для анионных избирателей это обмен іс нонами хлора), либо за счет водород,н-оій связи между ионами коллекторов и гидратирован­ ными ионами решетки соли. При этом ионы коллектора также гидратированы. Очевидно, по Дж. Роджерсу, такая водородная связь должна существовать ів случае NaCI, но не КО, так как ионы К+ практически .не гидратированы. Следовательно, калийные минералы должны флотироваться такими собирателями, которые склонны к обменной адсорбции по катиону 'калия (амины) или по аниону хлора (алікилсульфаты). Гидратация NaCI способствует флотации карбоновыми кислотами, склонными к Н-с-вязи, но пре­ пятствует обмену анионов хлора с анионами алкил-сульфата. По­ следние гидратируются на счет Н-связей слабо, о чем, по Дж. Род­ жерсу, свидетельствует тот факт, что алкилсерные кислоты—■ сильные, в отличие от карбоновых.

1 Флотация есть - Флотация отсутствует.

Хлористый аммоний слабо гидратирован, так как ион аммо­ ния — аналог иона калия. Поэтому он флотируется теми же ре­ агентами, что и КО, т. е. сульфатом и амином, которые закреп­ ляются по ионообменному механизму. Однако наличие водород­ ной связи между протоном нона аммония и водой создает воз­ можность взаимодействия и с анионом карбоновой кислоты.

Указанными работами С. А.# Кузина и Дж. Роджерса практи­ чески исчерпываются -исследования флотируемости растворимых солей анионными собирателями типа карбоновых кислот из насы­ щенных растворов этих солей.

29

Заслуживают внимание также работы Г. Шуберта и Г. Хельбиха [187], в которых рассматривается механизм действия таких флотационных реагентов, как алкилсульфаты и алкилморфолины.

Последние интересны тем, что являются флотационными аналога- • ■ми карбоновых кислот: они флотируют NaCl, но не КО, тогда как алкилсульфаты ведут себя подобно ал-киламинам.

Для объяснения специфики флотации растворимых солей раз­ личными флотореаігентами Г. Шуберт предполагает подобно Дж.

,раізвиваемых Дж. Роджерсам и Г. Шубертом взглядов, гидрати­ рованным в растворе и негидратироваиным. Молекулы (ионы) гидр атированных собирателей не могут непосредственно адсорби­ роваться на поверхности соли за счет обменной адсорбции. Необ­ ходимое условие их закрепления—'Образование Н-связи с моле­ кулой воды, гидратирующей ион (в случае анионных собирате­ лей— катион) соли. Реагенты указанного типа— карбоновые кис­ лоты, алкилфосфорные кислоты, алкилдхпгны-осиования, алколмор-

Для реагентов второго типа, не гидратированных в растворе,, гидратация поверхности соли мешает адсорбции. Так, ионы алкиламмония обмениваются с ионами калия, но не натрия, не только-

Анионы хлора, брома и иода, слабо гидратированы. Это объясняет, например, флотируемость KCl, КВг и галогенидов, аммония алкилсульфатами. NaCl не 'флотируется из-за гидратаціи« иона -натрия. Однако Nal флотируется, так как в этом 'случае из-за больших раз­ меров иона влияние гидратации ионов натрия на обмен аниона алкилсульфата с галогенид-ионом решетки становится менее су­ щественным, чем в случае NaCl.

Имеются и непонятные с точки зрения «гидратной» теории факты. Так, согласно С. А. Кузину, сульфат калия прекрасно фло­ тируется 'карбоновыми кислотами в щелочной среде. Это же от­ носится и к КС1, тогда как, по Дж. Роджерсу, Г. Шуберту и др., КС1 карбоновыми кислотами не флотируется. Является ли причи-і ной расхождений различие в методике исследований или в чемлибо ином? На этот принципиальный вопрос ответить только на основании литературных данных не представляется возможным.

30

Индивидуальные соли в растворах сложного ионного состава

Флотируемость солей из их насыщенныхраспворо®, содержащих

ных, касающихся анионных собирателей и, в частности, карбоно­ вых кислот, немного. В основном они посвящены влиянию ионов щелочных и щелочноземельных металлов на флотируемость хло­

с тем же анионом в случае 'применения карбон-овых кислот в ка­ честве собирателей. Дѳпрессирующее действие NaCl на флотациюКО настолько велико, что было использовано для обратной фло­

ем состава поверхности твердой фазы.

Флотируемость натриевых солей практически не зависит от добавления в раствор солей калия. Исключением является случай резкой депрессии флотации NaN03 при насыщении раствора хло­ ридом калия, который тоже в этих условиях не флотируется олеи­ новой и каіприновой кислоталш.

Соли натрия (хлорид и сульфат) депрессируют также K2SO4, но в меньшей степени, чем КС1, что согласуется с отмеченным вы­ ше фактом повышенной флотируемости 1K2SO4.

Л. И. Стремовский [123] исследовал влияние состава солево­ го раствора на флотируемость нолигалита сульфонатом. Были об­ наружены увеличение флотируемости при введении хлоридов нат­ рия и калия и депрессия при добавке хлорида .магния, сульфатов калия и магния и их смеси. Автор связывает наблюдаемые явления с изменением растворимости нолигалита под влиянием солей. Ана­ логичные данные были получены при флотации пипса и ангидри­ та сульфонатом, олеиновой и каприловой кислотами в воде и в ра­ створе NaCl. Последний сильно активирует флотацию обоих минералов, что Л. И. Стремовский связывает с увеличением раст­ воримости гипса « ангидрита при введении Na.Cl, Обобщая лите­ ратурные и свои данные, Л. И. Стремовский формулирует следу­ ющий вывод: растворимая -соль, флотирующаяся ,в собственном растворе, снижает свою флотируемость в растворе другого соста­ ва, если ее растворимость в новой среде уменьшается.

Правило Стремовскоіго удачно описывает системы: КС1 (тв.) — NaCl (р-р); КС1 (т,в.)— NaN03 (р-р), где растворимость КО уменьшается при введении натриевых солей, но .не объясняет де­ прессии KNO3 при добавке NaN03. В этом случае растворимость каждой соли увеличивается при добавке другой. Кроме того, рас­ сматриваемое правило совершенно не учитывает специфики ре-

31