Флотационные реагенты

Флотационные реагенты применяются для регулирования процесса флотации. В соответствии с назначением и механизмом действия реагенты делятся на следующие типы:

1. Собиратели (коллекторы);

2. Пенообразователи;

3. Депрессоры;

4. Активаторы;

5. Регуляторы среды

1. Собирателипредназначены для повышения гидрофобности минералов. В угольной практике это различные температурные фракции керосинов. Механизм действия – физическая адсорбция аполярных веществ за счёт действия молекулярных сил (Вандерваальса).

Для руд в качестве собирателей применяются гетерополярные вещества. Для сульфидных руд (CuS, ZnS, PbS) наиболее характерные собиратели – ксантогенатыс различной длиной углеводородного радикала R, имеющие общую формулу ROCSSMe.

R - OCSSNa

Механизм действия ксантогенатов – хемосорбция, в результате которой на поверхности минералов образуется гидрофобное соединение, например ксантогенат меди – (ROCSS)₂Cu.

Собиратели концентрируются на поверхности раздела жидкость – твёрдое (рис. 9.4). При этом радикал обращён в жидкую фазу, полярная группа – к минералу.

Рисунок 9.4 – Закрепление ксантогената на поверхности минерала

2. Пенообразователипредназначены для диспергирования (дробления) и стабилизации воздушных пузырьков. Характерные представители пенообразователей – спирты, имеющие гетерополярную структуру молекулы типа R-ОН (рис.9.5).

Рисунок 9.5 – Структура молекулы пенообразователя спирта

Пенообразователи концентрируются на границе раздела жидкость – газ. При этом полярная часть молекулы направлена в жидкую фазу, а аполярная – в газообразную (рис.9.6).

Механизм действия пенообразователя – снижение поверхностного натяжения на границе жидкость – газ.

Рисунок 9.6 – Концентрация молекул пенообразователя на границе раздела жидкость - газ

Силы поверхностного натяжения на границе раздела жидкость – газ направлены в жидкую фазу (рвут пузырёк). Полярная часть молекул пенообразователя, взаимодействуя с диполями воды, гасит избыточную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) стабилизируя, таким образом, воздушный пузырёк.

Пенообразователь препятствует коалесценции (слиянию) воздушных пузырьков.

3. Депрессорыпредназначены для подавления гидрофобных свойств минералов. Применяются при разделении коллективных концентратов. Например, при разделении медно-цинкового коллективного концентрата на медный и цинковый в качестве депрессора цинковых минералов применяют цинковый купорос ZnSO₄.

4. Активаторы применяются для восстановления гидрофобных свойств ранее депрессированных минералов. Например, для активации депрессированного сфалерита (ZnS) применяется медный купорос CuSO₄.

5. Регуляторы среды применяются для создания определённой щёлочности (кислотности) флотационной среды. При флотации сульфидных руд предпочтительна щелочная среда (рН = 8 –11). Типичные регуляторы среды: известь Ca(OH)₂, сода Na₂CO₃. Кислая среда используется редко, кроме того, она способствует коррозии оборудования.