Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
Олеиновая кислота является одним из важнейших флотационных реагентов-собирателей для несульфидных минералов.
В щелочной среде олеиновая кислота дает мыло — олеат натрия, который в водном растворе подвергается гидролизу
Ci7H33COO-+Na++H20~^Ci7H33COOH+OH-+Na+.
Олеиновая кислота частично диссоциирует на ионы
Ci7H33COOH-VC17H33COO-H-H+.
Анион олеиновой кислоты RCOO-гидрофобизирует поверхность минерала, закрепляясь на ней полярной группой COO-; углеводородный радикал R(Ci7H33) являясь аполярной группой аниона, ориентируется своим концом в водную фазу, обеспечивая гидрофобность поверхности (рис. 4.1).
Структурную формулу молекулы олеиновой кислоты можно представить в виде
Водная фаза
Рис. 4.1. Схема закрепления анионного собирателя на поверхности минерала:
/, 2 — соответственно полярная и аполярная части молекулы; 3 — точка закрепления
66
HHHHHHHHH HHHHHHHH
I I I I I I I I I I I I I I I I I H-c-c-c-c-c-c-c-c-c = c-c-c-c-c-c-c-c I I I I I I I I I I I I I I I
HHHHHHHH HHHHHHH
--C
A n о л я p н а я
группа
О
^ O-Na
Полярна я группа
Анион олеиновой кислоты может химически взаимодействовать с катионом минерала с образованием на его поверхности соответствующего труднорастворимого мыла. Так, например, на поверхности кальцита может образоваться олеат кальция
СаС03+2С17НззСООН = Са (C17H35COO) 2+H2CO3,
который обеспечивает гидрофобизацию и флотацию минерала.
Олеиновую кислоту и олеат натрия применяют при флотации барита, флюорита, кальцита, фосфорита, шеелита, касситерита, апатита и других несульфидных минералов. Наличие сильно выраженных собирательных и пенообразующих свойств этих реагентов по отношению ко многим окисленным минералам сочетается с недостаточной селективностью их действия при флотации.
Олеиновая кислота почти нерастворима в воде. Растворимость олеиновой кислоты в воде составляет 7,1•1O-5 моль/л, или 20 мг/л. Если концентрация превышает эту величину, то кислота будет выделяться из раствора в виде второй фазы с образованием эмульсии. Олеат натрия хорошо растворим в воде. Разбавленные растворы мыла обладают всеми физико-химическими свойствами истинных или молекулярных растворов, тогда как их концентрированные водные растворы обладают свойствами коллоидных систем, в том числе способностью коагулировать или «высаливаться» при добавлении электролитов, например NaCL Водный раствор олеата натрия может содержать нейтральные коллоидные частицы, состоящие из многих молекул мыла, ионные мицеллы, молекулярно диспергированное (недиссоциированное) мыло, ионы жирной кислоты и натрия и молекулы кислого мыла. Под «кислым мылом» подразумевается адсорбционное соединение, состоящее из 1 моля олеата натрия и 0,61 моля олеиновой кислоты.
Состояние олеиновой кислоты и олеата натрия в пульпе в значительной степени определяется концентрацией водородных ионов. В щелочной среде олеиновая кислота полностью или частично превращается в мыло. Олеат натрия, в свою очередь, в результате гидролиза выделяет недиссоциированную тонкодисперсную олеиновую кислоту. С увеличением щелочности раствора содержание олеатных ионов увеличивается, нерастворимой олеиновой кислоты уменьшается. По расчетам; В. Г. Данилова, концентрация в пульпе олеатного иона и не-5* 67
диссоциированной олеиновой кислоты (для случаев, близких к флотационной практике, когда концентрация олеата натрия или олеиновой кислоты не превышает 300 мг/л) не зависит от того, применяется олеат натрия или олеиновая кислота, и определяется только концентрацией водородных ионов в растворе.
При подаче малорастворимой в воде олеиновой кислоты во флотационную машину механическое перемешивание ее приводит к образованию крупнодисперсной эмульсии в виде капель олеиновой кислоты, которые легко выделяются в пенный продукт, не прореагировав с частицами минералов; механический вынос, а следовательно, и потери собирателя увеличиваются при температуре пульпы ниже точки плавления олеиновой кислоты (14 0C). Для перевода олеиновой кислоты в более активное тонкодисперсное состояние применяют различные способы: загружают в пульпу раствор олеиновой кислоты в керосине (1:1 или 1:2), в спирте, бензоле, получают устойчивые эмульсии с помощью ультразвука или омыляют ее щелочью, чтобы получить олеат натрия. В последнее время нашли применение диспергирующие поверхностно-активные добавки типа алкилсульфатов, алкилсульфонатов.
Степень дисперсности олеиновой кислоты влияет на извлечение минералов и на селективность флотации. При наличии в пульпе неоднородно диспергированной олеиновой кислоты ее капельки могут закрепляться на поверхности минералов, предварительно адсорбировавших олеатные ионы. Капельки олеиновой кислоты могут соприкасаться с олеатами поливалентных металлов и растекаться по всей поверхности минерала, образуя полислои в виде пленок. Эти пленки улучшают извлечение минерала, но могут ухудшить их селективное разделение за счет флотации минералов пустой породы.
В промышленности применяется техническая олеиновая кислота (олеин), представляющая смесь жирных кислот, выделяемых из растительных масел (рапсового, хлопкового, подсолнечного, рыжикового, кориандрового) или отходов их переработки, а также при переработке жира морских животных.
