Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
§ 4.4. АПОЛЯРНЫЕ СОБИРАТЕЛИ
Аполярные собиратели не имеют солидофильных групп, химически не взаимодействуют с минералами и не образуют на их поверхности ориентированных адсорбционных слоев. Они не диссоциируют на ионы, труднорастворимы в воде, не имеют постоянного химического состава. В углеводородных маслах отсутствуют полярные группы, поэтому масла, как правило, не взаимодействуют с диполями воды. Атомы в молекуле углеводородных масел имеют ковалентные связи.
Они обволакивают минералы, налипают тонкой пленкой, усиливая гидрофобность минерала. Аполярные собиратели применяют для флотации минералов, обладающих хорошей природной гид-рофобностью (угли, графит, сера, молибденит, алмазы и другие минералы, имеющие молекулярные или сложные решетки кристаллов). Аполярные собиратели применяют для флотации си-ликатов, карбонатов, окислов только в сочетании с анионными собирателями — жирными кислотами, а вместе с ксантогенатами — при флотации сульфидов.
В практике наиболее часто применяют следующие аполярные собиратели.
Керосин осветительный представляет собой смесь жидких предельных углеводородов, выделяется при 150—300 0C, плотность 0,82—0,84 г/см3. Керосин совершенно не обладает пенообразующими свойствами, он обычно снижает объем и стабильность пены, поэтому применяют его часто в сочетании с основным маслом и другими пенообразователями. Сырой неочи-
85
щенный керосин более флотоактивен. В нем содержится 20— 50%' парафиновых углеводородов, 30—80% нафтеновых углеводородов и 10—30% ароматических соединений. Часто керосин применяют при флотации несульфидных минералов в качестве органического растворителя олеиновой кислоты и других труднорастворимых собирателей для улучшения их диспергации.
Трансформаторное масло получают в результате перегонки мазута, образовавшегося при переработке нефти, затем его очищают серной кислотой и нейтрализуют щелочью. Трансформаторное масло широко применяется при флотации молибденита, серы, графита. В ряде случев его заменяют менее дефицитными индустриальными маслами или керосином.
Вазелиновое масло было испытано при флотации сульфидных руд в сочетании с бутиловым ксантогенатом, что позволило улучшить флотируемость крупных частиц рудных минералов и их сростков и повысить извлечение меди и молибдена в концентрат.
Машинное масло, введенное в контрольную флотацию на Джезказганской фабрике, позволило повысить производительность на 8—10% за счет более грубого измельчения руды.
На собирательные свойства аполярных масел оказывают влияние их химический состав и вязкость. В холодных пульпах лучше применять менее вязкие, а в теплых — более вязкие масла.
Смазочные нефтяные масла различного состава, а также смеси их с керосином обладают хорошими собирательными свойствами. Они избирательно закрепляются на гидрофобных минералах (сера, графит, молибденит, каменные угли) и усиливают их гидрофобность и флотируемость. Растекание собирателя на поверхности минерала в условиях флотационной пульпы возможно, если он лучше смачивает поверхность, чем вода, при этом краевой угол смачивания будет больше 90°. На поверхности малогидрофобных минералов — сульфидов, карбонатов, оксидов и других более гидратированных минералов — аполярные собиратели не могут вытеснить воду с их поверхности и растекание капли будет затруднено.
Для уменьшения или удаления гидратных слоев целесообразно предварительное или одновременное воздействие на минерал ионогенных (гетерополярных) собирателей: например, при флотации или флотогравитации сульфидов — ксантогена-тов, а при флотации несульфидных минералов — жирных кислот. Образование ориентированных молекул этих собирателей на минерале обеспечивает образование гидрофобной пленки, на которую затем налипает капля аполярного собирателя; эта капля легко растекается по поверхности с образованием более тонкой гидрофобной пленки, обеспечивающей успешную флотацию более крупных и труднофлотируемых частиц минералов. При флотации и флотогравитации обычно применяют заранее приготовленную смесь двух собирателей (например, ол^ичовой
86
Рис. 4.2. Схема закрепления аполярного собирателя на поверхности минерала (по В. И. Классену):
а— в — стадии растекания капли аполярного реагента на поверхности минерала; г—е — слияние смежных капель с образованием пленки; ж — схема расположения молекул гетерополярного собирателя в капле аполярного реагента
Воздух
¦Реагент
Рис. 4.3. Механизм закрепления аполяр-
ных собирателей на поверхности мине- /^-——
ралов (по В. И. Классену и И. Н. Плак- yfполярный реагент'
сину) г
• Вода
кислоты и керосина при соотношении 1 : 1 или 1 : 2) или подают гетерополярний собиратель в пульпу после подачи аполярного масла, что обеспечивает хемосорбционное закрепление гетерополярного собирателя на минерале и закрепление его на поверхности пленки аполярного собирателя с обратной ориентацией молекул (рис. 4.2 и 4.3), что повышает дисперсность капель и облегчает растекание их с образованием пленки.
Пузырьки воздуха не прилипают к каплям аполярного собирателя, находящимся в объеме пульпы и на поверхности минералов. С. И. Митрофанов установил, что чем толще пленки углеводородного масла, тем менее прочно, и чем тоньше, тем более прочно прилипание пузырька к поверхности минерала.
