Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
Жидкое стекло (1 кг/т) полностью подавляет амблигонит при флотации олеатом натрия и значительно слабее при флотации катионными собирателями.
Физико-химические свойства поверхностей минералов, определяющие флотируемость последних, зависят от строения поверхностных слоев и кристаллической структуры каждого минерала. Важное значение имеют закономерности разрушения кристаллов при измельчении, так как это предопределяет взаимное расположение катионов и анионов в поверхностном слое минерала и поведение его при флотации.
Кристаллическая структура минералов состоит из атомов и ионов. Обычно размеры анионов примерно в 2 раза больше, чем катионов, и поэтому они занимают главное пространство в кри-
132
сталлических структурах и при плотной упаковке стремятся к более упорядоченному расположению. Катионы расположены в промежутках между анионами, тесно соприкасаясь с ними, причем пустоты заполняются катионами сообразно их размерам.
Амблигонит содержит в своей решетке катионы Li+ и Al3+, анионы OH- или F- и комплексные анионы PO43-. Алюминий связан с шестью анионами (2OH- и 402_—из группы PO43-), усилия валентных связей с анионами +1/2 (+3/6). Литий связан с пятью анионами (ОН- и 402-), усилия валентных связей его соответственно равны +1/5. При раскалывании кристалла анион PO43- (подобный аниону SiO44-) не разрушается, рвутся связи Al—О (ОН) и Li—О (ОН). Так как в структуре амблиго-нита нет цепочек, слоев и других образований с сильными внутренними связями, кристалл легко может раскалываться в нескольких направлениях на 3—4 плоскости спайности разного качества. На спайных поверхностях могут присутствовать некомпенсированные ионы кислорода (из группы PO43-), алюминия с зарядами +1/2, +1 и отчасти +3/2, а также лития с зарядами + 1/2 и 2/5. Эти значения составляют меньше половины валентности катионов, причем последние занимают «удобные» позиции в поверхностном слое и потому прочно удерживаются в нем (рис. 5.7). Наличие в поверхностном слое амблигонита прочно связанных с ним катионов и анионов обеспечивает флотацию этого минерала как анионными, так и катионными собирателями.
Структура петалита отлична от структуры амблигонита. Здесь тетраэдры SiO4 связаны друг с другом таким образом, что образуют слой — пакет состава SiO4OiO. Между собой слои сцепляются посредством катионов лития и алюминия, которые оба находятся в четвертой координации. Усилия валентных связей их соответственно +1/4 и +3/4. Внутри слоев связи Si—О сильные, и раскалывание структуры происходит по относительно слабым связям Al—О и Li—О. При этом катионы лития и алюминия оказываются непосредственно на поверхности, причем связаны с ней только половиной своего заряда, контактируя всего лишь с двумя ионами кислорода, т. е. довольно непрочно (рис. 5.8).
Эти катионы легко диссоциируют с поверхности в раствор, поэтому она отрицательно заряжается. Отсюда очевидны особенности флотационного поведения петалита — непрочность закрепления анионного собирателя, хорошее закрепление катион-ного собирателя и, как следствие этого, плохое извлечение его анионными и полное катионными собирателями (см. рис. 5.6).
Лепидолит относится к группе слюд, т. е. листовых силикатов. В его структуре кремнекислородные тетраэдрические группы связаны друг с другом в листы состава Si2O5, сцепленные попарно в пакеты посредством катионов лития и алюминия, которые располагаются в октаэдрических пустотах, образован-
134
ных гидроксильными и кислородными анионами. Между пакетами располагаются крупные катионы калия, связанные с 12 анионами кислорода из кремнекислородных листов (рис. 5.9). Усилия валентных связей К—О равны +1/12, эти связи очень слабы и пакеты могут легко отделяться друг от друга, чем и объясняется весьма совершенная спайность в этом направлении у всех слюд. Эта гладкая спайная поверхность выполнена в основном анионами кремнекислородного листа, на которых очень непрочно могут удерживаться катионы калия с наполовину некомпенсированным зарядом. Эта поверхность должна быть заряжена отрицательно.
Катионы лития и алюминия, заключенные между кремне-кислородными листами, на поверхности спайности не обнажаются вовсе. При измельчении эта поверхность обнажается, поэтому лепидолит не флотируется анионными собирателями без предварительной обработки и, наоборот, хорошо флотируется катионными собирателями.
Лепидолит и петалит ведут себя при флотации одинаково, но по разным причинам. У петалита очень слабая связь катионов лития и алюминия с поверхностью минерала; они легко диссоциируют, а поверхность приобретает отрицательный заряд. Поэтому на петалите анионные собиратели закрепляются непрочно и флотация проходит плохо, а катионные закрепляются, наоборот, прочно, что обеспечивает полное извлечение минерала.
У лепидолита вообще отсутствуют в поверхностном слое катионы Li+ и Al3+. На поверхности спайности содержатся крем-некислородные листы с зарядами анионов кремнекислоты, что обеспечивает успешную флотацию их катионными собирателями. Предварительная обработка лепидолита растворами HF активирует флотацию его анионными собирателями в связи с разрушением кремнекислородных листов и обнажением катионов лития и алюминия на поверхности минерала.
