Реагенты собиратели. Реагенты собиратели для шламов.

В качестве собирателей обычно применяют органические вещества с полярно-аполярной структурой молекул. Полярная группа взаимодействует с ионами и атомами кристаллической решетки минерала, а аполярная часть молекулы собирателя, представленная углеводородным радикалом алифатического или циклического ряда, образуют аполярный мозаичный слой, который делает поверхность флотируемого минерала гидрофобным и обеспечивает быстрое и устойчивое прилипание частиц к пузырькам воздуха.

Степень гидрофобности минерала, покрытого собирателем, зависит от физико-химических свойств молекулы последнего, в том числе природы углеводородной цепочки ее состава и строения.

По химическим свойствам собиратели делят на ионогенные(т.е. ионизирующиеся в водной среде), неионогенные и амфотерные. По вхождению углеводородного радикала в состав аниона или катиона ионогенные собиратели подразделяют на анионоактивные и катионоактивные.

К ионогенным анионоактивным собирателям относятся: карбоксильные кислоты и их мыла, алкилсульфаты, сульфонаты, меркаптаны и дитиофосфаты.

К ионогенным катионоактивным собирателям относятся: первичные, вторичные, тритичные амины и их соли.

В группу неиногенных собирателей входят некоторые масла(аполярные углеводороды, керосин, трансформаторные масла).

Наибольшее значение для флотации калийных солей имеют катионоактивные собиратели – первичные алифатические амины жирного ряда с числом углеродных атомов 16 – 22(октадециламин – С₁₈Н₃₇NH₂; армин 18 – С₁₈Н₃₇NH₂ и др).

Амины с коротким радикалом хорошо растворимы в воде, но с увеличением углеводородной цепи растворимость их сильно снижается.

В водных растворах амины склонны к образованию комплексного иона по реакции

RNH₂↔ RNH₃⁺ + OH^-

R – углеводородный радикал.

Это явление обуславливает щелочную реакцию водных растворов аминов.

Т.к. амины – это органические основания,они способны образовывать соли как с минералами так и с органическими кислотами:

RNH₂ + HCl = RNH₂ · HCl(RNH₃Cl)

Т.к. эти соли более растворимы в воде, то при флотации обычно используют уксуснокислые или солянокислые соли аминов.

Разбавленные растворы этих солей являются истинными растворами и можно считать, что растворенная соль практически полностью диссоциировала на ионы:

RNH₃Cl ↔ RNH₃⁺ + Cl^-

С увеличением концентрации соли образуются коллоидные растворы, содержащие ионные и нейтральные мицеллы(частицы дисперсной фазы золя, окруженные слоем молекул или ионов дисперсной среды).

Исследование адсорбции аминов на поверхности KCl и NaCl в насыщенных растворах этих солей показали, что при прочих равных условиях на кристаллах галита собирателя адсорбируется в несколько раз меньше чем на сильвине.

Амины, адсорбированные на NaCl, после первой промывки насыщенным растворам переходят в раствор, в то время как амины, адсорбированные на KCl, даже после многократных промывок лишь частично переходят в водный раствор.

Адсорбция аминов на NaCl и KCl зависит от температуры, свойств собирателя, pH среды, наличия примесей и др. Если с увеличением температуры количество амина, адсорбирующегося на хлористом натрии, резко растет, то на кривой зависимости этого показателя для KCl есть максимум. Максимум адсорбции хлористым калием октадециламина наблюдается при 35^оС. Флотация калийных солей, лишенных посторонних примесей, хорошо идет при концентрации амина в пульпе 10^-3%.

При переходе pH среды из кислой области в щелочную форма существования молекул амина в растворе может изменяться. Растворимые соли аминов, находящиеся в кислой среде в виде катионов RNH₃⁺, в щелочной среде, благодаря наличию гидроксильных ионов, образуют соединения RNH₃OH, которые недостаточно устойчивы и распадаются:

RNH₃OH = RNH₂ + H₂O

Найдено, что при pH среды более 9, в растворе находятся только молекулы амина, которые адсорбируются значительно хуже чем ионы RNH₃⁺, что приводит к уменьшению скорости флотации и степени извлечения KCl. Резкое снижение степени извлечения KCl в концентрат наблюдается при pH 8 – 10.

Важный показатель флотационной активности аминов – степень их агрегации в мицеллы, которые отличаются пониженной сорбционной способностью.

Реагенты-собиратели для шламов. Для флотации глинистых шламов, предварительно сфлокулированных ПАА, применяют реагент ФР-2в смеси с керосином. ФР-2 дорогостоящий и дефицитный реагент, с резким неприятным запахом и образует стойкую пену.