Флотационные реагенты. Классификация собирателей. Классификация пенообразователей. Реагенты регуляторы. Классификация реагентов флокулянтов

1. Флотацией называется процесс разделения тонкоизмельченных полезных ископаемых, осуществляемый в водной среде и основанный на различии их способности, естественной или искусственно создаваемой, смачиваемости водой, что определяет избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела фаз.

Современные флотационные методы обогащения основаны на применении флотационных реагентов.

В зависимости от целевого назначения флотационные реагенты делят на четыре класса: собиратели, пенообразователи, регуляторы, флокулянты.

Реагенты-флокулянты, для удобства расположены условно во флотореагентах, наиболее часто применяют в процессах обезвоживания флотационных концентратов, но иногда используют и непосредственно во флотации.

Результаты флотационного обогащения в значительной степени определяются реагентным режимом флотации - ассортиментом и способом применения реагентов.

В свою очередь, реагентный режим флотации зависит главным образом от типа и характера руды и степени ее измельчения.

Простейший реагентный режим может включать дозировку одного пенообразователя или реагента со смешанными функциями собирателя-пенообразователя.

Обычно при флотации одновременно применяют несколько реагентов, действие которых взаимосвязано и зависит от концентрации каждого из них.

Превышение сверх необходимого расхода реагента одного класса требует повышение расхода реагентов других классов и часто ухудшает показатели.

Минимально возможные расходы реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку руды и лучшие результаты флотации.

Необходимый расход реагентов определяют лабораторными флотационными опытами и уточняют в полупромышленных и промышленных условиях.

Процесс флотации состоит из отдельных элементарных актов или субпроцессов, основным из которых является закрепление частицы на пузырьке воздуха или газа. Этот процесс - самопроизвольный и основан на втором законе термодинамики, согласно которому само­произвольно могут протекать лишь процессы, приводящие к умень­шению свободной энергии системы. При закреплении частицы на пузырьке изменение свободной энергии системы сводится лишь к изменению свободной поверхностной энергии за счет снижения площади контакта Т - Ж.

В реальных условиях для того, чтобы частица закреплялась на пузырьке, в течение небольшого времени их контакта (тысячные доли секунды), краевой угол должен иметь минимально необходимое значение, измеряемое размером пузырька, поверхностными свойст­вами частицы и характером движения пульповоздушной смеси.

Убыль свободной энергии системы тем больше, чем больше краевой угол смачивания; или чем гидрофобнее поверхность минерала, тем вероятнее прилипание его к пузырьку. Краевой угол смачивания изменяется от 0 град до 180 град.

Твердые тела, на которых краевой угол>90 град, называются гидрофобными, естественно флотируемыми. Естественной флотируемостью обладают многие органические соединения (например, парафин - смесь углеводородов главным образом метанового ряда) и лишь немногие неорганические вещества (сера, графит, тальк, алма­зы, молибден). С поверхности, которая хорошо смачивается водой, воздух легко вытесняется и капля воды растекается по этой поверх­ности (рис. 47, а, б). На гидрофобной поверхности капля воды со­храняет шарообразную форму (см. рис. 47, в, г). Следовательно, закрепление частиц на пузырьках воздуха обусловлено степенью смачивания поверхности минералов водой (рис. 44).