АДСОРБЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА БЕЛОГЛАЗОВА

Допущения:

1. Свойства воды, находящейся в остаточном гидратном слое, близки к свойствам обычной воды. Воду остаточного слоя можно считать обычной водой.

2. Гетерополярные молекулы реагентов-собирателей, добавленных для повышения гидрофобности флотируемых минералов, закрепляются на этих минералах так, что полярные группы молекул обращены к минералу, а неполярные в воду.

3. Элементарный акт флотации рассматривается как адсорбция прикрепленных к минералу гетерополярных молекул собирателя на поверхности воздушных пузырьков. Причем, в термодинамическом отношении элементарный акт эквивалентен повышению плотности адсорбционного слоя собирателя на поверхности раздела «Ж-Г» с m₁ до m₂, где m₁ – плотность слоя собирателя до закрепления частицы; m₂ – плотность слоя собирателя на флотируемом минерале.

При повышении плотности адсорбционного слоя удельная поверхностная энергия на поверхности «Ж-Г» понижается, поэтому закрепление частицы приводит к уменьшению свободной энергии системы.

Если допустить, что остаточный гидратный слой представляет собой обычную воду, то никаких изменений поверхностной энергии на поверхности раздела «Ж-Т» при закреплении частицы не происходит, т.к. и до и после закрепления частица находится в обычной воде. Все изменения сводятся лишь к уменьшению энергии на поверхности раздела «Ж-Г» вследствие уплотнения адсорбционного слоя. Обозначим удельную поверхностную энергию раздела «Ж-Г» при плотности слоя коллектора m₁ через , а m₂ через . Тогда уменьшение поверхностной энергии системы при элементарном акте флотации на единицу площади контакта «Г-Т», т.е. показатель флотации по гипотезе Белоглазова:

Равновесный краевой угол, отвечающий минимальной свободной энергии:

Отсюда следует, что при отсутствии в пульпе собирателя, m₁=0 и m₂=0. Отсюда

Таким образом, первое следствие гипотезы Белоглазова: флотация без добавки собирателя невозможна.

Удельная поверхностная энергия границы «Г-Ж» уменьшается при увеличении плотности адсорбционного слоя коллектора. Поэтому выражение (*)<1; и угол θ_б будет меньше 90 градусов.

Таким образом, второе следствие гипотезы Белоглазова: в присутствии собирателя равновесный краевой угол не может превышать 90 градусов.

ФЛОТАЦИОННЫЕ РЕАГЕНТЫ.

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Чем больше показатель флотируемости, тем вероятнее закрепление минералов на пузырьках воздуха. Увеличение числа пузырьков в пульпе повышает вероятность столкновения с ним минеральных частиц. При одном и том же количестве подаваемого во флотационную машину (ФМ) воздуха уменьшение размера пузырьков приводит к увеличению их числа, а, следовательно, и повышению скорости флотации. При неустойчивой пене пузырьки при выходе на поверхность быстро лопаются, и прикрепившиеся к ним частицы минерала снова погружаются в пульпу. Это вызывает снижение извлечения минералов в концентрат. Изменение показателей флотируемости раздельных минералов, числа и размера пузырьков воздуха и прочности пены достигается применением флотационных реагентов.

В зависимости от места действия реагенты делятся на 2 класса:

1. Реагенты, непосредственно взаимодействующие или регулирующие взаимодействие других реагентов с поверхностью минерала, т.е. реагент, действующие на границе «Ж-Т».

2. Реагенты, действующие на поверхности раздела «Г-Ж».

Реагенты первого класса делятся на 4 группы:

1. Коллекторы или собиратели – органические вещества, способные закрепляться на поверхности отдельных минералов и увеличивать их флотируемость.

2. Депрессоры или подавители – реагенты, понижающие флотируемость тех минералов, извлечение которых в пенный продукт нежелательно; они препятствуют закреплению собирателя на поверхности минерала.

3. Активаторы или побудители – реагенты, способствующие закреплению собирателя на поверхности минералов. Их действие противоположно действию депрессоров.

4. Регуляторы среды – реагенты, влияющие на процесс взаимодействия других групп реагентов с минералами. Они регулируют ионный состав пульпы, процесс диспергирования и коагуляции тонких частиц шламов.

Депрессоры, активаторы и регуляторы среды относят к одной группе и называют модификаторами.

Реагенты второго класса – пенообразователи или вспениватели.

Вспениватели облегчают диспергирование воздуха на мелкие пузырьки, препятствуют их слиянию (коалесценции) и повышают прочность пены.

Ко всем флотореагентам предъявляются следующие требования: селективность действия, стандартные качества, дешевизна и недефицитность, удобство в применении, легкая растворимость в воде, отсутствие неприятного запаха, нетоксичность и т.д.