10. Реагенты Перечень, назначение, механизм действия

Для успешной флотации минералов используют специальные реагенты, которые собираются на поверхности раздела твердое тело – жидкость и на границе раздела жидкость – воздух.

Общепринята классификация флотационных реагентов по технологическому назначению, в соответствии с которой их подразделяют на следующие группы: собиратели (коллекторы); пенообразователи (вспениватели); модификаторы-активаторы; подавители (депрессоры); регуляторы среды.

Флотационные реагенты дозируют в технологический процесс, как правило, в виде водных растворов, суспензий и эмульсий.

Собиратели представляют собой органические соединения, которые избирательно закрепившить на поверхности гидрофильных минералов, уменьшают их смачиваемость водой и способствуют их прилипанию к воздушному пузырьку. По способности диссоциировать на ионы. Собиратели подразделяются на ионогенные ионизирующие в водной среде, и неионогенные не распадающие на ионы.

Неионогенные собиратели – основные реагенты при флотации природно-гидрофобных минералов (молибдений, графит, сера). Основными собирателями при флотации руд цветных металлов являются ксантогенаты. Раствор бутилового ксантгената 44-50% концентрации применяют в качестве собирателя медных минералов. Для приготовления раствора бутилового ксантогената используют кристаллический желто-зеленого цвета бутиловый ксантгогенат 87% активности, упакованный в металлическую тару, вес одной бочки 65 кг. Транспортируется с базы ОМТС в машинах. Неснижаемый запас бутилового ксантогената на складе корпуса приготовления реагентов до трех суточной потребности.

Керосин – слабоокрашенная жидкость. Фракция нефти, состоящая из смеси углеводородов различных классов. Токсичен. Обладает резким запахом, воспламеняется при 48-58⁰С.

К пенообразователям относят поверхностно-активные гетерополярные вещества, которые, адсорбируясь на межфазной границе воздух – вода, уменьшают поверхностное натяжение и облегчают диспергирование воздуха на мелкие пузырьки. Их присутствие в жидкой фазе флотационной пульпы повышает механическую прочность воздушных пузырьков и способствует сохранению из в дисперсном состоянии, увеличивая, таким образом, поверхность прилипания частиц флотируемого минерала и устойчивость флотационной пены.

Из множества соединений, применяемых в качестве пенообразователей, наиболее распространены гетерополярные соединения с неионизирующейся полярной группой, сосновое масло и синтетические реагенты, ОПСБ, оксалоь, метилизобутилкарбинол (МИБК).

Оксаль - стандартный побочный продукт производства диметилдиоксана (ДДО), который получают из изотиллена и формалина. Светло-коричневая жидкость со слабым приятным запахом, умеренно растворимая в воде. Она характеризуется следующими показателями: плотность 1,06 – 1,08 г/см³ при 20⁰С, ПДК паров в воздухе 10 мг/м³ В процесс дозируется в натуральном виде.

Модификаторы . Для изменения флотируемости минералов путем регулирования действия собирателей на их поверхность применяется группа реагентов, объединяющихся под общим названием модификаторы. В эту группу входят депрессоры (подавители), активаторы и регуляторы среды.

Подавители среды (депрессоры) представляют собой вещества, действующие на границе раздела твердое – жидкость, повышающие смачиваемость поверхности минералов и предшествующие закреплению на ней собирателя. Флотация минерала может быть также подавлена в результате вытеснения с его поверхности ранее адсорбированных на нем ионов собирателя. Депрессор может образовывать с собирателем в пульпе труднорастворисмое соединение, не обладающее собирательными свойствами, или связать ионы реагента – активатора, предотвращая тем самым их активирующее действие.

Сульфид натрия Na₂S (ГОСТ 596-78) представляет собой микроскопические кристаллы, растворяется в воде. Его водный раствор имеет сильную щелочную реакцию. Плавленый технический сульфид натрия содержит 63-65% основного вещества, а нерастворимого в воде остатка не более 2%. При хранении плавленый сульфид натрия слеживается в монолит, что затрудняет его растворение и осветление раствора сульфида натрия в горячей воде протекает в 2 – 3 раза быстрее, чем в холодной . по этому растворять сульфид натрия следует в воде с t⁰ – 35-45⁰С при непрерывном помешивании. Хранить осветленный раствор можно в чанах без перемешивания.

Силикат натрия растворимый – жидкое стекло – выпускают в виде силикат – глыбы. Его применяют в качестве подавителя пустой породы, главным образом силикатных минералов, а также для разделения близких по флотационным свойствам минералов. Жидкое стекло получают сухими способами: карбонатным, сульфидным и комбиниросульфатным. Наиболее распространенный в пр-ти способ получения силикат-глыбы – медное сплавление кварцевого песка с содой, или сульфатом натрия, и углем в стекловарных печах при t⁰ – 1300 – 1500⁰С. При разогревании шихты до 1300 – 1500⁰С.

Получают силикат-глыбу с модулем до 2,7. При t0 около 1500⁰С образуется силикат – глыба с модулем более 3.

Силикат-глыба представляет собой прозрачные кусочки с синим оттенком, напоминающим стекло. Это труднорастворимый реагент.

Реагенты-активаторы - применяются для активации поверхности минералов с целью более прочного закрепления собирателя как активируемых минералов и улучшения флотации. Механизм действия реагента –активатора заключается в образовании на поверхности минерала пленки, которая легко адсорбирует собиратель, или в удалении депрессора с поверхности минералов, т.е. активаторы применяются тогда, когда природная флотируемость минералов недостаточна или когда минералы были ранее депрессированы.

В практике флотации полезных ископаемых в качестве активаторов применяют сернистый натрий.

Сернистый натрий применяется для сульфидизации ряда окисленных минералов. В результате обработки Na₂S на поверхности минералов образуются сульфидные пленки, которые взаимодействуют с ксантогенатом как сульфидные минералы.

Регуляторы среды применяются при флотации для регулирования РН пульпы, удаления из пульпы ионов, мешающих закреплению собирателя, и регулирования процессов диспергации и коагуляции шламов.

Активность действия собирателей, подавителей и активаторов в значительной мере зависит от РН пульпы. Поэтому поддержание оптимальной щелочности пульпы имеет большое значение при флотации.

Применение извести позволяет создать высокую щелочную среду (РН 12 и более). Гашеную известь – самый дешевый щелочной продукт - получают из негашеной извести по реакции: СаО + Н₂О = Са(ОН)₂. В процесс флотации известь подают в виде известкового молока, поэтому в пульпе всегда имеется значительная доля извести в нерастворимом состоянии.

Ко всем флотационным реагентам представляют следующие требования: селективность действия, стандартность качества, дешевизна и недефицитность, нетоксичность, удобство в применении (устойчивость при хранении, хорошая растворимость в воде, отсутствие неприятного запаха при хранении и применении.)