Всегда в жидкости!

Равновесие в системе достигается так:

σ_тг=σ_тж+σ_жгcosθ или

cos θ=

β – флотационная сила – характеризует краевой угол смачивания Т-Ж.

При пенной флотации частица минерала (Т) взаимодействует с пузырьком газа (Г) и жидкостью (Ж), и образуется минерализованный пузырёк, который поднимает минерал на поверхность жидкости. В данном случае важно, чтобы минерал плохо смачивался жидкостью (θ велико) и W> W(работа адгезии минимальная).

Если будет наоборот, то есть минерал лучше смачивается жидкостью (θ мало), чем газом, W< W, и пузырёк не сможет прилипнуть к минералу – нет флотации.

Таким образом θ – краевой угол смачивания характеризует смачиваемость минералов водой.

Минерал	θ	Минерал	θ
Графит		Халькопирит
Сера		Пирит
Тальк		Кальцит
Молибденит		Барит
PbS		Кварц	0-10
		Слюда

Следовательно, при флотации минералов основным фактором является смачиваемость минерала, и флотации подвергаются лишь те частицы, которые плохо смачиваются водой. Плотность минерала имеет второстепенное значение (в отличие от классификации).

Смачиваемость поверхности минералов можно изменять, обрабатывая руду небольшими количествами специальных веществ – флотореагентов.

3. Назначение и классификации флотореагентов. Без применения флотореагентов флотация практически невозможна. Влияние флотореагентов позволяет в широком диапазоне изменять поверхностные свойства минералов. Состав флотореагентов разнообразен. В их число входят органические и неорганические вещества. Флотореагенты классифицируются:

a) собиратели (коллекторы)

b) регуляторы: активирующего и депрессирующего действия

c) пенообразователи

Собиратели

Собиратели действуют на границу раздела жидкость–твёрдое тело, увеличивая θ и уменьшая поверхностное натяжение σ_жт. Собиратели, адсорбируясь на поверхности твёрдого тела, обеспечивают уменьшение смачиваемости поверхности твёрдого тела жидкостью. Собиратели разделяются на:

1) неионогенного типа (неполярные углеводороды, не диссоциирующие в воде, вещества, содержащие одновременно кислотную и основную группу, например карбоксильную и амино- группы).

2) ионогенного типа:

a) анионные

· мыла карбоновых кислот

· алкилсульфонаты

R–SO₃Na

· алкиларилсульфонаты

R–C₆H₄–SO₃Na

· алкилсульфаты

R–SO₄Na

b) катионные

· соли аминов (первичные, вторичные, третичные)

· четырёхосновные аммониевые основания

Наиболее широко распространены ионогенные анионные собиратели: для неметаллических материалов – сульфированные масла, для сульфидных руд – ксантогенаты калия.

этиловый R = C₂H₅ бутиловый R = C₄H₉

Ксантогенаты также являются собирателями для благородных металлов и самородной меди. Не действуют на окислы, силикаты, алюмосиликаты, солеобразующие минералы. Расход 50-100 г/т руды.

Сланцевая смола получается при сухой перегонке сланца. Является собирателем для окисленных свинцовых и полиметаллических руд.

Контакт Петрова – смесь сульфонафтеновых кислот.

Регуляторы

1. Активирующего действия.

Они действуют на поверхность раздела Т–Ж и способствуют взаимодействию собирателей и минералов, улучшая флотацию

· соли щелочноземельных металлов

· кислород

2. Диспергирующего действия

Они ухудшают адсорбцию собирателя на поверхности минерала и препятствуют флотации. Применяются для увеличения селективности собирателя.

· цианиды (для медных минералов и пирита)

· соли хрома (для PbS)

· Na₂SiO₃ (для кварца)

· Ca(OH)₂ (для железосодержащих сульфидов)

Пенообразователи

ПАВ, которые концентрируются на поверхности Г–Ж, способствуя сохранению пузырьков в дисперсном состоянии, увеличивают стабильность флотационной пены. Наиболее активны пенообразователи, имеющие в своём составе группы

· карбоксильную –COOH

· карбонильную =C=O

· гидроксильную –OH

· аминогруппу –NH₂ и т.д.

Пенообразующая сила связана с длиной молекулы

CH₃OH<C₂H₅OH<C₃H₇OH<C₄H₉OH, в данном ряду увеличивается пенообразующая сила

В основном применяют вещества с –ОН группой, так как другие группы сочетают свойства собирателей и пенообразователей, что затрудняет селективную флотацию, а также используют сосновое масло (перегонка с водяным паром древесной смолы) и содержащие в своём составе ароматические спирты:

крезол

и др.