Реагенты-пенообразователи для флотации золота

Реагенты-пенообразователи представляют собой поверхностно – активные вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела вода-воздух.

Их присутствие во флотационной пульпе повышает механическую прочность воздушных пузырьков, способствует сохранению их в диспергированном состоянии, улучшая тем самым условия прилипания частиц флотируемого минерала к пузырькам воздуха, и увеличивает устойчивость флотационной пены.

Эффективность применения реагентов пенообразователей довольно сильно зависит от рН пульпы, т.к. их пенообразующие свойства максимальны, когда реагент находится в молекулярной форме и степень диссоциации его минимальна.

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

+

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

─

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

 

Рис. 3Схема закрепления пенообразователя и образования гидратной оболочки на воздушном пузырьке: 1 – воздушный пузырек; 2 – молекула пенообразователя; 3 – диполи воды.

 

На разнице в эффективности действия пенообразователей при различных рН пульпы основана классификация реагентов этого класса, согласно которой пенообразователи разбиты на три основные группы: кислые, обладающие максимальными пенообразующими свойствами в кислых пульпах; основные, обладающие максимальными пенообразующими свойствами в щелочных пульпах, и нейтральные, применение которых во флотации практически не зависит от рН пульпы.

К кислым пенообразователям относятся реагенты двух видов: фенольные (крезол, ксиленол, фенолсодержащие древесные масла и др.) и алкиларилсульфонаты (детергенты и азоляты). Ввиду того, что флотация руд проводится в щелочных пульпах, т.е. в условиях, наименее благоприятных для применения этих реагентов, в обогатительной практике они известны как слабые, но довольно селективные реагенты.

Единственный представитель основных реагентов-пенообразователей – тяжелые пиридиновые основания.

Наиболее значительной по количеству и важности группой реагентов-пенообразователей являются нейтральные реагенты, которые, в свою очередь, подразделяются на три группы: реагенты, содержащие ароматические и алициклические спирты; реагенты, содержащие алифатические спирты, и, реагенты, содержащие вещества с эфирными связями.

К группе реагентов, содержащих ароматические и алициклические спирты, относятся терпинеолсодержащие вещества – различные древесные масла и некоторые синтетические реагенты типа циклогексанола, диметилфенилкарбинола, синтетического терпинеола (терпиноленовое масло) и др.

Пенообразователи, содержащие в качестве основного вещества спирты алифатического ряда, представляют собой индивидуальные вещества или смеси спиртов, получаемых в качестве побочных продуктов при производстве различных химических веществ.

К реагентам, содержащим вещества с эфирными связями, относятся моноэфиры пропиленгликолей, полиалкоксиалканы и диалкилфталаты.

Назначение пенообразователей – способствовать образованию в объеме пульпы мелких устойчивых воздушных пузырьков, а на поверхности пульпы – достаточно устойчивого пенного слоя.

Строение молекул пенообразователя аналогично строению собирателей, т.е. они имеют гетерополярное строение и состоят из аполярной и полярной частей. Молекулы пенообразователя адсорбируются на границе раздела вода-воздух таким образом, что полярная часть молекулы ориентируется в водную фазу, а аполярная – в воздушную. Вода является полярной жидкостью и ее молекулы представляют собой диполи. Диполи воды ориентируются относительно полярных групп закрепившегося на границе раздела вода-воздух пенообразователя. В результате вокруг пузырька образуется устойчивая «гидратная шубка» из ориентированных диполей воды.

Для флотации золота необходимо применение сильных пенообразователей, таких как сосновое масло, ОПСБ (окись пропилена спирт бутиловый), Т-80, Т-66, - нейтральные пенообразователи, состоящие из смеси различных спиртов.

Наибольшее применение в зарубежных странах нашел метилизобутилкарбинол:

СН₃ – СО – СН = С – СН₃

СН₃

Его растворимость в воде составляет 1,7%, температура кипения 135-137 °С.

Сосновое масло – это смесь терпеновых спиртов и терпеновых углеводородов, причем терпеновые спирты (их содержание 65-70%) представлены несколькими десятками соединений, из них наиболее распостранены терпинеолы, борнеолы, фенхиловые спирты, камфара. Среди нейтральных соединений – борнилацетат, терпеновые углеводороды – лимонен, карен, бисаболен, сесквитерпеновый спирт, фарнезол. Качество флотационных масел скипидарного производства (соснового масла экстракционного СМЭФ и сухоперегонного СУМФ) определяется по ГОСТ 6792-74. Растворимость в воде составляет 20-50 мг/л.

Сосновое масло в настоящее время не пользуется популярностью в применении из-за своей дороговизны и дефицитности.

Циклогексанол С₆Н₁₁ОН представляет собой цикличный спирт, применяемый для селективной флотации. В промышленности циклогексанол используется также в качестве растворителя под названием гексалин, гидропол, апол. Циклогексанол представляет собой бесцветную жидкость со слабым камфарным запахом. Температура кипения его 160 °С, плавления 22,5°С. Пары цеклогексанола образуют взрывоопасные смеси с воздухом, поэтому он вытеснен из практики флотации ввиду этой причины.

ОПСБ и Э-1 представляют собой смеси эфиров пропилен- и полиэтиленгликолей, имеющие в конце молекул гидроксильную группу. Аналогичные гликолевые пенообразователи, производимые в США под маркой «Дауфрос», широко применяются в зарубежной практике при флотации различных руд, в том числе золотосодержащих. На их долю приходится 70% всех применяемых пенообразователей.