CC BY
21
УДК 622.765.061.28
DOI: 10.18303/2618-981X-2018-6-65-77
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ УГЛЕВОДОРОДНОГО ФРАГМЕНТА ОКСИГИДРИЛЬНЫХ И КАТИОННЫХ РЕАГЕНТОВ НА ИХ СОБИРАТЕЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ
Сергей Александрович Кондратьев
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный пр., 54, доктор технических наук, зав. лабораторией обогащения полезных ископаемых и технологической экологии, тел. (383)205-30-30, доп. 120, e-mail: [email protected]
Рассматриваются особенности строения углеводородного фрагмента флотационных реагентов-собирателей, показавших высокое извлечение полезного компонента и качество концентрата. На примере карбоновых кислот, саркозинатов, катионных собирателей установлено, что введение в углеводородную цепь атомов, способных организовать водородную связь с молекулами воды, не может быть разъяснено в рамках термодинамического подхода. Описание энергетического взаимодействия воды с минералом без собирателя и в присутствии собирателей с разной структурой углеводородного фрагмента позволило установить, что внедрение атомов азота или кислорода в молекулу собирателя снижает гидрофобность покрытия минеральной поверхности. Уменьшение свободной поверхностной энергии на границе раздела «минерал-жидкость» в термодинамической постановке задачи о формировании флотационного агрегата неизбежно снизит вероятность его образования. Причины повышения собирательных свойств флотационного реагента, содержащего в углеводородном фрагменте полярные группы, изучаются на основе механизма работы физически сорбируемых реагентов-собирателей. Рассматривается кинетика образования флотационного агрегата. Кинетический подход к описанию элементарного акта флотации раскрыл функциональное назначение электроотрицательных атомов кислорода и азота в углеводородной цепи молекулы собирателя. Установлено, что указанные атомы повышают энергию адгезии пленки собирателя к поверхности воды. Энергетическое взаимодействие молекул собирателя и воды обеспечивает захват и вынос растекающейся пленкой реагента прилегающих слоев воды из прослойки, заключенной между минеральной частицей и пузырьком. В результате снимается кинетическое ограничение образованию флотационного контакта. В тоже время углеводородный радикал собирателя обеспечивает необходимую степень гидрофобизации извлекаемого минерала. Высокие поверхностное давление и скорость растекания пленки реагента обусловлены развитым углеводородным фрагментом молекул собирателя, необходимой его концентрацией на минеральной поверхности и высоким поверхностным натяжением применяемых во флотации пузырьков.
Ключевые слова: оксигидрильные и катионные реагенты-собиратели, структура углеводородного радикала.
INFLUENCE OF THE STRUCTURE OF HYDROCARBON FRAGMENT OF OXYHYDRIL AND CATIONIC REAGENTS ON THEIR COLLECTING ACTIVITY
Sergey A. Kondratiev
Chinakal Institute of Mining SB RAS, 54, Krasny Prospect St., Novosibirsk, 630091, Russia, D. Sc., Head of Laboratory for Mineral Beneficiation and Technological Ecology, phone: (383)205-30-30, extension 120, e-mail: [email protected]
The works studies features typical for the structure of hydrocarbon moiety of flotation collecting reagents with high level of valuable component extraction and concentrate quality. With the
help of carboxylic acids, sarcosinates and cationic collecting reagents it is shown that thermody-namic approach cannot describe the introduction of atoms capable of h-bond with water molecule into hydrocarbon chain. The description of the energy interaction of water with a mineral without a collector and in the presence of collectors with different structure of a hydrocarbon fragment has made it possible to establish that the introduction of nitrogen or oxygen atoms into the collector molecule reduces the hydrophobic properties of the mineral surface coating. A decrease in the free surface energy at the "mineral-liquid" interface in the thermodynamic formulation of the problem on the formation of a flotation unit will inevitably reduce the probability of its formation. The reasons causing the increase in the collective properties of a flotation reagent containing polar groups in the hydrocarbon fragment are studied on the basis of the operating mechanism of physically sorbed reagent-collectors. The kinetics of the formation of a flotation unit is considered. The kinetic approach to the description of the flotation unit event has revealed the functional purpose of the electronegative atoms of oxygen and nitrogen in the hydrocarbon chain of the collector molecule. It is established that these atoms increase the energy of the collector film's adhesion to the water surface. The energy interaction of the collector and water molecules provides for the capture and removal of the adjacent layers of water by the spreading film of the reagent from the interlayer enclosed between the mineral particle and the bubble. As a result, the kinetic restriction to the formation of the flotation contact is removed. At the same time, the hydrocarbon radical of the collector provides the necessary degree of hydrophobization of the extracted mineral. The high surface pressure and the spreading rate of the reagent film are caused by the developed hydrocarbon fragment of the collector molecules, its required concentration on the mineral surface and the high surface tension of the bubbles used in flotation.
Key words: oxyhydryl and cationic collecting reagents, hydrocarbon radical structure.
Для получения высококачественных апатитовых концентратов с малым содержанием силикатов, карбонатов (доломита и кальцита) применяются кар-боновые кислоты, алкилсаркозинаты, сульфосукцинаты и другие собиратели. Указанные собиратели содержат в своем углеводородном фрагменте атомы, способные организовать водородную связь с молекулами воды. Наиболее распространенный метод в производстве концентратов железа- обратная катионная флотация кварца.Эфирные амины, содержащие атом кислорода в углеводородном радикале, также показали высокие собирательные свойства. Цель работы раскрыть причины высоких собирательных свойств реагентов с углеводородными радикалами, содержащими гидрофильные атомы и группы атомов.
Рицинолевая кислота (12-гидрокси-9-цис-октадеценовая кислота). Наиболее полные исследования ненасыщенных жирных кислот на их собирательные свойства выполнены в [1]. Установлены их высокие собирательные свойства. Авторы использовали чистую линоленовую кислоту и подтвердили правило «Хукки и Вартиайнена» о возрастании флотационной активности кислот с увеличением ненасыщенности углеводородного радикала [2]. Ими установлено, что линоленовая кислота обладает лучшими собирательными качествами в сравнении с олеиновой и линолевой кислотами. Также ими было установлено, что наиболее эффективной из исследованных кислот является рицинолевая кислота с гидроксильной группой в углеводородном фрагменте
{H(CH2)6CH(OH)CH2CH = CH(CH2)7COOH} (рис. 1).
Рис. 1. Структурная формула 12-гидрокси-9-цис-октадеценовой кислоты
(рицинолевой кислоты)
В работе [3] также подтверждено правило «Хукки и Вартиайнена» и изучены собирательные свойства рицинолевой кислоты. Флотация кальцита выполнялась в трубке Халлимонда мылами карбоновых кислот: стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой и рицинолевой. Установлено, что натриевая соль рицинолевой кислоты обладает высокими собирательными свойствами (рис. 2). Ее флотационная активность практически не уступает собирательным свойствам олеата натрия. Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) молекул олеиновой кислоты равен 2,45, а олеат иона 19,45 [4]. ГЛБ ионно-молекулярных ассоциатов составит 10,95. Такое значение ГЛБ указывает на некоторую гидрофильность собирателя.
Линоленат натрия Линолеат натрия -о- Стеарат натрия
-о- Рицинолеат натрия -■- Олеат натрия
100
0,05 0,1 0,5 1,0 5,0
Концентрация, г/л
Рис. 2. Флотируемость минералов в трубке Холлимонда в зависимости от концентрации карбоновых кислот
Для получения высококачественных апатитовых концентратов с малым содержанием силикатов, карбонатов доломита и кальцита используется лаурил-саркозинат натрия (С15Н28Ы1Ыа103) [5]. На рис. 3 приводится его структурная формула.
о
Рис. 3. Структурная формула лаурилсаркозината натрия
В углеводородном фрагменте лаурилсаркозината натрия содержатся атомы кислорода и азота. Эти атомы имеют небольшой радиус и значительную электроотрицательность, что обусловливает возможность образования водородной связи в растворе с молекулами воды.
Гидрофильно-липофильный баланс этого реагента колеблется в зависимости от величины pH от 31 (pH 5) до 39 (pH 9). Указанные значения ГЛБ позволяют отнести лаурилсаркозинат натрия к гидрофильным поверхностно-активным веществам.
Первичные алифатические амины, их ацетат и гидрохлорид соли в основном использовались в ранний период развития катионной флотации. Их свойства и собирательная способность хорошо изучены. В последнее время развитие катионной флотации связывают с применением первичных эфираминов, содержащих ковалентную связь C - О. Первичный амин может быть превращен в эфирный амин введением между алкильным радикалом и атомом азота группы :
R — 0 — (СН2) з - NH2.
Известный собиратель Flotigam EDA это эфирамин с додециловым радикалом и степенью нейтрализации ацетатной кислотой 50 %.
Катионные собиратели наиболее часто применяют в обратной катионной флотации кварца [6]. Эфирный моноамин N-алкилоксипропиламин ( R — 0 — СН2 — СН2 — СН2 — NH2) эффективен при флотации тонких (-74 +38 мкм) частиц кварца, извлечение практически достигает 100 % (рис. 4).Расходсобирателя при этом составил 70-80 г/т. Лучшие показатели достигнуты при р Н9. Эфирный диамин №алкилоксипропил-1,3-диаминопропана (R — 0 — (СН2) з — NH — более эффективен при флотации крупнозернистого кварца (-297 +150 мкм) (рис. 4). Получили распространение реагенты типа лилафлот Д817 М и ряд других.
Запатентован собиратель, структурная формула которого содержит в углеводородной цепи атом азота [7]:
R — N — [A — N Н 2] 2,
где R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, A - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода, например пропиленаН2С = CH - CH3. Авторы утверждают, что данный собиратель замет-
но улучшает флотацию силикатсодержащих минералов по сравнению с известными флотационными реагентами, причем удельный расход этого собирателя может быть заметно снижен.
Рис. 4. Извлечение тонких частиц кварца в зависимости от расхода эфирного моноамина и крупных частиц в зависимости от расхода эфирного диамина и
Положительное влияние введения атома кислорода и азота в углеводородный фрагмент молекулы собирателя на показатели флотации не находит объяснения при термодинамическом анализе процесса формирования флотационного комплекса. Проанализируем состояние ряда минералов в воде: без гидрофоби-зирующего покрытия, с аполярным покрытием и с покрытием, имеющим возможность устанавливать энергетическую связь с молекулами воды.
Энергия взаимодействия воды с минералом описывается зависимостью
Ж (сов® + 1) + Пе, (1)
где оь_у - поверхностное натяжение воды, Н/м; Пе - поверхностное давление пленки воды на минерале, Н/м. Увеличение краевого угла 0 приведет к уменьшению с о 5 0, свободная энергия на границе сред «вода минерал» увеличится, а смачиваемость уменьшится. Энергия взаимодействия между твердым телом и водой определяется по формуле [8, 9]:
Жл = 2^1 °8_у°ь_у + 2^1 а+_уа1_у + 2уст^-_у°+_у , (2)
где ЬIV относится к Лифшицу - ван дер Ваалса компонентам поверхностного натяжения; (+) и (-) относятся к электронно-акцепторными электронно-донор-ным соответственно компонентам кислотно-основных взаимодействий [10, 11].
В работе [12] приводятся значения электронно-донорных и электронно-акцепторных компонент свободной поверхностной энергии ряда жидкостей и твердых тел. Для воды электронно-донорная а__ у (основание Льюиса) и электронно-акцепторная (кислота Льюиса) компоненты поверхностного натяжения равны 25.5 мДж/м2, аполярная компонента поверхностного натяжения
л _
равна 21,8 мДж/м . Для апатита электронно-донорная составляющая о__у = 20,5, электронно-акцепторная компонента у =0 и аполярная = 35,4 мДж/м2. Для кальцита соответствующие компоненты о__у = 54.4, а^ у = 1,3 и а™у = 40.2 мДж/м2.
Работа адгезии воды к апатиту в сумме аполярного и кислотно-основного
л
взаимодействия равна 101,287, а к кальциту 132,69 мДж/м . Когда работа адгезии равна работе когезии или превышает ее УУА — \¥к > 0 , то возможно растекание жидкости по поверхности твердого тела. Если работа адгезии меньше работы когезии \¥а — \¥к < 0 , то растекание ограничено или отсутствует. Поэтому чем меньше коэффициент растекания, тем хуже смачивание поверхности твердого тела. Коэффициент растекания по Гаркинсу определится из выражения или
8а = + а++_уаь_у + сту_уа+ -у -/Ц/а+ь_уаь-V _ 2аь_у. (3)
Величина коэффициента растекания воды по поверхности апатита в результате аполярных и кислотно-основных взаимодействий составит (-)99,873, а по поверхности кальцита - (-)88.357 мДж/м2. Таким образом, оба минерала ограниченно смачиваются, но кальцит смачивается водой несколько лучше в сравнении с апатитом. Покрытие минеральной поверхности апатита додека-ном ( Сг 2Н2 б) с аполярной компонентой поверхностного натяжения 25,35 мН/м и нулевыми значениями электронно-донорной и электронно-акцепторной компонентами поверхностного натяжения приведет к снижению энергии взаимо-
л
действия воды с минералом до 47,016 мДж/м .Коэффициент растекания воды
л
по гидрофобизированному додеканом апатиту составит -145.6 мДж/м . Это величина равна энергии когезии молекул воды и таким образом растекание воды по минералу отсутствует.
В другом случае при = 0 величина адгезии равна когезии и свободная поверхностная энергия на границе «минерал-жидкость» отсутствует а ь _ 5 = 0. Этот случай возможен, когда минерал покрывается соединением, формирующим энергетическую связь с молекулами воды. Коэффициент растекания будет равен или больше 0. Использование собирателей, содержащих атомы кислорода, азота, фтора имеющих небольшой радиус и значительную электроотрицательность, приведет к образованию водородной связи с положительно заряженными атомами водорода молекул воды. То есть, углеводородный фрагмент реагента-собирателя установит энергетическую связь с молекулами воды. Эта связь в основном обусловлена кислотно-основными взаимодействиями граничащих сред -свободная энергия на границе раздела «газ-жидкость» понизится и 0 — 0 .
Сорбционный слой флотируемого минерала представлен химической и физической формами сорбции. Наружная часть сорбционного слоя обычно представлена молекулами и ионно-молекулярными ассоциатами. Рассмотрим наружное покрытие минеральной поверхности молекулами собирателя, функциональные группы которого в состоянии установить энергетическую связь с мо-
лекулами воды, например,с гексадецилтриметил аммоний бромидом. Будем предполагать, что гексадецилтриметил аммоний закрепился физически в результате действия сил ван-дер Ваальса на предварительно гидрофобизирован-ной минеральной поверхности. Аполярная компонента поверхностного натяже-
л _
ния равна 40,0 мДж/м , электронно-донорная составляющая о__v и электронно-акцепторная v компонента равны соответственно: 8,7 и 0,5 мДж/м2. Из формулы (2) следует, что W A = 95,99 мДж/м . Эта величина значительно превышает энергию взаимодействия воды с минералом, в сорбционном слое которого находится додекан, равную 47,016 мДж/м2. Таким образом, если физическая форма сорбции представлена молекулами с неравными нулю полярными компонентами поверхностного натяжения, то гидрофобность минерального покрытия снижается, а флотируемость повышается.
Объяснение высокой собирательной способности рицинолевой кислоты (12-гидрокси-9-цис-октадеценовая кислота), лаурилсаркозината натрия, эфирных аминов может быть дано в рамках механизма работы физической формы сорбции [13, 14].
В момент столкновения минеральной частицы с пузырьком происходит локальный прорыв прослойки жидкости, разделяющей объекты взаимодействия. Образуется мениск с наступающим краевым углом. В этот же момент устанавливается контакт границы раздела «газ - жидкость» с поверхностью минерала. Поверхностно-активные ассоциаты карбоновых кислот, аминов или ксантогенатов, структурными единицами которых могут служить соответственно: (R СО О ) 2Н _, R NHJ • R NH2 и (R О CSS) 2R О CSS_, М е (R О CSS) _, сорбированные минералом, переходят на поверхность мениска и, вследствие высокой скорости растекания, увлекают в свое движение воду, находящуюся в прослойке между объектами взаимодействия. Скорость растекания пленки реагента и отсутствие ее гидрофобного проскальзывания по поверхности воды - факторы, определяющие время удаления воды из прослойки.
Предельные физически сорбируемые аполярные соединения с симметричным строением молекул и дипольным моментом, равным нулю, не являются собирателями, так как не в состоянии установить энергетическое взаимодействие с молекулами воды. Согласно правилу Гаркинса [15], в этом случае реагент не растекается и не увлекает воду в свое движение. Напротив, непредельные реагенты с асимметричным строением молекул, с дипольным моментом большим нуля и активные на границе «газ - жидкость» ассоциаты в состоянии оказать эффект удаления воды из прослойки. В этом случае наблюдается «прилипание» водной подложки к пленке. «Прилипание» водной прослойки к растекающейся пленке десорбированных с минеральной поверхности физически закрепившихся форм собирателя осуществляется за счет водородных связей. За счет уменьшения объема жидкости в прослойке ее толщина уменьшается. Мениск с наступающим контактным углом трансформируется в мениск с отступающим динамическим контактным углом. При достижении указанного угла линия смачивания перемещается по минеральной поверхности, а «сухое» пятно,
образовавшееся на минеральной грани в момент локального прорыва, расширяется до ребер частицы извлекаемого минерала. Таким образом, дифильные молекулы собирателя обеспечивают определенную энергетическую связь растекающейся пленки с водой и возможность удаления ее из прослойки.
Растекание пленки производных форм собирателя по поверхности воды происходит в том случае, если работа адгезии превышает работу коге-
зии растекающейся жидкости, т. е. жидкость растекается, если ее межмолекулярные связи разрушаются в результате адгезии. Таким образом, если
, то происходит растекание пленки, и если , то
растекание не происходит.
Количественно коэффициент растекания можно выразить в виде
5 = аж _ а0ц _ . (4)
Здесь оц - поверхностное натяжение воды; о0а - поверхностное натяжение производных форм собирателя, закрепившихся на минеральной поверхности; жидкости взаимно насыщены. оц_0 ^ г поверхностное натяжение на границе раздела «вода-производные формы собирателя».
Величину оц_011 найдем согласно правилу Антонова: если жидкости ограниченно растворимы друг в друге, то поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей равно разности между поверхностными натяжениями взаимно насыщенных жидкостей на границе их с воздухом или с их собственным паром:
ож_оц =ож _Ооц = 47,45. (5)
Учитывая, что додекан плохо растворим в воде, а его поверхностное натяжение о0^ г = 2 5,3 5 мДж/м из (4) определим Б = 0 . Равенство нулю коэффициента допускает возможность растекания додекана по поверхности воды.
Величина энергии связи додекана с водой в результате аполярного и электронно-акцепторного и электронно-донорного взаимодействия составит:
ж4_оп = о#_уъ'т-у + 24а°-Уи-V + 2\/°ж-уи-у = 47,016 мДж/м2 (6)
где Од у = 25,35 - аполярная компонента поверхностного натяжения додека-на, мДж/м2;
__л
о_11 _у = 0 - его электронно-донорная компонента, мДж/м ;
| л
ОтI_У = 0 - электронно-акцепторная компонента додекана, мДж/м .
Аполярная составляющая когезии додекана равна
2 жСп = 50,7 мДж/м2.
Из приведенной оценки коэффициента растекания следует . Таким
образом, растекание додекана по поверхности воды невозможно, правило Антонова в данном случае не соблюдается.
Растекание углеводородной пленки по поверхности воды можно обеспечить, добавляя в нее вещества, уменьшающие ее поверхностное натяжение и увеличивающие работу адгезии со смачиваемой поверхностью. Для того чтобы произошло растекание жидкости не обязательно наличие полярных групп. Однако, полярные группы повышают величину И^ _ 0 ь 1 по отношению к воде значительно больше, чем величину И^ь так что разность И^_ 0 ь 1 — И^ 1 увеличивается. Отсутствие растекания, как правило, вызывается высоким значением И/дЬ 1 для данной жидкости.Например, хорошо известно, что длинноцепочечные, насыщенные (С14 и выше) карбоновые кислоты, у которых велики силы коге-зии углеводородных цепей, практически не растекаются по поверхности воды. По этой причине ненасыщенные кислоты с более длинной углеводородной цепью могут растекаться по поверхности воды и выполнять собирательную функцию - удалять жидкость из прослойки.
Основной вклад в уменьшение величины коэффициента растекания вносит снижение поверхностного натяжения жидкости-субстрата за счет образования на ее поверхности мономолекулярного слоя поверхностно-активных веществ. Во флотации применение длинноцепочечных собирателей и их высокий расход приводят к снижению поверхностного натяжения пузырьков. В ряде работ установлено, что применение свежих пузырьков, не содержащих на своей поверхности поверхностно-активных собирателей, наиболее благоприятно для формирования флотационного контакта. Авторы работы [16] приходят к выводу, что флотационная активность минерала возрастает в условиях адсорбции на извлекаемом минерале активных по отношению к границе раздела «газ - жидкость» ионно-молекулярных ассоциатов и использовании «свежих» пузырьков, т. е. пузырьков с высоким поверхностным натяжением.В этом случае поверхностное натяжение жидкости-субстрата способствует повышению коэффициента растекания пленки, содержащей производные формы собирателя. В работе [17] показано, что понижение поверхностного натяжения пузырька привело к увеличению времени его прилипания к подложкам, изготовленным из стекла, гематита и тефлона. Вне зависимости от природы материала подложки эффект увеличения времени прилипания пузырька к ним проявляется очевиднее с понижением поверхностного натяжения раствора собирателя. Необходимо отметить, что измерения времени прилипания проводились в растворе додецилами-на с раствора 9,7. При указанном значении на поверхности гидрофоби-зированой или гидрофобной подложки находится физическая форма сорбции реагента, представленная ассоциатами катионов и молекул реагента.
Градиент поверхностного давления пленки десорбированных с минеральной поверхности форм собирателя можно записать в следующем виде
р = д о!' Здесь х - ось на поверхности раздела двух жидкостей, направленная
в сторону растекания жидкости с меньшим поверхностным натяжением по жидкости с большим поверхностным натяжением. Градиент поверхностного
_ до дс до
давления можно разложить на два сомножителя: Р = ——. Здесь — характери-
С/ С С/Л С/ с
зует поверхностную активность производных форм реагента-собирателя, а ^ -
градиент концентрации в направлении движения пленки указанных форм. Учитывая, что скорость растекания пропорциональна градиенту поверхностного натяжения получим
V = к—ЛС. (7)
дС
Из полученного соотношения следует, что скорость растекания тем выше,
да
чем больше поверхностная активность — производных продуктов реагента-
собирателя и больше его сорбция на извлекаемом минерале. Увеличение поверхностной концентрации длинноцепочечного собирателя на границе раздела «газ - жидкость» уменьшит градиент концентрации А С и скорость растекания пленки. Как результат, показатели флотации снизятся, что находится в соответствии с данными [16]. Точно также использование короткоцепочечных собирателей приведет к сокращению их сорбции на минерале и сохранению высокой концентрации в растворе. В результате градиент концентрации А С уменьшится, а скорость растекания таких реагентов или их производных продуктов снизится.
В [18] предложен метод изменения значений электронно-донорных и электронно-акцепторных компонент свободной поверхностной энергии твердых тел электромагнитной импульсной обработкой. Метод может быть применен для повышения извлечения и селективности извлечения минералов во флотации. Сравнительно непродолжительная электромагнитная обработка кальцита, флюорита, шеелита привела к увеличению концентрации электродонорных льюисовских центров и протонодонорных центров бренстедовского типа.
Выводы
Установлено, что высокая флотационная активность: рицинолевой кислоты, саркозинатов, эфирных аминов и других собирателей, содержащих в углеводородной цепи гидрофильные атомы, не может быть разъяснена в рамках термодинамического анализа формирования флотационного комплекса. Энергетическое взаимодействие воды с углеводородным фрагментом собирателя, содержащим атомы кислорода и азота, приведет к гидрофилизации минеральной поверхности и уменьшению вероятности образования флотационного комплекса.
Механизм работы физической формы сорбции позволяет раскрыть причины положительного эффекта от введения атомов кислорода, азота, фторав углеводородный радикал собирателя. Показано, что введение в углеводородный
фрагмент указанных атомов или групп атомов приведет к формированию энергетической связи собирателя с молекулами воды в прослойке и захватом их растекающейся пленкой производных форм реагента-собирателя. Длительность истечения жидкости из прослойки и время формирования флотационного агрегата будут сокращены.
Углеводородный радикал, например, собирателя Flotigam EDA, обеспечивает необходимую степень гидрофобизации минеральной поверхности, необходимую для прорыва прослойки между минеральной частицей и пузырьком воздуха и закрепления периметра контакта трех агрегатных состояний на минеральной поверхности.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 18-05-00361.
The work has been funded by RFBR grant № 18-05-00361.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Kivalo P., Lehmusvaare E. An investigation into the collecting properties of some basic components of tall oil / Progress in Mineral Dressing. Stockholm, Verl. Almquist and Wiksell. -1958. - P. 577-587.
2. Hukki R. T., Vartiainen O. An investigation of the collecting effects of fatty acids in tall oil on oxide minerals, particularly on ilmenite / Mining Engng. - 1953. - V. 5. - N. 7. - P. 818-820.
3. Mackenzie J. M. W. Soap flotation of calcite with particular reference to the upgrading of caversham sandstone. A thesis presented to the University of New Zealand for the degree of master of engineering. University of Otago.1959. - P. 55.
4. Yu F., Wang Y., Zhang L., Zhu G. Role of oleic acids ionic-molecular complex in the flotation of spodumene / Mineral Engineering. - 2015. - Vol. 71. - P. 7-12.
5. Kramer A., Gaulocher S., Martins M., Leal Filho L.S. Surface Tension Measurement for Optimization of Flotation Control / Procedia Engineering. - 2012. - Vol. 46. - P. 111-118.
6. Vieira A. M., Peres A. E. C. The effect of amine type, pH, and size range in the flotation of quartz / Minerals Engineering. - 2007. - Vol. 20. - P. 1008-1013.
7. Патент RU 2440854. Педейн К-У, Рау Т., Патцке М. Флотореагент для силикатсо-держащих минералов. Опубл. 27.01.2012.
8. Koopal L. K. Wetting of solid surfaces: fundamentals and charge effects / Advances in Colloid and Interface Science. - 2012. - Vol. 179-182. - P. 29-42.
9. Lecrivain G., Petrucci G., Rudolph M., Hampel U., Yamamoto R.Attachment of solid elongated particles on the surface of a stationary gas bubble / International Journal of Multiphase Flow. - 2015. - P. 83-93.
10. Van Oss C. J. Interfacial Forces in Aqueous Media. - New York: Marcel Dekker, Inc. -1994. - P. 440.
11. Giese F. G., van Oss C. J. Colloid and Surface Properties of Clays and Related Minerals. - 2002, New York: Marcel Dekker, Inc. - P. 296.
12. Nguyen A., Drelich J., Colic M., Nalaskowski J., Miller J. D.Bubbles: Interaction with Solid Surfaces / Encyclopedia of Surface and Colloid Science. - 2007. - P. 50. http://dx.doi.org/10.1081/E-ESCS-120022194. DOI: 10.1081/E-ESCS-120022194.Review Article.
13. Кондратьев С. А., Мошкин Н. П., Коновалов И. А. Оценка собирательной способности легко десорбируемых форм ксантогенатов / Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2015. - № 4. - С. 164-174.
14. Kondratyev S. A., Ryaboy V. I. Dithiophosphates collecting ability estimation and its relationship to selectivity of valuable component recovery / Obogashchenie rud-Ore Dressing Treatment. - 2015. - Vol. 3. - pp. 25-31.
15. Harkins, W. D. The Physical Chemistry of Surface Films. J. Chem. Phys. - 1941. Vol. 9, 552. - P. 95-105.
16. Finch J. A., Smith G. W. Dynamic surface tension of alkaline dodecylamine solutions / Journal of Colloid and Interface Science. - 1973. - Vol. 45. - No.1. - P. 81-91.
17. Finch, J.A., Smith G.W. Bubble-solid attachment as a function of bubble surface Tension /Canadian Metallurgical Quarterly. 1975. - V.14. - Issue 1. - P. 47-51.
18. Рязанцева М. В., Бунин И. Ж. Модифицирование кислотно-основных свойств поверхности кальцита, флюорита и шеелита в процессе электромагнитной импульсной обработки // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2015. - №. 5. -С.140-145.
REFERENCE
1. Kivalo P., Lehmusvaare E. An investigation into the collecting properties of some basic components of tall oil / Progress in Mineral Dressing. Stockholm, Verl. Almquist and Wiksell. -1958. - P. 577-587.
2. Hukki R.T., Vartiainen O. An investigation of the collecting effects of fatty acids in tall oil on oxide minerals, particularly on ilmenite / Mining Engng. -1953. - V. 5. - N. 7. - P. 818-820.
3. Mackenzie J .M.W. Soap flotation of calcite with particular reference to the upgrading of caversham sandstone. A thesis presented to the University of New Zealand for the degree ofmaster of engineering. University of Otago.1959. - P. 55.
4. Yu F., Wang Y., Zhang L., Zhu G. Role of oleic acids ionic-molecular complex in the flotation of spodumene / Mineral Engineering. - 2015. - Vol. 71. - P. 7-12.
5. Kramer A., Gaulocher S., Martins M., Leal Filho L.S. Surface Tension Measurement for Optimization of Flotation Control / Procedia Engineering. - 2012. - Vol. 46. P. 111-118.
6. Vieira A. M., Peres A.E.C.The effect of amine type, pH, and size range in the flotation of quartz / Minerals Engineering. - 2007. - Vol. 20. - P. 1008-1013.
7. Patent RU 2440854. Pedain Klaus-Ulrich (DE), Rau Tobias (DE), Patske Mi-chael(AT).Фотореагент для силикатсодержащих минералов. Опубл. 27.01.2012.
8. Koopal L. K. Wetting of solid surfaces: fundamentals and charge effects / Advances in Colloid and Interface Science. - 2012. - Vol. 179-182. - P. 29-42.
9. Lecrivain G., Petrucci G., Rudolph M., Hampel U., Yamamoto R. Attachment of solid elongated particles on the surface of a stationary gas bubble / International Journal of Multiphase Flow. - 2015. - P. 83-93.
10. Van Oss C.J. Interfacial Forces in Aqueous Media. - New York: Marcel Dekker, Inc. -1994. - P. 440.
11. Giese F.G., van Oss C.J. Colloid and Surface Properties of Clays and Related Minerals. -2002, New York: Marcel Dekker, Inc. - P. 296.
12. Nguyen A., Drelich J., Colic M., Nalaskowski J., Miller J. D.Bubbles: Interaction with Solid Surfaces / Encyclopedia of Surface and Colloid Science. - 2007. - P. 50. http://dx.doi.org/10.1081/E-ESCS-120022194. DOI: 10.1081/E-ESCS-120022194.Review Article.
13. Kondrat'ev S. A., Moshkin N.P., Konovalov I.A. Collecting ability of easily desorbed xanthate / Journal of Mining Science. - 2015. -Vol. 51. - No. 4. - P. 830-838.
14. Kondratyev S. A., Ryaboy V. I. Dithiophosphates collecting ability estimation and its relationship to selectivity of valuable component recovery / Obogashchenie rud-Ore Dressing Treatment. - 2015. - Vol. 3. - pp. 25-31.
15. Harkins, W. D. The Physical Chemistry of Surface Films. J. Chem. Phys. - 1941. Vol. 9, 552. - P. 95-105.
16. Finch J. A., Smith G. W. Dynamic surface tension of alkaline dodecylamine solutions / Journal of Colloid and Interface Science. - 1973. - Vol. 45. - No. 1. - P. 81-91.
17. Finch, J.A., Smith G.W. Bubble-solid attachment as a function of bubble surface Tension /Canadian Metallurgical Quarterly. 1975. - V.14. - Issue 1. - P. 47-51.
18. Ryazantseva M. V., Bunin I. Zn. Modifying acid-base surface properties of calcite, fluorite and scheelite under electromagnetic pulse treatment // Journal of Mining Science. - 2015. -Vol. 51. - No. 5. - P. 1016-1020.
© С. А. Кондратьев, 2018
