Реагенты-регуляторы среды

Регуляторы среды применяются для изменения щелочности среды, в которой происходит флотация материалов.

Кислотные и щелочные свойства среды характеризуются величиной рН или концентрацией ионов водорода или ионов гидроксила.

Для получения оптимальных технологических показателей необходимо строго поддерживать заданное значение концентрации ионов водорода. Флотация любого материала происходит только при определенном значении рН.

Сущность влияния водородных ионов на процесс флотации состоит в следующем. В суспензии обычно содержатся ионы тяжелых металлов, влияющие на процесс флотации. Эти ионы могут быть выведены из суспензии в виде гидратов окисей, так как образуют с ионами ОН - труднорастворимые осадки, например

Fе³⁺ + 3ОН^- Fе(ОН)₃

Ионы водорода влияют на устойчивость гидратных слоев и, следовательно, могут изменять степень гидратации поверхности материала, т.е. его флотируемость. Изменяя значение рН, можно регулировать процесс диссоциации реагентов, т.е. изменять их свойства и растворимость. Это относится не только к большинству собирателей (ксантогенаты, дитиофосфаты, олеиновая кислота, амины), но и к регуляторам. Так, депрессирующее действие цианида зависит от концентрации [Н⁺], так как концентрация ионов СN^- в растворе определяется рН. Чем выше значение рН, тем больше ионов СN^-. Следовательно, критическая концентрация цианида, при которой происходит депрессия, например, медных материалов, будет понижаться при повышении значения рН. От значения величины рН зависит и состояние сернистого натрия в суспензии, который диссоциирует, и в зависимости от рН в растворе будет преобладать одна из трех форм: Н₂S, НS^- или S^2-.

При флотации сульфидных материалов с сульфгидрильными собирателями учитывается критическое значение рН, выше которого при определенной концентрации собирателя материал флотироваться уже не будет. Например, критическое значение рН для пирротина в присутствии этилового ксантогената (25 мл/л) составляет 6, для пирита - 10, 5, а для активированного сфалерита 13, 3.

Таким образом, регулируя величину рН, можно поддерживать необходимую концентрацию различных форм собирателей и регуляторов, тем самым регулируя селективность процесса флотации. При изменении величины рН изменяются свойства и растворимость не только флотационных реагентов, но и самих материалов.

В качестве регуляторов щелочности суспензии применяются щелочи и кислоты (известь СаО, Са(ОН)₂ и серная кислота), а также соединения, изменяющие концентрацию водородных ионов вследствие гидролиза (кальцинированная сода и сернистый натрии).

Известь СаО - наиболее дешевый и распространенный реагент. Ее применяют для создания щелочной среды и при флотации сульфидов для депрессии пирита. Во флотации обычно применяют негашеную известь СаО, которую обрабатывают водой:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

и применяют в виде суспензии, называемой известковым молоком. Насыщенный раствор Са(ОН)₂ имеет высокую щелочность и создает рН = 12 и выше.

Серная кислота Н₂SО₄ применяется при флотации рутила, ильменита, пирохлора, циркона и других материалов.

Кальцинированная сода СаСО₃ хорошо растворяется в воде. В результате гидролиза ее растворы приобретают щелочной характер, но рН не превышает 11. Поэтому соду применяют для создания рН суспензии от 7 до 10.

Многие депрессоры и активаторы одновременно являются и регуляторами среды.

К ним в первую очередь относятся сернистый натрий, цианистый натрий, жидкое стекло, кремнефтористый натрий, железный купорос и др.

Изменение щелочности суспензии может происходить и за счет состава флотируемой смеси. Окисленные смеси обычно создают кислую среду, а при наличии в смеси карбонатов щелочноземельных металлов, например СаСО₃, суспензия будет иметь щелочную реакцию.