ОБЗОР ГИПОТЕЗ ЭЛЕМЕНТАРНОГО АКТА ФЛОТАЦИИ

Для объяснения причин избирательного закрепления различных минералов на межфазовой поверхности высказано несколько гипотез:

1. Избирательная адсорбция кислорода воздуха. В первый период развития флотационного процесса флотировались только сульфидные минералы. Закрепление сульфидов на пузырьках воздуха объясняли сродством серы с кислородом. Предполагали, что растворенный в воде кислород воздуха адсорбируется на поверхности сульфидов, образуя газовую пленку. При столкновении частицы с пузырьком происходит коалесценция газовой пленки и пузырька, и частица оказывается закрепленной на поверхности.

Позднее эта гипотезе была опровергнута, т.к. оказалось, что сульфиды могут флотироваться инертными газами, и что минералы, не содержащие серы, также могут флотироваться на пузырьках воздуха.

Тем не менее кислород воздуха играет важную роль при флотации сульфидов, но основная его роль состоит в окислении поверхностного слоя сульфидов и окислении содержащихся в пульпе ионов до сульфатных.

2. Электростатическая. По этой гипотезе закрепление объяснялось тем, что пузырек и флотирующаяся частица имели электрические заряды разного знака. При экспериментальной проверке оказалось, что частицы графита и пустой породы имели заряды одного знака, однако флотировался только графит. Данная гипотеза не подтвердилась.

3. Гипотеза смачивания или гипотеза краевого угла. Способность минералов закрепляться на поверхности раздела «вода-воздух» зависит от смачиваемости их водой. Чем сильнее минералы смачиваются, тем хуже они флотируются, и наоборот. Смачиваемость характеризуется величиной краевого угла.

Гипотеза смачивания включает две трактовки элементарного акта флотации:

1) Исходит из представления о силах поверхностного натяжения и рассматривает силы, действующие на частицу. Это силовая трактовка.

2) Трактовка исходит только из представления о существовании поверхностной энергии на границе фаз. Она исходит из второго закона термодинамики, по которой возможность закрепления частицы оценивается по величине свободной энергии системы до и после закрепления. Это термодинамическая трактовка.

4. Адсорбционная гипотеза Белоглазова. Гетерополярные молекулы собирателя закрепляются на поверхности флотируемых частиц, причем углеводородные концы молекул обращены в водную фазу. Такое ориентированное закрепление происходит вследствие возникновения сильных связей между полярной частью молекулы собирателя и полярным минералом. Закрепление покрытых собирателем частиц на поверхности раздела « газ-жидкость» объясняется уменьшением свободной поверхностной энергии, т.к. при акте закрепления поверхность раздела «газ-жидкость», обладающая большой удельной поверхностной энергией, как бы заменяется поверхностью раздела «газ-углеводород» с низкой поверхностной энергией. Закрепление частицы на межфазовой поверхности в энергетическом отношении эквивалентно адсорбции того числа молекул гетерополярного вещества, которое находится на грани минерала, контактирующее с газообразной фазой. Поэтому в гипотезе Белоглазова элементарный акт флотации рассматривается как адсорбция гетерополярных молекул.