ердою поверхнею. Величина енергії взаємодії визначається
характером цих зв'язків. Якщо при розколюванні мінералу на його поверхні з'являються сильні зв'язки (іонні, металеві або некомпенсовані ковалентні), то мінерал добре змочується водою, тобто його поверхня гідрофільна. При утворенні на поверхні мінералу слабких молекулярних або сильних, але взаімокомпенсірованних ковалентних зв'язків, мінерал погано змочується водою, тобто його поверхню гидрофобна.
Однак при подрібненні мінералів не завжди виходить гідрофобна поверхню. У цьому випадку для здійснення флотації пульпу обробляють різними поверностние-активними речовинами - флотацій реагентами. Закріплення реагентів на мінеральних поверхнях, а також на поверхнях повітряних бульбашок відбувається в результаті адсорбції, вид якої залежить від природи сил, характерних для даної поверхні.
Розрізняють два види адсорбції - хемосорбцію і фізичну адсорбцію. Хемосорбція іонів або молекул має місце тоді, коли відбувається утворення поверхневих хімічних сполук, тобто коли відбувається перебудова електронних оболонок зв'язуються атомів. Для фізичної адсорбції характерно прояв сил міжмолекулярної тяжіння. Це тяжіння зазвичай викликається:
орієнтаційний взаємодією постійних диполів, якщо вони є в цих молекулах;
індукційним взаємодією, викликаним тяжінням між постійними диполями і молекулами з індукованими диполями, тобто виниклими під впливом постійних диполів;
дисперсійним взаємодією, обумовленим тяжінням між миттєвими диполями, що утворюються в результаті миттєвої асиметрії розташування електронів ядра при їх обертанні.
Ефективність обробки мінеральної поверхні флотацій реагентами визначається швидкістю і міцністю прикріплення частинок до повітряного пухирцю. Міцність закріплення виражається величиною крайового кута змочування (див. рис1).
Лінія дотику бульбашки з мінеральною поверхнею називається трифазним периметром змочування, так як в точках цієї лінії стикаються три фази: тверда (мінеральна частинка), рідка (вода) і газоподібна (повітряний бульбашка). Сили, що діють на трифазний периметр змочування, називаються «флотацій силами».
Закріплення бульбашки на мінеральній поверхні відбувається таким чином. Спочатку при зближенні частинки з бульбашкою прошарок води між ними зменшується без зміни вільної енергії системи під дією інерційних сил руху частинки і бульбашки. При зменшенні товщини водної прошарку приблизно до 10 - 5 см виникають сили відштовхування, зумовлені наявністю молекулярного зчеплення диполів води з поверхнями зближує фаз. Сила, протидіюча подальшому зближенню, називается розклинюючим тиском. У міру зменшення товщини прошарку до 10 - 8 см надлишок вільної енергії зближуються поверхонь швидко зменшується, і величина расклинивающего тиску спочатку знижується до нуля, а потім стає негативною величиною, тобто сили зчеплення частинки з бульбашкою починають переважати над силами відштовхування. При цьому водна прошарок між ними мимовільно утоньшается і розривається. Залишкова прошарок (гідратний шар) має молекулярні розміри і є термодинамічно стійкої, відповідаючи мінімуму вільної енергії системи.
У процесі флотації під дією різних сил відбувається ...
