Поверхностные взаимодействия частиц талька с пузырьками воздуха в присутствии депрессора карбоксиметилцеллюлозы

Рассмотрены условия взаимодействия пузырьков воздуха с частицами талька, обработанными карбоксиметилцеллюлозой, применительно к флотации. На основании теоретического анализа с применением расширенной теории ДЛФО (Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека) установлено, что при отсутствии названного реагента частицы талька, обладающие высокой гидрофобностью, беспрепятственно закрепляются на пузырьках воздуха в области ближнего потенциального минимума, то есть на расстоянии менее 0,5—0,7 нм, благодаря тому, что результирующая сила, действующая на частицу, способствует ее сближению с пузырьком. При увеличении расхода карбоксиметилцеллюлозы уменьшается краевой угол смачивания и возрастает абсолютное значение электрокинетического потенциала талька. В результате появляется потенциальный барьер, препятствующий взаимодействию частиц талька с пузырьками воздуха. В области дальнего потенциального минимума с абсциссой порядка 5—8 нм образование флотационного комплекса затруднено, так как результирующая сила, действующая на частицу, препятствует сближению с пузырьком. Установлен характер зависимости пороговой концентрации карбоксиметилцеллюлозы, вызывающей образование потенциального барьера, от рН среды в диапазоне от 7 до 11 при ионной силе дисперсионной среды в пределах от 0,01 до 0,05 моль/л. Показано, что высота потенциального барьера возрастает с увеличением концентрации карбоксиметилцеллюлозы, увеличением рН и уменьшением ионной силы дисперсионной среды. Полученные зависимости позволяют определить концентрацию карбоксиметилцеллюлозы, позволяющую эффективно депрессировать тальк при известных значениях рН и ионной силы среды в условиях флотации.

Ключевые слова: тальк, депрессия, карбоксиметилцеллюлоза, расширенная теория ДЛФО, потенциальная энергия взаимодействия частицы с пузырьком, потенциальный барьер.
Как процитировать:

Лавриненко А. А., Гольберг Г. Ю., Шрадер Э. А., Саркисова Л. М., Кузнецова И. Н. Поверхностные взаимодействия частиц талька с пузырьками воздуха в присутствии депрессора карбоксиметилцеллюлозы // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 11. – С. 68–79. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_68.

Благодарности:
Номер: 11
Год: 2021
Номера страниц: 68-79
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.765
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_68
Дата поступления: 15.09.2021
Дата получения рецензии: 27.09.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.10.2021
Информация об авторах:

Лавриненко Анатолий Афанасьевич1 — д-р техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: lavrin_a@mail.ru,
Гольберг Григорий Юрьевич1 — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: gr_yu_g@mail.ru,
Шрадер Элеонора Александровна1 — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: Leonorashrader@mail.ru,
Саркисова Лидия Михайловна1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: lidasar@mail.ru,
Кузнецова Ирина Николаевна1 — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: iren-kuznetsova@mail.ru,
1 ИПКОН РАН.

 

Контактное лицо:

Гольберг Г.Ю., e-mail: gr_yu_g@mail.ru.

Список литературы:

1. Блатов И. А. Обогащение медно-никелевых руд. — М.: Издательский дом «Руда и металлы», 1998. — 224 с.

2. Аксененко Е. В., Тарасевич Ю. И. Гидрофобность базальной поверхности талька // Коллоидный журнал. — 2014. — Т. 76. — № 4. — С. 526—532.

3. Нуштаева А. В. Определение угла избирательного смачивания полидисперсных изоморфных твердых частиц // Успехи современного естествознания. — 2019. — № 1. — С. 13—17.

4. Wallqvist V. Interactions between non-polar surfaces in water: Focus on talc, pitch and surface roughness effects: Doctoral Thesis. Stockholm, Sweden: the Royal Institute of Technology, 2009. 152 p.

5. Guo-hua Gu, Zhixiang Chen, Kaile Zhao, Siyu Song, Shuangke Li, Chong-qing Wang The effect of a novel depressant on the separation of talc and copper-nickel sulfide ore // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2019, vol. 55, no. 1, pp. 116—127.

6. Матвеева Т. Н., Громова Н. К., Ланцова Л. Б. Исследование адсорбции таннинсодержащих органических реагентов на стибните, арсенопирите и халькопирите при флотации комплексных золотосодержащих руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 3. — С. 134—142.

7. Красавцева Е. А., Горячев А. А. Обзор способов депрессии талька при флотации медно-никелевых руд // Труды Кольского научного центра РАН. — 2019. — Т. 10. — № 6(1). — С. 149—154.

8. Wei Deng, Longhua Xu, Jia Tian, Yuehua Hu,Yuexin Han Flotation and adsorption of a new polysaccharide depressant on pyrite and talc in the presence of a pre-adsorbed xanthate collector // Minerals. 2017, vol. 7, no. 3.

9. Qian G., Bo F., Danping Z., Jujie G. Flotation separation of chalcopyrite from talc using carboxymethyl chitosan as depressant // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2017, vol. 53, no. 2, pp. 1255—1263.

10. Manono M., Corin K., Wiese J. The effect of the ionic strength of process water on the interaction of talc and CMC: implications of recirculated water on floatable gangue depression // Minerals. 2019, vol. 9, no. 4.

11. Runpeng Liao, Jiu-shuai Deng, Hao Lai, Jiaozhong Cai, Zhang X., Wen S., Hua Yang, Jianying Deng, Fang J., Xuesong Sun An overview of technologies and selective depressing agents for separating chalcopyrite and talc // International Journal of Metallurgical & Materials Engineering. 2018, vol. 4.

12. Кольцов В. Б., Кондратьева О. В. Теоретические основы защиты окружающей среды. — М.: Прометей, 2018. — 734 с.

13. Morris G., Ralston J. Polymer depressants at the talc-water interface: Adsorption isotherm, microflotation and electrokinetic studies // International Journal of Mineral Processing. 2002, vol. 67, no. 1, pp. 211—227.

14. Morris G. E. The adsorption characteristics of polymeric depressants at the talc-water interface: PhD thesis. Adelaida: University of South Australia, 1996. 214 p.

15. Кузнецова И. Н., Лавриненко А. А., Шрадер Э. А., Саркисова Л. М. Снижение извлечения флотоактивных силикатов в коллективный концентрат при флотации малосульфидной платинометалльной руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 5. — С. 200—208. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-05-0-200-208.

16. Yoon R.-H., Mao L. Application of extended DLVO theory. IV: Derivation of flotation rate equation from first principles // Journal of Colloid and Interface Science. 1996, vol. 181, no. 2, pp. 613—626.

17. Yoon R.-H., Flinn D. H., Rabinovich Y. I. Hydrophobic interactions between dissimilar surfaces // Journal of Colloid and Interface Science. 1997, vol. 185, no. 2, pp. 363—370.

18. Yoon R.-H. The role of surface forces in flotation kinetics / Proceedings of the XXI International Mineral Processing Congress. Roma, 2000, pp. B8a-1-B8a-7.

19. Drzymala J., Vigdergauz V. E. Work and force of bubble-particle detachment as a measure of contact angle in flotation systems // Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. 2000, vol. 87, no. 28, pp. 3—11.

20. Alvarez-Silva M., Mirnezami M., Uribe-Salas A., Finch J. A. Point of zero charge, isoelectric point and aggregation of phyllosilicate minerals // Canadian Metallurgical Quarterly. 2010, vol. 49, no. 4, pp. 405—410.

21. Bahri Ersoy Influence of pH and chloride-based metal salts on coagulation/dispersion behavior of talc suspension // Separation Science and Technology. 2011, vol. 46, no. 9, pp. 1519—1527.

22. Guo Wei, Feng Bo, Peng Jinxiu, Zhang Wenpu, Zhu Xianwen Depressant behavior of tragacanth gum and its role in the flotation separation of chalcopyrite from talc // Journal of Materials Research and Technology. 2019, vol. 8, no. 1, pp. 697—702.

23. Скрылёв Л. Д., Скрылёва Т. Л., Небеснова Т. В. Гетерокоагуляционная модель процесса флотационной очистки сточных вод, загрязненных тонкоэмульгированными органическими веществами // Химия и химическая технология. — 2004. — Т. 47. — № 10. — С. 57—61.

24. Clarke A. N., Wilson D. J., Clarke J. H. Electrical aspects of adsorbing colloid flotation. VIII: Specific adsorption of ions by flocs // Separation Science and Technology. 1978, vol. 13, no. 7, pp. 573—586.

25. Clark M. M. Transport modeling for environmental engineers and scientists. 2nd edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & sons, Inc., 2009. 663 p.

26. Drzymala J. Mineral processing. Foundations of theory and practice of minerallurgy. 1st edition. Wroclaw: Wroclaw University of Technology, 2007. 510 p.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.