Yig‘uvchi reagentlar
Bu toifadagi reagentlarning asosiy vazifasi kerakli mineral zarrachalar
yuzasiga shimilib, ularni suvyuqmas (gidrofob) lik darajasini oshirib berishdan
iborat.
Yig‘uvchi reagentlar – fizik va kimyoviy xossalari bir- biridan farq qiluvchi
ikkita (qutblangan va qutblanmagan) qismlardan iborat bo‘lgan organiq
birikmalardir, masalan, oleat natriy (S
17
H
33
S
ОО
N
а
) ning molekulasi uglevodorod
radikalidan (S
17
H
33
) (qutblanmagan qismi) va C
ОО
N
а
(qutblangan qismidan)
iborat (19-rasm).
Molekulaning qutblanmagan qismi (uglevodorod radikali) suv bilan kuchsiz
ta’sirlanadi, minerallar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Qutblangan qismi esa suv
bilan kuchli ta’sirlanadi, minerallar yuzasi bilan reaksiyaga kirishib, molekulani
mineral bilan bog‘laydi; qutblanmagan qismi mineralga suvyuqmaslikni hossasini
taqdim etadi.
Shunday qilib, qutblangan va qutblanmagan qismlar o‘zaro bir-biriga
qarama-qarshi fizik-kimyoviy xossalarga ega. Molekulalari ikki xil tabiatga ega
bo‘lgan moddlar getropolyar (ko‘p polyarli) moddalar deb ataladi. Masalan, oleat
natriy suv bilan aralashtirilganda disssosiyalanadi
//
\
O
O
C
R
va
Nа
+
ionlarga
ajraladi. Natijada, natriy ioni eritmaga o‘tadi,
//
\
O
O
C
R
ioni esa mineral yuza
bilan kimyoviy bog‘lanadi. R – uglevodorod radikali mineral yuza bilan bog‘lanish
xossasiga ega emas, u faqat
//
\
O
O
C
tomoni bilan reaksiyaga kirishadi.
//
\
O
O
C
o‘z navbatida solidofil guruhi deb atalib, mineral yuza bilan
(suvyuqmaslik ato etuvchi) uglevodorod radikalini bir-biriga bog‘lovchi vositachi
(zveno) hisoblanadi. Tanlovchanlik, kimyoviy faollik, reagentning mineralga
kimyoviy bog‘lanishining mustahkamligi, solidofil guruhning tabiatiga va
xossalariga bog‘liq.
Yig‘uvchi reagentlar ikkita katta guruhga bo‘linadi: ionogenlar (ionlarga
dissosialanuvchi) va noionogenlar (ionlarga parchalanmaydigan). Ionogen
yig‘uvchilar minerallar bilan kimyoviy adsorbsiya yo‘li bilan bog‘lansalar, ionogen
yig‘uvchilar fizikaviy adsorbsiya va adgeziya yo‘li bilan, ya’ni molekulalararo
tortishish (Van-der-Vaals) kuchi hisobiga bog‘lanadi. O‘z navbatida, ionogen
yig‘uvchilar anionlilar va kationlilarga bo‘linadilar (19-rasm). Sanoatda keng
tarqalgan yig‘uvchi reagentlarga anionlilarni ko‘rsatish mumkin. Anionli yig‘uvchi
reagentlar o‘z navbatida, solidofil guruhining tarkibiga qarab sulfgidridlilar (ikki
valentli oltingugurt asosida) va oksigidrillilarga (organiq va sulfokislotalar anioni
asosida) bo‘linadilar. Yig‘uvchining anionini mineralning kationi bilan bog‘lanishi
yig‘uvchining anionidan mineral kationiga elektronlarni o‘tishi hisobiga bo‘ladi,
aksincha, kationli yig‘uvchilar mineral anionlari bilan biriksa, elektronlar
mineraldan yig‘uvchining kationiga o‘tadi.
Ionogen yig‘uvchi reagentlarni minerallar bilan ta’sirlanish mexanizmi har
bir reagentning solidofil guruhi xossasiga bog‘liq, ammo ularning umumiy
tomonlari ham mavjud.
Yig‘uvchi reagentning – asosiy vazifasi mineral zarracha yuzasini
suvyuqmas qilish, ya’ni, mineral zarracha yuzasidan suv pardasini siqib chiqarib,
yuzaga reagent molekulalari o‘rnashishi (so‘rilish, fizikaviy yoki kimyoviy
bog‘lanish) va ma’lum qalinlikdagi adsorbsion qatlami hosil bo‘lishi kerak.
Tajribalar shuni ko‘rsatdiki, mineral yuzasida molekulyar, qo‘sh qavat va undan
ko‘proq qalinlikka ega bo‘lgan qoplama hosil bo‘ladi.
Shuni aytish kerakki, suv pardasini siqib chiqarish uchun mineralning
gidratlanish energiyasi mineral bilan yig‘uvchi reagent orasidagi bog‘ hosil qilish
energiyasidan kichik bo‘lishi kerak.
Flotatsiya jarayoning nazariyasini yaratishdagi boshlang‘ich davrlarda
«mineralning (masalan, PbS) eruvchanlik ko‘paytmasi, reagent bilan mineral
kationi hosil qilgan birikmaning (R-Pb) eruvchanlik ko‘paytmasidan katta bo‘lsa
ionogen yig‘uvchi reagent mineral yuzaga shimiladi» deb qaralib, flotatsiyaning
«Kimyoviy nazariyasi» yaratilgan edi. Bu nazariya prof. A.F.Taggart tomonidan
o‘tkazilgan tajribalar natijasida tasdiqlandi.
O‘z zamonasida bu nazariya flotatsiya jarayonida minerallar bilan
flotoreagentlar orasidagi ta’sirlanish haqidagi tushunchalarni shakllantirishda va
rivojlantirishda juda muhim rol o‘ynadi. Ammo, flotatsiyada kimyoviy ta’sirlanish
birinchi darajali jarayon deb qaralsada, bu jarayon ko‘p qirrali, murakkab
mexanizmga ega.
Shuni aytish kerakki, suv pardasini siqib chiqarish uchun mineralning
gidratlanish energiyasi mineral bilan yig‘uvchi reagent orasidagi bog‘ hosil qilish
energiyasidan kichik bo‘lishi kerak.
Flotatsiya jarayoning nazariyasini yaratishdagi boshlang‘ich davrlarda
«mineralning (masalan, PbS) eruvchanlik ko‘paytmasi, reagent bilan mineral
kationi hosil qilgan birikmaning (R-Pb) eruvchanlik ko‘paytmasidan katta bo‘lsa
ionogen yig‘uvchi reagent mineral yuzaga shimiladi» deb qaralib, flotatsiyaning
«Kimyoviy nazariyasi» yaratilgan edi. Bu nazariya prof. A.F.Taggart tomonidan
o‘tkazilgan tajribalar natijasida tasdiqlandi.
O‘z zamonasida bu nazariya flotatsiya jarayonida minerallar bilan
flotoreagentlar orasidagi ta’sirlanish haqidagi tushunchalarni shakllantirishda va
rivojlantirishda juda muhim rol o‘ynadi. Ammo, flotatsiyada kimyoviy ta’sirlanish
birinchi darajali jarayon deb qaralsada, bu jarayon ko‘p qirrali, murakkab
mexanizmga ega.
Yig‘uvchi reagentning mineral yuzaga bog‘lanishi (shimilishi) juda ko‘p
omillarga bog‘liq, masalan, mineral yuzani faolligi, durlik panjarasida izomorf
atomlar bor-yo‘qligi, yarim o‘tkazuvchanlik xususiyati, bo‘tanada (suyuq fazada)
oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalarni mavjudligi, reagentning solidofil guruhi
xossalari, reagent molekulasining o‘lchami (radikal qismining uzun-qisqaligi) va
boshqalar.
Yana shuni e’tirof etish kerakki, mineral yuza energiya nuqtai nazardan har
xil bo‘lganligi uchun mineral yuzasining ba’zi joylarida reagent kimyoviy bog‘
hosil qilsa, boshqa joylarda esa fizikaviy shimilish hisobiga bog‘lanadi va
adsorbsion qatlam hosil qiladi va flotatsiyada adsorbsion qatlam zichligi
tushunchasi bilan nomlanadi va 1 sm2 mineral yuzasiga shimilgan reagent
miqdorini belgilaydi. Agar mineral yuzasi to‘liq reagentning ionlari (molekulalari)
bilan qoplangan va bu qatlam molekulyar bo‘lsa, zichligi 100 % deb olinadi.
Amalda, flotatsiya jarayonini o‘tishi uchun mineralning yuzasi reagent bilan to‘liq
qoplanishi shart emas, masalan, xolkozinni amil ksantogenati bilan flotatsiya qilish
uchun adsorbsion qatlam zichligi 14-15 %, kvarsni kationli yig‘uvchi dodesilamin
bilan flotatsiyalash uchun esa qatlam zichligi 5 % bo‘lsa yetarlidir. Qatlam zichligi
flotasion bo‘tanadagi reagent konsentrasiyasiga bog‘liq. Reagent konsentrasiyasiga
ko‘paysa qatlam zichligi oshadi hamda flotatsiya ko‘rsatgichlari yaxshilanadi,
ammo, meyordan oshmasligi kerak, chunki reagent sarfi ko‘payadi.
Flotatsiya natijalari mineral yuzasida reagentning teng taqsimlanishiga
bog‘liq bo‘ladi. Mineral bilan yig‘uvchi reagentning ta’sirlanish tezligi, mineral
yuza tabiatiga, tarkibiga, holatiga hamda reagentning xossalariga va
konsentrasiyasiga bog‘liq bo‘ladi.
Noiongen yig‘uvchi reagentlar mineral yuzada tomchi shaklida bog‘lanadi,
ta’sirlanish sekin o‘tadi. Ionogen reagentlarning esa mineral yuza bilan ta’sirlanishi
juda tez o‘tadi va 1-3 daqiqada yakunlanadi. Bu o‘rtacha tezlik hisoblanadi, chunki
reagent bilan mineralni ta’sirlanish tezligi reagentning uglevodorod radikalining
uzun-qisqaligiga bog‘liq. Radikali uzun bo‘lgan reagent mineral bilan sekinroq
ta’sirlashadi. Mineral yuzaning faol uchastkalarida reagentni bog‘lanishi juda tez
soniyada o‘tishi yuz beradi, nofaol joylarida esa sekinroq o‘tadi. Reagentning
konsentrasiyasi yuqori bo‘lsa, mineral yuzaga shimilish tezligi yuqori bo‘ladi.
Yig‘uvchi reagent bilan mineralni ta’sirlanishiga reagentning qurilishini,
tarkibini va boshqa omillarni ta’sirini ko‘rib chiqamiz.
Yig‘uvchi reagentlarning asosiy xususiyatlaridan biri, ularning molekulalari
uzunligidir. Past molekulyar ksantogenatlar molekula uzunligi 0,5-0,7 nm, karbon
kislotasi va sovun molekulasining uzunligi bir nechta o‘n angstrim bo‘ladi.
Reagentning asosiy uzunligini uglevodorod radikali tashkil etadi. Solidofil guruhi
uglevodorod zanjiridan kengroq bo‘ladi. Mineralni suv yuqmaslik darajasini
oshirishda asosiy rolni uglevodorod zanjiri o‘ynaydi. 2.9- rasmda uglevodorod
zanjirini fazoviy ko‘rinishi tasvirlangan. Har bir zanjirning bo‘lagi
(СН
2
yoki
СН
3
)
uzunligi 0,12 nm. Demak, zanjirga bitta
СН
2
yoki
СН
3
ulansa, zanjir 0,12 nm
uzayadi va bu moddani suvdagi eruvchanligi 4,25 marta kamaytiradi. Bu reagent
molekulalari uglevodorod zanjirlarining o‘zaro dispersion tortilish energiyasini
ortishi hisobiga yuz beradi, o‘z navbatida mineral yuzasini suv yuqmaslik
darajasini ortishiga olib keladi.
1) Nazariya va tajriba natijalariga asoslanib, mineral bilan
kimyoviy shimilish hisobiga bog‘lanadigan ionogan yig‘uvchi reagentlarga
quyidagi talablar ishlab chiqilgan:
2) yig‘uvchi reagent molekulasi getropolyar qurilishga ega
bo‘lishi;
3) yig‘uvchi reagentning solidofil guruhi flotatsiyalanuvchi
mineral zarra bilan tanlab va mustahkam bog‘ hosil qilishni ta’minlash;
4) yig‘uvchi reagentning molekulasi uglevodorod radikalining
uzunligi – mineral yuzani suv yuqmaslik darajasini oshirish effektini
berishga yetarli bo‘lishi;
5) yig‘uvchi reagent arzon, suvda yaxshi eriydigan va iloji boricha
zaharsiz bo‘lishi kerak.
Dostları ilə paylaş: |