Termiz muhandislik-texnologiya instituti

2.3. Mahalliy flatoreogentlar va ularning ish prinsiplari
Flotoreagentlar – flotatsiya usuli bilan mineral zarrachalarni saralashda yuqori tanlovchanlikni, barqarorlikni, samaradorlikni va flotatsiya jarayonini tezlashtirishni ta’minlovchi moddalardir.
Flotoreagentlarning tarkibi xilma-xil bo‘lib, ularning vazifasi ham turlichadir. Flotoreagentlar vazifalariga qarab uch toifaga bo‘linadi:
1. Yig‘uvchilar (kollektorlar) – ma’lum mineral zarrachalar yuzalari bilan tanlab reaktsiyaga kirishib (ta’sir etib), ularni suv yuqmasligini oshiruvchi organik moddalardir. Suv yuqmasligi (gidrofobligi) oshgan mineral zarracha havo pufakchaga yopishib, dastgohning yuqori qismiga ko‘tarilib chiqadi va ko‘pik holda to‘planadi.
2. Ko‘pik hosil qiluvchilar - suv–havo chegara sirtlarida to‘planib, havo pufakchalarini mayda (dispers) holda ushlab turuvchi va bu mayda pufakchalarni bir-biriga qo‘shilib yiriklashishiga to‘sqinlik qiluvchi, sirt faol moddalardir. Ko‘pik hosil qiluvchilar o‘zlariga minerallarni yopishtirib olib, bo‘tana yuzasiga ko‘tarilayotgan pufakchalarni mustahkamligini, barqarorligini oshirishga xizmat qiladi.
3. Moslovchi reagentlar. Bu toifadagi reagentlar faqat ko‘pikka o‘tishi kerak bo‘lgan mineral yuzalarini yig‘uvchi reagentlar bilan reaktsiyaga kirishiga tayyorlab beruvchi va jarayonni tanlovchanligini oshirishga xizmat qiluvchi moddalardir. Moslovchi reagentlar o‘z navbatida faollashtiruvchi, tazyiqlovchi (depressorlar) va muhitni sozlovchi guruhlarga bo‘linadilar.
Mineral yuza va havo pufakchalariga reagentlarni yopishib olishi -so‘rilish (sorbtsiya) hodisasi negizida yuz beradi. So‘rilish jarayoni fizikaviy yoki kimyoviy bo‘lishi mumkin. Fizikaviy va kimyoviy sorbtsiyalarni o‘zaro umumiyligi va bir-biridan farqi bo‘lib, suvda erigan reagentlarni qattiq faza yuzasiga so‘rilishi (adsorbtsiya) fizikaviy so‘rilishdan kimyoviy so‘rilishga, yoki kimyoviy so‘rilishdan fizikaviy so‘rilishga o‘tib turishi mumkin.
Fizikaviy va kimyoviy so‘rilishning umumiyligi shundan iboratki, jarayonlar o‘z-o‘zidan amalga oshadi va sistemaning erkin energiyasini kamayishi, ya’ni jarayon ma’lum miqdorda issiqlik ajralib chiqishi bilan boradi.
Fizikaviy va kimyoviy so‘rilishning bir-biridan farqi shundan iboratki, fizikaviy so‘rilishda yutiluvchi modda bilan yutuvchi moddani (qattiq jism durlik panjarasini) ikkita alohida sistema deb qaraladi, chunki bunda elektron almashuv jarayoni bo‘lmaydi. Yutiluvchi moddani qattiq jism durlik panjarasiga o‘rnashib olishi molekulalararo tortishish kuchi hisobiga yuz beradi.
Kimyoviy so‘rilishda esa, energiyaga nisbatan yutiluvchi va yutuvchi moddalarni butun bir sistema deb qarash mumkin, chunki bunda elektron almashuv hodisasi yuz beradi.
Qo‘shimcha qilib, quyidagilarni aytish mumkin:
1) Fizikaviy so‘rilishda ajralib chiqgan issiqlik miqdori ozroqligi sababli mutanosib ravishda kuchsiz bog‘lanish bo‘ladi (qattiq faza yuzasiga so‘rilgan reagentni suv bilan osongina yuvib tashlash mumkin) va qattiq faza yuzasida reagent teng tarqaladi.
2) Kimyoviy so‘rilishda esa, issiqlik ko‘proq ajralib chiqadi, kuchli kimyoviy bog‘ hosil qiladi va shu sababli yuqori tanlovchanlikga ega. Reagent oldin qattiq zarrachaning faol joylariga o‘rnashadi. Faol joylar to‘lgandan keyingina, boshqa joylarga o‘rnashishi mumkin.
3) Fizikaviy so‘rilish juda tez o‘tadi va haroratga unchalik bog‘liq bo‘lmaydi. Kimyoviy so‘rilishning tezligi esa haroratga bog‘liq bo‘ladi.
Reagentlarning suvli eritmalari minerallar bilan quyidagicha kimyoviy reaktsiyaga kirishadi:
1. Kimyoviy so‘rilish (xemosorbtsiya). Kimyoviy so‘rilishda alohida fazaga ega bo‘lmagan kimyoviy birikma hosil bo‘ladi, bunda reagent, mineral durlik panjarasining to‘yinmagan bog‘lariga so‘riladi va qattiq faza yuzasida monomolekulyar xarakterga ega bo‘lgan birikma hosil qiladi. U qattiq faza bilan bir butun kompleks holda mavjud bo‘ladi.
2. Geterogen kimyoviy reaktsiya. Bu xemosorbtsiya jarayonining hajmiy ko‘rinishi bo‘lib, oldin reagent qattiq fazaga yutiladi, so‘ngra kimyoviy reaktsiya sodir bo‘ladi. Reaktsiya natijasida mineral yuzasida yangi hosil bo‘lgan birikmadan iborat va alohida faza hisoblanuvchi ko‘p qavatli qoplama hosil bo‘ladi, bu esa mineral zarrachani suv yuqmasligini oshiradi.
3. Kimyoviy yutilish (adsorbtsiya) – xemosorbtsiya so‘zi bilan bir xil ma’noni bildiradi.
Elektrolitlarning suvli eritmalarini mineralga ta’sir qilishi kimyoviy yutilishga kiradi. Kimyoviy yutilishni molekulyar, ionli, almashuvchi va xos kabi turlari bor.
Molekulyar yutilishda qattiq jism eritmadan ekvivalent miqdorda anion va kationlarni yutadi. Shuning uchun uni elektr betarafligi qolib, potentsiallar farqi hosil bo‘lmaydi. Yutilishning bu turi kuchsiz elektrolitlarga (kam dissotsiatsiyalanuvchi moddalarga) xosdir.
Agar eritma kuchli elektrolitdan iborat bo‘lsa, (masalan, NaCl) qattiq faza yuzasiga, aytaylik imtiyozli kation so‘rilgan bo‘lsa, elektr betaraflikni saqlab qolishi uchun albatta anion ham so‘rilishi kerak. Bu ionli yutilish turiga kiradi. Ionlarni qattiq faza yuzasiga imtiyozli yutilishi ion zaryadiga, gidratlanishiga va yutilish natijasida hosil bo‘lgan birikmaning eruvchanligiga bog‘liq.
Ionlarni qattiq faza yuzasiga yutilish tartibi quyidagicha:
Bir valentli ionlar uchun:
NH⁺₄>Cs⁺>Rb⁺>K⁺>Li⁺;
Yuqori valentli ionlar uchun:
Fe³⁺>Al³⁺>Ba²⁺>Ca²⁺>Mg²⁺;
Anionlar uchun:
OH^->CNS^->J^->Br^->Cl^->SO^2-₄.
Almashuvchi yutilishda, eritmadan qattiq faza yuzasiga qanday ishorali ion yutilsa, xuddi shunday ishorali ion ekvivalent miqdorda qattiq fazadan eritmaga o‘tadi.
Xos yutilish eritmadan qattiq faza yuzasiga imtiyozli ravishda faqat kation, yoki anion yutilsa, u holda qattiq fazani elektroneytralligi buziladi va potentsiallar farqi paydo bo‘ladi. Bu esa o‘z navbatida qo‘sh elektr qavati hosil bo‘lishiga olib keladi.
Suv-havo fazalari chegara sirtida (pufakchada) erkin sirt energiyasini hosil qiluvchi suv molekulalarining monomolekulyar qatlamidir.
Suvga sirt faol modda (SFM) qo‘shilsa, u fizikaviy adsorbtsiya natijasida suv-havo fazalari chegarasida to‘planadi va pufakchadagi erkin sirt energiyasini kamaytirishga olib keladi.
SFM molekulalari fazalar chegara sirtida ma’lum yo‘nalishga ega molekulalardan tashkil topgan, to‘yingan adsorbtsion qatlam hosil qiladi. Ma’lumki, sirt faol moddalar molekulalari qutblangan (polyar) va qutb­lanmagan (apolyar) guruhlardan iborat. Suv dipollari SFMning qutblangan guruhlari bilan birikadi, qutblanmagan uglevodorod guruhi bilan birikmasdan, ularni havo fazasiga yo‘naltirishga harakat qiladi.
Qutblangan guruhlar suv bilan ta’sirlanib, gidratlanadi. Qutblangan guruhlarni suv dipollari qurshab olib, ular atrofida o‘ziga xos sinch hosil qiladi va chegara sirtidagi adsorbtsion qatlamga qattiqlik va mustahkamlik beradi.
Tarkibida SFM bo‘lgan pufakchalar oldin yig‘uvchilar yordamida suv yuqmasligi oshirilgan mineral zarrachalarni o‘zlariga yopishtirib olish qobiliyatiga ega, shuningdek zarrachalarni yopishish tezligini va mustahkamligini oshiradi.
Bu toifadagi reagentlarning asosiy vazifasi kerakli mineral zarrachalar yuzasiga shimilib, ularni suvyuqmaslik (gidrofob) darajasini oshirib berishdan iborat.
Yig‘uvchi reagentlar – fizik va kimyoviy xossalari bir - biridan farq qiluvchi ikkita (qutblangan va qutblanmagan) qismlardan iborat bo‘lgan organik birikmalardir, masalan, natriy oleatning (C₁₇H₃₃COONa) molekulasi uglevodorod radikalidan (C₁₇H₃₃) (qutblanmagan qismi) va COONa (qutblangan qismidan) iborat .

НННННННННННННННННО | | | | | | | | | | | | | | | | | // Н­С­С­С­С­С­С­С­С­С=С­С­С­С­С­ С­С­С­ | | | | | | | | | | | | | | | | | \\ НННННННННННННННННО­­­­­­­Na