¿Cuál es la aplicación y la función del agente espumante en el proceso de flotación?

Equipos de flotación es una parte indispensable del proceso de beneficio. La elección de una máquina de flotación adecuada y el proceso de funcionamiento correcto pueden mejorar el efecto de flotación y ahorrar costes a las empresas. Durante el uso de la máquina de flotación, se debe añadir una cierta cantidad de medicamento para completar la operación de flotación con la ayuda del medicamento. Para el uso y la adición de productos farmacéuticos, es necesario prestar atención a muchos puntos. A continuación se presentará el agente espumante en detalle.

Agentes espumantes

El agente espumante es una sustancia tensioactiva que reduce principalmente la tensión interfacial en la interfaz aire-agua, promueve la formación de pequeñas burbujas en el lodo, expande la interfaz de clasificación y garantiza que las burbujas suban para formar una capa de espuma. En otras palabras, puede promover la formación de una gran cantidad de espuma de tamaño adecuado y cierta estabilidad en el medio. Estas sustancias con efectos espumantes se denominan agentes espumantes.

El agente espumante es una sustancia orgánica heteropolar. El grupo polar es hidrófilo y el grupo apolar es aerófilo. Alinea las moléculas del agente espumante en la interfaz del aire y el agua. La mayoría de los agentes espumantes son sustancias tensioactivas que reducen fuertemente la tensión superficial del agua. La actividad superficial de la misma serie de tensioactivos orgánicos aumenta según la regla de "un tercio", que es la llamada "regla de Tefonbe". El agente espumante debe tener buena solubilidad. La solubilidad del agente espumante influye en gran medida en el rendimiento espumante y en las características de formación de burbujas. Si la solubilidad es alta, el consumo de la droga será grande, o una gran cantidad de espuma se producirá rápidamente, pero no puede ser duradera. El hielo no se disolverá a tiempo cuando la solubilidad sea demasiado baja. Con la pérdida de espuma o la lenta velocidad de formación de espuma, la duración es larga y difícil de controlar.

Clasificación de los agentes espumantes

(1) Clasificación según el origen del medicamento

• Extracción de productos naturales: aceite de pino, aceite de alcanfor.
• Extracción de subproductos de la industria del carbón vegetal: metanol, piridina.
• Síntesis humana, alcoholes, éteres, éteres de alcohol.  

(2) Clasificación según las características de la estructura molecular

• No iónicos (alcoholes, alcoholes etéreos, éteres, ésteres).
• De tipo iónico (fenoles, piridinas dobles, sales de ácido hidrocarbilo sulfónico (ácido sulfúrico), ácidos carboxílicos y sus jabones, aminas).

Aplicación y atención del agente espumante

Función y mecanismo del agente espumante

1. Reducir la tensión de la interfaz gas-líquido y cambiar la dispersión de las burbujas de aire.

(1) Relación entre δAW y la capacidad espumante

Bajo la misma condición de consumo de energía externa, el δAW disminuye, el flujo de aire se divide y es fácil que se formen burbujas, y se generan más interfaces gas-líquido, que son beneficiosas para la separación.

La relación entre ambos es la siguiente

En conclusión: 

• La espuma y el estado no pueden formar una capa de espuma estable, que es mucho menor que el valor del punto C en la producción real.
• La magnitud de la capacidad espumante no está totalmente determinada por el valor absoluto de la reducción de la tensión superficial.  

(2) Mejorar la dispersión de las burbujas

A una cierta cantidad de inflado V, cuanto menor sea el diámetro de la burbuja, mayor será el área de la interfaz de separación gas-líquido, y mayor será la dispersión de las burbujas en el espacio de separación, lo que es beneficioso para la separación.  

Requisitos para el tamaño de la burbuja: Determinar el tamaño de las burbujas en función de los requisitos de clasificación sobre la flotabilidad y la velocidad de elevación. No hay agente espumante en el agua clara, y el diámetro de las burbujas generadas es de 4-5mm. Cuando hay un agente espumante, el diámetro de las burbujas es de 0,8-1mm.  

Estudios teóricos modernos han demostrado que las microburbujas tienen un efecto reforzador en el proceso de flotación.

2. Bloquear o mitigar la fusión mutua de las burbujas (extinguir).

(1) Motivos de la fusión (desaparición) de burbujas

• Deshidratación

Gravedad: el agua se filtra por la capa de espuma;

Evaporación: el agua superficial de la capa de espuma se evapora;

Efecto de tensión: △Px= -2δ/R<0

En la zona fronteriza de Pulandai: △Py=0

• Presión capilar: diferentes diámetros de burbujas adyacentes tienen diferentes presiones capilares P. Las burbujas penetran en las burbujas grandes y son absorbidas por éstas. 

(2) Mecanismo de acción

• La disposición direccional de los tensioactivos en la interfaz de la superficie del líquido forma una película de hidratación, que dificulta el flujo y la evaporación del agua y mejora la vida útil de las burbujas. 
• La electricidad: El mismo tipo de electricidad se repele, lo que dificulta el acercamiento. 

3. Aumentar la resistencia mecánica de las burbujas y mejorar su estabilidad.

Cuando la burbuja se somete a una fuerza externa, se deforma localmente, aumenta la superficie, disminuye la concentración del agente espumante en la zona de deformación y aumenta la tensión, de modo que la burbuja recupera su forma original. 

4. Reducir la velocidad de flotación de las burbujas en la pulpa

Razón

• La forma abierta de la burbuja flotante

Sin espumante: oval, forma de pez

Con agente espumante: redondo

• La atracción cohesiva de los dipolos de agua.
• El diámetro de la burbuja es pequeño, y la flotabilidad y la velocidad se reducen

Función

• Aumenta la probabilidad de colisión entre las burbujas y las partículas de mineral.
• Reducir la energía cinética de colisión.
• Reducir la vibración y la vibración de las burbujas mineralizadas y reducir la probabilidad de que se caigan.

El papel del agente espumante para formar

1. El papel del agente espumante simple;
2. Coadsorción de agentes espumantes y colectores.  

La estabilidad de la capa de espuma

1. Inestabilidad de las capas de espuma bifásica
2. Estabilidad de la espuma trifásica

• El efecto de blindaje de las partículas de mineral;
• El efecto del agente, la coadsorción del agente espumante y la recogida;
• Influencia de la forma y el tamaño de las partículas.

3. Enriquecimiento secundario

Influencia de la composición y estructura del agente espumante en el rendimiento de la espuma

1. Efecto de los grupos polares en la formación de espuma

• Afecta a la solubilidad;
• Afectan al grado de disociación;
• El efecto de la hidratación.  

2. Efecto de los grupos apolares en la formación de espuma

• Longitud de la cadena de carbono;
• Propiedades de las bases no polares, propiedades estructurales, grado de saturación y forma de la cadena.

El papel del agente espumante en el proceso de flotación

1. Las moléculas del agente espumante impiden la fusión de las burbujas.

Diversas moléculas de agentes espumantes tienen el efecto de impedir la fusión de las burbujas. El orden de fuerte a débil es éter de polietilenglicol > trietoxibutano > octanol > alcohol mixto C6-Ca > ciclohexanol > cresol.

2. El agente espumante reduce la velocidad del movimiento ascendente de las burbujas.

La prueba muestra que la velocidad de ascenso de la burbuja se hace más lenta después de añadir el agente espumante. El efecto del agente de flotación en la velocidad de ascenso de las burbujas： Pero el xantato es 100%, entonces el porcentaje relativo de la velocidad de ascenso de las burbujas de otros agentes espumantes es.

Fenol 93.4%
Cresol 90.8%
Aceite de pino 88.3%
Ciclohexanol 88.2%
Ácido dimetilftálico 80.7%
Heptanol 76,8%
Octanol 75.8%
Etanol 76.2%
Éter metílico de tetrapropilenglicol 72.9%
Trietoxibutano 72.3%

Una posible razón por la que el agente espumante ralentiza el ascenso de las burbujas es que las moléculas de agente espumante forman una "capa de blindaje" en la superficie de las burbujas. Esta capa atrae al dipolo de agua y, al mismo tiempo, la película doble como el agua es fácil de deformar con la resistencia, bloqueando así el movimiento ascendente.

3. El agente espumante afecta al tamaño y al estado de dispersión de las burbujas.

El tamaño y la composición de las partículas de las burbujas influyen directamente en el índice de flotación. Generalmente, el diámetro medio de las burbujas generadas en el agua pura por la máquina de flotación de agitación mecánica es de 4-5 mm. Tras añadir el agente espumante, el diámetro medio se reduce a 0,8-1 mm. Cuanto más pequeñas son las burbujas, mayor es la interfaz de flotación, lo que favorece la adhesión de las partículas de mineral. Sin embargo, para que las burbujas floten con las partículas de mineral, deben tener suficiente flotabilidad y una velocidad de flotación adecuada. Por lo tanto, no se trata de que cuanto más pequeñas sean las burbujas, mejor, sino del tamaño y la distribución granulométrica adecuados.

4. Interacción entre el agente espumante y el colector.

En el proceso de flotación, la interacción entre el espumógeno y el colector es de gran importancia para la flotación. Algunos agentes espumantes tienen ambas propiedades colectoras, como el alquil sulfonato de sodio, el cresol, la bipiridina, etc., mientras que algunos colectores tienen ambas propiedades espumantes, como el aceite de alquitrán, el jabón de parafina oxidada, etc.