Qual é a aplicação e função do agente espumante no processo de flotação?

Equipamento de flotação é uma parte indispensável da beneficiação. A escolha de uma máquina de flotação adequada e o processo de operação correto podem melhorar o efeito de flotação e reduzir os custos das empresas. Durante a utilização da máquina de flotação, deve ser adicionada uma certa quantidade de medicamento para completar a operação de flotação com a ajuda do medicamento. Para a utilização e adição de produtos farmacêuticos, é necessário prestar atenção a muitos pontos. A seguir, apresentamos em pormenor o agente espumante.

Agentes espumantes

O agente espumante é uma substância ativa de superfície que reduz principalmente a tensão interfacial na interface ar-água, promove a formação de pequenas bolhas na pasta, expande a interface de triagem e assegura que as bolhas sobem para formar uma camada de espuma. Por outras palavras, pode promover a formação de uma grande quantidade de espuma de tamanho adequado e uma certa estabilidade no meio. Estas substâncias com efeitos espumantes são designadas por agentes espumantes.

O agente espumante é uma substância orgânica heteropolar. O grupo polar é hidrofílico e o grupo não polar é aerofílico. Alinha as moléculas do agente espumante na interface do ar e da água. A maioria dos agentes espumantes são substâncias activas à superfície que reduzem fortemente a tensão superficial da água. A atividade superficial da mesma série de tensioactivos orgânicos aumenta de acordo com a regra do "um terço", que é a chamada "regra de Tefonbe". O agente espumante deve ter uma boa solubilidade. A solubilidade do agente espumante influencia grandemente o desempenho da formação de espuma e as características da formação de bolhas. Se a solubilidade for elevada, o consumo do fármaco será grande, ou ocorrerá rapidamente uma grande quantidade de espuma, mas esta não pode ser duradoura. O gelo não se dissolve a tempo quando a solubilidade é demasiado baixa. Com a perda de espuma ou a velocidade lenta de formação de espuma, a duração é longa e difícil de controlar.

Classificação dos agentes espumantes

(1) Classificação de acordo com a origem do medicamento

• Extração de produtos naturais: óleo de pinho, óleo de cânfora.
• Extração de subprodutos da indústria de carvão vegetal: metanol, piridina.
• Síntese humana, álcoois, éteres, éteres de álcool.  

(2) Classificação de acordo com as características da estrutura molecular

• Não-iónicos (álcoois, álcoois éteres, éteres, ésteres).
• Tipo iónico (fenóis, piridinas duplas, sais de ácido hidrocarbilsulfónico (ácido sulfúrico), ácidos carboxílicos e respectivos sabões, aminas).

Aplicação e atenção do agente espumante

A função e o mecanismo do agente espumante

1. Reduzir a tensão da interface gás-líquido e alterar a dispersão das bolhas de ar

(1) Relação entre δAW e capacidade de formação de espuma

Sob a mesma condição de consumo de energia externa, o δAW diminui, o fluxo de ar é dividido e fácil de formar bolhas, e são geradas mais interfaces gás-líquido, que são benéficas para a separação.

A relação entre os dois é a seguinte

Em conclusão: 

• A espuma e o estado não podem formar uma camada de espuma estável, que é muito inferior ao valor do ponto C na produção efectiva.
• A dimensão da capacidade de formação de espuma não é inteiramente determinada pelo valor absoluto da redução da tensão superficial.  

(2) Melhorar a dispersão das bolhas

A uma certa quantidade de insuflação V, quanto mais pequeno for o diâmetro das bolhas, maior será a área da interface de separação gás-líquido e maior será a dispersão das bolhas no espaço de separação, o que é benéfico para a separação.  

Requisitos para o tamanho da bolha: Determinar o tamanho das bolhas de acordo com os requisitos de seleção da flutuabilidade e da velocidade de elevação. Não há agente espumante na água limpa, e o diâmetro das bolhas geradas é de 4-5mm. Quando há um agente espumante, o diâmetro das bolhas é de 0,8-1mm.  

Estudos teóricos modernos demonstraram que as microbolhas têm um efeito de reforço no processo de flotação.

2. Bloquear ou atenuar a fusão mútua das bolhas (extinguir)

(1) Razões para a fusão (desaparecimento) de bolhas

• Desidratação

Gravidade: fugas de água da camada de espuma;

Evaporação: a água da superfície da camada de espuma evapora-se;

Efeito de tensão: △Px= -2δ/R<0

Na zona fronteiriça de Pulandai: △Py=0

• Pressão capilar: diferentes diâmetros de bolhas adjacentes têm diferentes pressões capilares P. As bolhas penetram nas bolhas grandes e são absorvidas pelas bolhas grandes. 

(2) Mecanismo de ação

• A disposição direcional dos tensioactivos na interface da superfície líquida forma uma película de hidratação, que impede o fluxo e a evaporação da água e melhora a vida das bolhas. 
• A eletricidade: O mesmo tipo de eletricidade repele-se mutuamente, o que torna difícil a aproximação. 

3. Aumentar a resistência mecânica das bolhas e melhorar a sua estabilidade

Quando a bolha é sujeita a uma força externa, deforma-se localmente, a área de superfície aumenta, a concentração do agente espumante na área de deformação diminui e a tensão aumenta de modo a que a bolha regresse à sua forma original. 

4. Reduzir a velocidade de flutuação das bolhas na polpa

Motivo

• A forma aberta da bolha flutuante

Sem agente espumante: oval, em forma de peixe

Com agente espumante: redondo

• A atração coesiva dos dipolos da água.
• O diâmetro da bolha é pequeno, e a flutuabilidade e a velocidade são reduzidas

Função

• Aumentar a probabilidade de colisão entre as bolhas e as partículas de minério.
• Reduzir a energia cinética da colisão.
• Reduzir a vibração e a vibração das bolhas mineralizadas e reduzir a probabilidade de queda.

O papel do agente espumante na formação de

1. O papel do agente espumante simples;
2. Coadsorção de agentes de expansão e colectores.  

A estabilidade da camada de espuma

1. Instabilidade de camadas de espuma bifásicas
2. Estabilidade da espuma trifásica

• O efeito de blindagem das partículas de minério;
• O efeito do agente, a coadsorção do agente espumante e a recolha;
• A influência da forma e do tamanho das partículas.

3. Enriquecimento secundário

Influência da composição e da estrutura do agente espumante no desempenho da espuma

1. O efeito dos grupos polares no desempenho da espuma

• Afecta a solubilidade;
• Afectam o grau de dissociação;
• O efeito da hidratação.  

2. O efeito de grupos não polares no desempenho da espuma

• Comprimento da corrente de carbono;
• Propriedades da base não polar, propriedades estruturais, grau de saturação e forma da cadeia.

O papel do agente espumante no processo de flotação

1. As moléculas do agente espumante impedem a fusão das bolhas.

Várias moléculas de agentes espumantes têm o efeito de impedir a fusão de bolhas. A ordem do mais forte para o mais fraco é éter de polietilenoglicol > trietoxibutano > octanol > álcool misto C6-Ca > ciclo-hexanol > cresol.

2. O agente espumante reduz a velocidade do movimento ascendente das bolhas.

O teste mostra que a taxa de aumento da bolha torna-se mais lenta após a adição do agente espumante. O efeito do agente de flotação na velocidade de subida das bolhas: Mas o xantato é 100%, então a porcentagem relativa da taxa de subida da bolha de outros agentes espumantes é

Fenol 93.4%
Cresol 90.8%
Óleo de pinho 88.3%
Ciclo-hexanol 88.2%
Ácido dimetilftálico 80.7%
Heptanol 76,8%
Octanol 75.8%
Etanol 76.2%
Éter metílico de tetrapropilenoglicol 72.9%
Trietoxibutano 72.3%

Uma possível razão pela qual o agente de expansão retarda a subida das bolhas é o facto de as moléculas do agente de expansão formarem uma "camada de armadura" na superfície das bolhas. Esta camada é atractiva para o dipolo da água e, ao mesmo tempo, a película dupla como a água é fácil de deformar com a resistência, bloqueando assim o movimento ascendente.

3. O agente espumante afecta o tamanho e o estado de dispersão das bolhas.

O tamanho e a composição das partículas das bolhas têm um impacto direto no índice de flotação. Geralmente, o diâmetro médio das bolhas geradas na água pura pela máquina de flotação por agitação mecânica é de 4-5 mm. Após a adição do agente espumante, o diâmetro médio é reduzido para 0,8-1 mm. Quanto mais pequenas forem as bolhas, maior será a interface de flotação, o que favorece a adesão das partículas de minério. No entanto, para que as bolhas flutuem com as partículas de minério, elas devem ter flutuabilidade suficiente e uma velocidade de flutuação adequada. Portanto, não é que quanto mais pequenas as bolhas, melhor, mas sim o tamanho adequado e a distribuição do tamanho das partículas.

4. Interação entre o agente espumante e o coletor.

No processo de flotação, a interação entre o espumante e o coletor é de grande importância para a flotação. Alguns agentes espumantes têm ambas as propriedades de recolha, como o alquil sulfonato de sódio, o cresol, a bipiridina, etc., enquanto alguns colectores têm ambas as propriedades de formação de espuma, como o óleo de alcatrão, o sabão de parafina oxidado, etc.