Микрофлотация

Под микрофлотацией понимают флотацию коллоидных частиц. Процесс может происходить без образования периметра смачивания и краевого угла [22].

Закрепление частиц на пузыре может происходить без использования ПАВ. Заряды частиц и поверхности пузыря не должны совпадать. С помощью ионогенных ПАВ удается поддерживать необходимые заряды поверхностей частицы и пузыря.

Важная роль отводится поверхностным явлениям и гидродинамике процесса [22].

С уменьшением размера частиц эффективность процесса флотации падает. В этом случае следует обеспечить агрегацию частиц.

Весьма эффективной оказалась флотация коллоидных частиц золота, серебра, сурьмы, мышьяка, ртути, гидроксида железа, сульфидов сурьмы, меди, кадмия, йодистого серебра, берлинской лазури, кристал- лвиолета и конго-рубина [38].

В этих случаях в качестве стабилизатора пены использовался желатин. Вообще выбор ПАВ может быть весьма разнообразным. Коллоидные частицы всегда содержались в пенных пленках.

Флотации коллоидных частиц посвящено множество работ, например, [39-42]. Рассмотрено также влияние pH [41] и температуры [42].

Химическое осаждение из растворов

Образование осадка сопровождается сложными физикохимическими процессами [23]. Полученные осадки обладают эффектом памяти, помнят свою предысторию. Образовавшийся осадок проходит во времени стадию старения. При образовании осадка происходят как процессы химического взаимодействия растворенных компонентов, так и физические процессы образования и старения твердой фазы.

Химическое осаждение из растворов зависит от многих параметров. Это концентрация раствора, pH среды, количественные соотношения реагентов, наличие ядра кристаллизации (зародыша), его состав и структура. На процесс образования осадка оказывает влияние время протекания процесса, скорость процесса, температура и давление.

Среднюю массу зародыша кристаллизации можно на первой стадии найти по уравнению [22]:

где V - произвольный объем раствора; АС - пересыщение; N - число зародышей в этом объеме.

После п стадий наращивания кристалл получит линейные размеры и поверхность:

dn~ (пи)т, S~ (п))т, где v - объем единичного зародыша.

По мере наращивания размера зародыша изменяются его структура и свойства.

В процессе химического осаждения важную роль играет pH, оказывающий влияние на характер химического процесса и на физические свойства твердой фазы.

Интересно, что с уменьшением размера частицы осадка растворимость частицы вначале растет, а затем начинает снижаться.

Возможны случаи образования осадка, при которых ком- плексообразование под действием избытка осадителя отсутствует (рис. 7) [23]. Растворимость осадка определяется произведением

растворимости, который отвечает составу. Диаграммы этого типа характеризуются максимумом растворимости.

Диаграмма «состав-свойство» с отсутствием комплексообразова- нии в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА (я) и ВА (б)

Рис. 7. Диаграмма «состав-свойство» с отсутствием комплексообразова- нии в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА (я) и ВА2 (б)

На рис. 8 приведены диаграммы с сильно выраженным комплек- сообразованием, возникающим из-за взаимодействия с избытком оса- дителя. Типу осадка ВА2 может соответствовать соединение Hgb. При сильно выраженном комплексообразовании осадок является малорастворимым (соединение ВА4). В этом случае избыток катионов, при взаимодействии с осадком, приведет к образованию растворимых комплексных соединений ВА3, ВА2, ВА.

Диаграмма «состав-свойство» с сильно выраженным комплексо- образованием в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА (в) и ВА (г)

Рис. 8. Диаграмма «состав-свойство» с сильно выраженным комплексо- образованием в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА2 (в) и ВА4 (г)

Возможен тип диаграмм с максимумом растворимости, отвечающий составу ВА при отсутствии общих ионов. При избытке общих ионов на диаграмме заметны два минимума растворимости. Эти диаграммы соответствуют слабо выраженному комплексообразованию (рис. 9). На практике приходится иметь дело с такими диаграммами.

Диаграмма «состав-свойство» со слабо выраженным ком- нлексообразованием в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА

Рис. 9. Диаграмма «состав-свойство» со слабо выраженным ком- нлексообразованием в системе осадок-раствор. Осадок состава ВА

Растворимость осадка зависит от размера частиц и поверхностного натяжения (табл. 10) [23]. С увеличением поверхностного натяжения проявляется тенденция к повышению растворимости.

Таблица 10

Увеличение растворимости осадка в зависимости от радиуса частиц г и поверхностного натнженижт

Осадок

г, MKM

a

Увеличение растворимости

РЫ2

0,4

130

2

PbF2

0,3

900

9

CaF2

0,3

2500

18

CaS04-2H20

0,2-0,5

370

4,4-12

SrS04

0,25

1400

23

Ag2Cr04

0,3

575

10

Примечание: * - Увеличение растворимости вычислено по отношению к растворимости крупных кристаллов

Химическая природа вещества также оказывает влияние на растворимость. Так, отношение растворимости мелких частиц одного и того же размера L, (радиус 0,02 мкм) к растворимости крупных частиц L представлено в табл. 11 [23].

Таблица 11

Влияние химической природы вещества на растворимость

Вещество

BaS04

Ag2Cr04

Pbl2

LJL

930

4

1,4

Образовавшиеся осадки подвержены процессу старения. На этот процесс оказывают влияние самые разнообразные как физические, так и химические факторы. Порой предвидеть результат процесса старения бывает сложно.

Особый интерес вызывает процесс образования осадка с заранее заданными физическими свойствами и образование осадка с заранее заданным химическим составом.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >