3.2. Исследование естественной флотируемости флюорита  

флюоритовых руд Суранского месторождения возникают не только из-за

присутствия кальцита, глины, сланцев в руде, но и наличия разновидностей

флюорита даже в пределах одного месторождения.

исследований российских и зарубежных ученых показал, что состояние

поверхности флюорита и механизм взаимодействия различных реагентов с

минеральной поверхностью изучен достаточно полно. Однако в них, кроме

исследований профессора Л.А. Барского, не акцентируется внимание на

разновидностях флюорита, используемых при исследованиях. Для повышения

избирательности выделения флюорита необходимо решить комплекс вопросов,

определяющих поведение разновидностей флюорита и сопутствующих

Таблица 3.1

Результаты спектрального анализа

Примечание.

минералов в процессе флотации. При этом необходимо учесть факторы,

влияющие на состояние поверхности разновидностей флюорита, прежде всего

те, которые обусловлены дефектностью кристаллической решетки и наличием

химических примесей.

В связи с вышеизложенным, проведено изучение естественной

флотируемости разновидностей флюорита в зависимости от величины рН

(рис. 3.3).

Рис. 3.3. Влияние рН на флотируемость

разновидностей флюорита:

-•-белый; -"-зеленый; фиолетовый

флюорита составляет 5,5-6, в то время как для зеленого и фиолетового - 6-7.

При этом выход белого флюорита равен 43,2%, зеленого - 40,1%, а

фиолетового - 37,0%. Повышение величины рН среды в диапазоне 8-11

приводит к непрерывному снижению флотируемости данных минералов. Среди

факторов, определяющих различную флотируемость разновидностей

флюорита, следует выделить различное энергетическое состояние их

поверхности (рис. 3.4), что подтверждается результатами измерения дзета-

потенциала. При этом у белого флюорита дзета-потенциал равен 1,35 мВ, у

зеленого -1,61 мВ, а у фиолетового - 1,79 мВ. Академиком В.А. Чантурия,

профессором Р.Ш. Шафеевым и другими учеными установлено, что

поверхностная энергия кристаллов определяется дефектностью их

кристаллических решеток. Поэтому минимальная поверхностная энергия

белого флюорита объясняется отсутствием нарушений строгой периодичности

свойств в пространстве кристаллической решетки, в то время как в зеленом и

фиолетовом флюоритах такая периодичность нарушается вследствие их

дефектности и поверхностная энергия увеличивается.

энергии разновидностей флюорита также усиливается наличием химических

примесей.

Флотационная              Поверхностная Гидратированность

активность              энергия

Ш белый; И зеленый; 0 фиолетовый

Рис. 3.4. Физико-химические свойства и естественная флотируемость

разновидностей флюорита

Другой важной причиной различной флотируемости разновидностей

флюорита являются кубические формы кристаллической решетки

гексаоктаэдрического класса, обнажаемые при раскалывании вдоль

определенных плоскостей спайности. В соответствии с особенностями

кубических форм кристаллической структуры (рис. 3.5) в белом флюорите

наблюдается при раскалывании зерен совершенная спайность по октаэдру, в

зеленом и фиолетовом, наряду с совершенной спайностью по октаэдру, -

спайность по ромбододекаэдру и кубу в комбиниции с октаэдром.

Рис. 3.5. Простые формы кристаллической решетки флюорита: а - октаэдр

о {111}; б - ромбододекаэдр d {110}; в — комбинация куба а {100} и октаэдра

Проекция атомов кальция и фтора на плоскость спайности по октаэдру

приведена на рис. 3.6, проекция на перпендикулярную к ней плоскость - на

рис. 3.7 [47]. Эти схемы наглядно иллюстрируют положение плоскости

спайности в структуре флюорита, плотность и характер распределения ионов и

связанную с ними нескомпенсированность зарядов, а также рельеф

поверхности.

а              б              в

9Ош9д.9р.

9о.

о о О4

Рис. 3.7. Проекция структуры флюорита на плоскость, перпендикулярную к

спайности по октаэдру: 1 - ионы фтора; 2 - вакансия ионов фтора; 3 -

поверхностная вакансия ионов фтора; 4 - ионы кальция

При расколе по плоскости спайности от каждого координационного куба

с ионом кальция в центре отрывается по одному иону фтора с образованием

поверхностных анионных вакансий (VF). При отрыве ионы кальция

приобретают локально нескомпенсированные положительные, а ионы фтора -

отрицательные заряды, равные Va. При разрушении кристаллов флюорита

разрываются ионные связи [33]. Отрыв иона от кристаллической решетки

белого флюорита осуществляется труднее из-за относительно высоких

кулоновских сил. В зеленом и фиолетовом флюоритах силы притяжения между

ионами ослабевают, а силы отталкивания между электронными оболочками

усиливаются. Из проекции видно (см. рис. 3.6), что ионы кальция практически

не экранированы ионами фтора, и поэтому они могут выступать центрами

адсорбции отрицательно заряженных ионов или молекул при условии

соизмеримости их с размерами ионов фтора [47]. К таким относятся, прежде

всего, молекулы воды и гидроксильная группа, значение которой особенно

возрастает в щелочной среде. Их локализация на поверхностных анионных

вакансииях (VF) определяется кубической формой структуры, дефектностью и

количеством изоморфных примесей и обеспечивает различную

гидратированность поверхности разновидностей флюорита (см. рис. 3.4).

Данное положение подтверждается результатами измерения коэффициента

смачиваемости. При этом для белого флюорита коэффициент смачиваемости

равен 0,3, для зеленого - 0,39, для фиолетового - 0,43. Таким образом,

разновидности флюорита по естественной флотационной активности

располагается в ряд: белый gt; зелёный gt; фиолетовый.