Gli schiumogeni si riferiscono a una classe di tensioattivi in grado di abbassare la tensione superficiale dell'acqua per generare schiuma, consentendo così alle bolle d'aria all'interno di una pasta di flottazione aerata di aderire alle particelle minerali selezionate per la flottazione.
La struttura molecolare degli schiumatori presenta somiglianze con quella dei collezionisti; la maggior parte sono tensioattivi anfipatici composti da gruppi funzionali sia polari che non-polari.
Un'estremità della molecola presenta un gruppo polare, mentre l'altra estremità presenta un gruppo non-polare. Nel caso dei collettori, il gruppo polare è affine verso i solidi (minerali), mentre il gruppo non-polare è affine verso l'aria.
Al contrario, i gruppi polari dei schiumatori sono idrofili (amanti dell'acqua-), mentre i loro gruppi non-polari sono aerofili (amanti dell'aria-). Orientandosi specificatamente sull'interfaccia acqua-aria, riducono la tensione superficiale dell'acqua, esercitando così un effetto schiumogeno. Questi composti sono ulteriormente classificati in tipi non-ionici e ionici; tra questi, i tensioattivi non-ionici generalmente dimostrano superiorità in termini di varietà, efficacia funzionale e prestazioni complessive. Gli schiumatori non-ionici in genere non hanno proprietà di raccolta, mentre quelli ionici spesso possiedono capacità di raccolta oltre alla funzione di formazione di schiuma.
Gli ugelli mostrano forti capacità di assorbimento all'interfaccia gas-acqua; idealmente, gli schiumatori superiori non vengono assorbiti dalle superfici minerali. La maggior parte degli schiumatori riducono significativamente la tensione superficiale dell'acqua, favorendo la dispersione dell'aria all'interno della pasta e influenzando la dimensione delle bolle d'aria che si formano al suo interno; in particolare, all'aumentare della dimensione e della densità delle particelle minerali sottoposte a flottazione, dovrà corrispondentemente aumentare la dimensione richiesta delle bolle d'aria. Inoltre, queste bolle rimangono relativamente stabili, impedendo la coalescenza delle bolle e facilitando la formazione dello strato di schiuma mineralizzata necessaria per un'efficace flottazione sulla superficie della pasta.
La generazione di bolle d'aria all'interno di una pasta di flottazione si basa principalmente sui vari tipi di meccanismi di aerazione e agitazione incorporati nell'attrezzatura di flottazione, nonché sull'aggiunta di una quantità adeguata di schiumogeni alla pasta.
Gli schiumogeni sono, per definizione, tensioattivi; la loro struttura molecolare è costituita da gruppi funzionali non-polari, lipofili (idrofobici) e da gruppi funzionali polari, idrofili (lipofobici), formando così una cosiddetta-chiamata "struttura anfifilica"-una molecola che possiede affinità sia per l'acqua che per l'olio. Il gruppo lipofilo può essere un gruppo idrocarburico alifatico, aliciclico o aromatico-o un gruppo contenente eteroatomi come ossigeno o azoto. Il gruppo idrofilo è tipicamente costituito da porzioni quali gruppi carbossilici, acido solfonico, acido solforico, acido fosfonico, gruppi amminici, nitrilici, tiolici, alogeni o eterei.
Quando un agente schiumogeno viene aggiunto all'acqua, i gruppi idrofili si inseriscono nella fase acquosa mentre i gruppi lipofili si inseriscono nella fase oleosa (o si orientano verso l'aria), formando così una disposizione ordinata all'interfaccia o superficie; questa disposizione comporta una riduzione della tensione interfacciale o superficiale. In generale, una soluzione acquosa contenente anche una piccola quantità di agente schiumogeno presenterà proprietà schiumogene.
