Повышение эффективности флотации сфалерита из медно-цинковых руд тиольными собирателями на основе анализа кинетики и фракционной селективности минерализации воздушно-дисперсной фазы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.13, кандидат наук Со Ту

• Со Ту
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Со Ту

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВ

ЦИНКА И ЖЕЛЕЗА

1.1. Физические и флотационные свойства сфалерита и пирита

1.1.1. Физические и флотационные свойства сфалерита

1.1.2. Физические и флотационные свойства пирита 1

1.1.3. Композиции шбирателей для флотации сфалерита и пирита

1.2. Реагентные режимы медно-цинкового и пиритного циклов флотации

1.2.1. Реагентные режимы медно-цинкового цикла флотации сульфидных

руд

1.2.2. Реагентные режимы медно-пиритного цикла флотации сульфидных руд 24 Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Подготовка сфалерита и пирита к флотационным исследованиям

2.2. Пенная флотация минералов 3

2.3. Измерение pH и окислительно-восстановительного потенциала 32 жидкой фазы пульпы

2.4. Анализ руды и продуктов обогащения

2.4.1. Рентгено-флуоресцентный анализ

2.4.2. Минералогический анализ 3

2.4.3. Измерение удельной поверхности минералов

2.5. Флотометрический анализ результатов кинетики флотации 3

2.6. Измерение краевых углов смачивания

Выводы по главе 2 43 ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СМАЧИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

СФАЛЕРИТА В РАСТВОРАХ СУЛЬФГИДРИЛЬНЫХ

СОБИРАТЕЛЕЙ

Выводы по главе 3 58 ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФЛОТАЦИИ МИНЕРАЛОВ РАЗЛИЧНЫМИ ТИОЛОВЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ

И ИХ КОМПОЗИЦИЯМИ 5

4.1. Исследование кинетики флотации сфалерита

4.1.1. Исследование кинетики флотации сфалерита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=8 5

4.1.2. Исследование кинетики флотации сфалерита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=10

4.1.3. Исследование кинетики флотации сфалерита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=12

4.2. Исследование кинетики флотации пирита

4.2.1. Исследование кинетики флотации пирита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=8

4.2.2. Исследование кинетики флотации пирита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=10 7

4.2.3. Исследование кинетики флотации пирита композициями сульфгидрильных собирателей при рН=12

4.3. Исследование селективности флотации сфалерита и пирита при использовании разных композиций тиоловых собирателей 7 5 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. УКРУПНЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ФЛОТАЦИИ

КОЛЧЕДАННОЙ МЕДНО-ЦИНКОВОЙ РУДЫ

5.1. Описание объекта исследования

5.2. Коллективная флотация колчеданной медно-цинковой руды 8

5.3. Медно-цинковая флотация колчеданной медно-цинковой руды

Выводы по главе 9

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 9

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности флотации сфалерита из медно-цинковых руд тиольными собирателями на основе анализа кинетики и фракционной селективности минерализации воздушно-дисперсной фазы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Сульфидные медно-цинковые руды России являются комплексным и труднообогатимым минеральным сырьем. Основной технологией обогащения таких руд является флотационная. В настоящее время совершенствование технологии флотации такого минерального сырья проводится по нескольким направлениям: изучение реагентных режимов флотации минералов и руд, подбор более совершенного флотационного оборудования или схемных решений. Изучение реагентного режима флотации часто сводят к подбору реагентов и их расходов для достижения максимально возможных показателей обогащения. Вместе с тем, кинетика флотации является одним из «инструментов», позволяющих повысить технологические показатели и эффективность флотационного обогащения. Большой вклад в развитие данного направления внесли ученые И.Н. Плаксин, В.И. Классен, В.А. Мокроусов, К.Ф. Белоглазов, С.И. Митрофанов, О.С. Богданов, О.Н. Тихонов, А.Д. Погорелый, В.А. Чантурия, А.А. Абрамов, В.А. Бочаров, В.Д. Самыгин, С.А. Кондратьев, В.З. Козин, Ю.Б. Рубинштейн и другие.

Кинетика минерализации пузырьков зависит от режимных и гидродинамических факторов, а на макроуровне влияет на кинетику флотации минералов и технологические показатели обогащения. Поэтому изучение кинетики флотации минералов, скорости минерализации пузырьков воздуха при использовании собирателей и их композиций с целью повышения технологических показателей флотационного обогащения является актуальной методикой, позволяющей в комплексе с другими методами исследований решать задачу повышения эффективности и оптимизации флотации сульфидных минералов из колчеданных медно-цинковых руд.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-

технологического комплекса России на 2014-2020 гг.», проект «Комбинированная технология комплексной переработки трудообогатимых руд и техногенного сырья цветных н благородных металлов» КРМЕЕ157514Х0085.

Цель работы - повышение эффективности флотации сфалерита на основе анализа кинетики и фракционной селективности флотации минералов при использовании тиольных собирателей и их композиций.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение кинетики флотации мономинеральных фракций неактивированного сфалерита, пирита тиольными собирателями для выбора композиции собирателей, состоящей из сильного и слабого собирателя, обеспечивающей наибольшую разницу в кинетике извлечения между сфалеритом и пиритом;

- изучение адгезии сфалерита к воздушный фазе после обработки его поверхности растворами сильных или слабых тиольных собирателей;

- исследование кинетики минерализации пузырька воздуха зернами сфалерита флотационной крупности при использовании тиольных собирателей и их композиций с разным соотношением сильного и слабого собирателя в них;

- выбор собирателей (композиций) и разработка реагентного режима флотации колчеданной медно-цинковой руды в цикле коллективной и медно-цинковой флотации, обеспечивающих повышение технологических показателей флотации.

- проведении укрупнено-лабораторных испытаний реагентных режимов коллективной и медно-цинковой флотации колчеданной медно-цинковой руды.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов исследования обеспечивается значительным объемом лабораторных экспериментов, статистической обработкой полученных результатов и подтверждается сходимостью экспериментальных данных с расчетными.

Научная новизна работы:

1. Установлены кинетические зависимости минеральной нагрузки пузырька воздуха от времени минерализации в динамическом режиме и определены константы интенсивности минерализации воздушно-дисперсной фазы зернами сфалерита флотационной крупности в условиях использования композиций собирателей, состоящих из сильного и слабого собирателя.

2. Определена работа адгезии поверхности сфалерита к воздушной фазе после обработки его поверхности сильным или слабым собирателем, позволяющая произвести научно обоснованный выбор собирателя на основе энергетических показателей межфазного взаимодействия.

3. Установлена взаимосвязь между извлечением сфалерита и селективностью процесса флотации по отношению к пириту при использовании тиольных собирателей и их композиций, что позволяет предложить критерий фракционной селективности, рассчитываемый, как разность долей трудно флотируемых фракций сфалерита и пирита или средне флотируемых фракций сфалерита и пирита.

Практическая значимость работы.

Разработан реагентный режим флотации колчеданных руд с использованием композиции собирателей в коллективном и медно-цинковом циклах флотации, включающий использование в качестве собирателя в коллективном цикле флотации композиции дитиофосфата с тионокарбаматом и бутилового ксантогената калия, а в медно-цинковом цикле флотациии композиции дитиофосфатов натрия с тионокарбаматом, что позволило:

достичь повышения суммарного извлечения меди, цинка с учетом извлечения железа в коллективный концентрат на 44,43% по сравнению с базовым режимом, когда в качестве собирателя использован бутиловый ксантогенат калия;

достичь повышения суммарного извлечения меди, цинка с учетом извлечения железа в медно-цинковый концентрат на 32,05% по сравнению с

базовым режимом, когда в качестве собирателя использован бутиловый ксантогенат калия.

На защиту выносятся:

- установленные кинетические зависимости минеральной нагрузки воздушно-дисперсной фазы зернами сфалерита от времени минерализации в динамическом режиме и интенсивности минерализации воздушно-дисперсной фазы зернами сфалерита флотационной крупности композициями, состоящими из сильного и слабого собирателей;

- результаты работы адгезии сфалерита к воздушной фазе после обработки его поверхности сильным или слабым собирателем (бутиловым ксантогенатом калия или дитиофосфатом натрия) и выбор собирателей;

- принципы выбора типа собирателя и соотношения собирателей в композиции (ксантогенаты, дитиофосфаты, тионокарбаматы) для флотации сфалерита на основе анализа критерия фракционной селективности;

- результаты укрупненных исследований по флотации колчеданной медно-цинковой руды в коллективном и медно-цинковом циклах при выбранных реагентных режимах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований, приведенные в диссертационной работе, докладывались на Международных научных конференциях ИПКОН РАН «Проблемы освоения недр в XX веке глазами молодных» 2014 г. Москва; Международных научных конференциях ИПКОН РАН «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодных» 2015 г; «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Материалы XVШ Международной научно-технической конференции, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», 2013 г. Екатеринбург; «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Материалы XX Международной научно-технической конференции, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», 2015 г. Екатеринбург; научных

конференциях «Неделя Горняка» 2014 г. Москва; научных конференциях «Неделя Горняка» 2015 г. Москва; X Конгресс обогатителей стран СНГ, 2015 г. Москва.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в изданиях рекомендованных ВАК - 4, в прочих печатных изданиях - 6, одно ноу-хау. Всего - 11 научных работ.

Структура работы и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 65 наименований. Диссертация содержит 111 страниц, 7 таблиц, 34 рисунков и одно приложение.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФЛОТАЦИИ СУЛЬФИДОВ ЦИНКА И ЖЕЛЕЗА

1.1. Физические и флотационные свойства сфалерита и пирита 1.1.1. Физические и флотационные свойства сфалерита

В кристаллической структуре сфалерита наличествует плотнейшая кубическая (трехслойная) упаковка анионов серы. Структура сфалерита в целом схожа со структурой алмаза, за исключением того, что в центрах малых кубов присутствуют иные атомамы (ионы), нежели в центрах и вершинах граней большого куба. Вокруг каждого иона цинка по вершинам тетраэдра располагаются четыре иона. В элементарной ячейке сфалерита центры половинного числа малых кубов заняты четырьмя ионами серы. Ориентация всех этих тетраэдров одинакова, из чего следует симметрия не куба, а тетраэдра. Спайность кристаллов сфалерита проходит не по плоскостям октаэдра, как у алмаза, а по плоскостям ромбододекаэдра (110), так как эти плоские сетки одновременно и в равных количествах содержат ионы Zn и 8. Это делает их электронейтральными и потому слабосвязанными [1].

Сфалерит состоит из Zn на 67,1%, и из 8 на 32,9%; примесями чаще всего выступает Fe в количестве до 20% (в таких разновидностях под микроскопом возможно обнаружить продукт распада твердого раствора в виде мельчайших включений пирротина ^е8)). Количество железа сильно влияет на свойства сфалерита. Также в виде аналогичных включений иногда обнаруживают халькопирит (СиРе82) и диксид олова (SnO2). В виде изоморфной примеси возможно наличие (в небольших объемах - до десятых долей процента максимум): Cd, М, Ga, Мп, ^ и др. [1-3].

Цвет сфалерита может быть чёрным, серовато-бурым, коричневым, коричнево-жёлтым, желтым, реже красноватым или зеленоватым (клейофан), и редко - бесцветным. Черта может быть в градациях белой, желтовато-белой, светло-коричнево-бурой или светло-серой, а блеск от алмазного до жирного, на

сколе смоляным или жирным. Прозрачность зависит от содержания железа: от прозрачного, до непрозрачного у богатых железом экземпляров. Сфалерит

-5

хрупкий, его твердость 3,5 - 4; а плотность 3,9 - 4,2 г/см . Спайность совершенная по (110), довольно хрупкий, ступенчатый излом. Возможность расплавления зависит от количества железа: чистый сфалерит не плавится, а железистый легко сплавляется. В восстановительном пламени после охлаждения даёт на угле белый налёт 7пО, красновато-коричневый налёт CdO говорит о примеси Cd. Сфалерит разлагается в НС1, выделяя И^ (сероводород), и в концентрированный НЫС3 с выделением серы. Некоторые разновидности при воздействии трения или раскалывания фосфоресцируют. Иногда флуоресцирует в ультрафиолетовом свете [1, 2, 4].

Разновидности сфалерита: клейофан - безжелезистый сфалерит, прозрачные кристаллы светло-желтого, медового или зеленовато-желтого цвета. Марматит -черная непрозрачная разновидность, богатая железом. Пршибрамит -разновидность, богатая кадмием (до 5%). Брункит - землистый скрытокристаллический сфалерит, бледно-жёлтый до белёсого, образующий плёнки и налеты на кристаллах сфалерита или в трещинах. Вюртцит -гексагональный полиморфный аналог минерала сфалерит. Медовая обманка -сфалерит янтарно-жёлтого цвета. Рубиновая обманка - сфалерит оранжево-красного цвета. Маразмолит - полуразложившийся трещиноватый железистый сфалерит [1-3].

Флотационные свойства сфалерита изучены достаточно подробно. Его флотируемость, как установлено многочисленными исследованиями, зависит от вещественного состава и элементов, которые могут входить в виде изоморфной примеси в его кристаллическую решетку. Они оказывают влияние на характер взаимодействия сфалерита с собирателями, подавителями и активаторами [4-6].

Особенно большое влияние на флотируемость сфалерита оказывает двухвалентное железо. Однако однозначной зависимости между флотируемостью сфалерита и содержанием в нем железа (0,64-19,5 %) не наблюдается. Флотационные свойства сфалерита зависят не только от содержания примесного

железа, но и от того, в какой форме оно находится: в виде изоморфной примеси или в виде эмульсионной вкрапленности пирротина. При изоморфной форме примесного железа флотируемость сфалерита возрастает с уменьшением содержания железа. Если железо присутствует в виде пирротина, такой связи не наблюдается.

Лучше всего флотируется маложелезистый сфалерит. Увеличение содержания железа в кристаллической решетке сфалерита повышает его способность к окислению и гидратации в результате образования на поверхности гидроксида железа. Увеличение содержания железа приводит к снижению флотируемости неактивированного сфалерита, что объясняется слабой прочностью закрепления ксантогената вследствие хорошей растворимости образующихся ксантогенатов цинка и железа.

В кислой среде сфалерит флотируется одним пенообразователем, в щелочной среде — низшими ксантогенатами после активации поверхности минерала ионами меди. Высшие ксантогенаты флотируют неактивированный сфалерит. По Уилкинсонону , н-гептиловый ксантогенат уже при расходе 200 г/г извлекает в пену практически весь неактивированный сфалерит, в то время как этиловый ксантогенат при расходе до 500 г/г не вызывает флотации минерала. В щелочной пульпе флотация сфалерита ксантогенатами и дитио-карбаматами ухудшается. Как правило, при рН > 7 флотируемость и адсорбция собирателя снижаются. Уорком приводятся аналогичные данные, из которых следует, что при повышении рН пульпы требуются более высокие концентрации собирателя, чтобы обеспечить флотацию сфалерита, Активация сфалерита ионами меди может иметь место как в естественных условиях при образовании кристаллов сфалерита, так и при мокром измельчении руды, содержащей наряду со сфалеритом медные минералы, частично окисляющиеся и растворяющиеся в пульпе, а также при специальном введении в пульпу медного купороса (СuSO4 • 5H2O) [7-9].

В связи с активацией сфалерита медными минералами возникают значительные трудности при их разделении, так как дезактивировать активированную цинковую обманку практически не всегда удается.

В качестве десорбирующих реагентов в литературе рассматриваются как вещества, замещающие ионы двухвалентной меди на поверхности сфалерита, так и вещества, которые вступают в реакцию с Си+2 и переводят их в нерастворимые соединения или в комплексы.

С. И. Митрофановым [10] установлено, что максимум адсорбции ионов двухвалентной меди сфалеритом соответствует рН = 6; в более кислой или в щелочной среде адсорбция снижается. При рН=11 наблюдается второй максимум. Минимум, сорбированной меди зафиксирован при рН = 9. Именно при этом значении рН следует ожидать минимальной активации сфалерита.

Флотация сфалерита подавляется при использовании разных реагентов-депрессоров [2, 4, 5]. Цинковый купорос является слабым депрессором сфалерита и его действие эффективно, если цинковая обманка слабо активирована. Для депрессии более флотоактивной поверхности сфалерита; используют цианид, сернокислое железо и сернистый натрий [2, 6].

Для депрессии активированной цинковой обманки рекомендуется сочетать цинковый купорос с цианидом в соотношении, определяющемся по

л

стехиометрическим расчетам для получения 7п(СК)2 или 7п(СОД 4:

ZnSО4 + 2NаСN = Zn (СОД + Na2SO4 (1.1)

Zn (С^ 2 + 2NаСN = N2 ^п (СОД] (12)

Подача этих депрессоров осуществляется при рН < 8 (обычно при рН = 7,4—7,7). Для создания слабощелочной пульпы рекомендуется добавление извести непосредственно перед флотацией [11-13].

Другим депрессором флотации сфалерита является сернистый натрий. С повышением расхода сернистого натрия извлечение сфалерита снижается. В литературе отмечалась целесообразность сочетания подачи сернистого натрия и

цинкового купороса в стехиометрическом соотношении, необходимом для образования сульфида цинка, но эта рекомендация пока не нашла практического применения [2, 5, 11, 13].

Сульфит натрия (Nа2SO3) при рН=4-5 и 10, сернистая кислота и сульфиты железа, цинка и других металлов, а также тиосульфат, гипосульфит и гидросульфит цинка, являясь хорошими восстановителями и поглотителями кислорода из пульпы, способствуют дезактивации сфалерита и являются, таким образом, депрессорами цинковой обманки [11-13].

Активация сфалерита может быть осуществлена рядом других катионов, например серебра, ртути, свинца, висмута, сурьмы, мышьяка [6, 13].

1.1.2. Физические и флотационные свойства пирита

Пирит - это самый распространенный сульфидный минерал, присутствующий во всех сульфидных рудах. Основные массы пирита сосредоточены в колчеданных рудах и месторождениях гидротермального происхождения. Его кристаллизация происходит в кубической системе, а его кристаллическая структура (схожая с каменной солью) характеризуется положением атомов железа на месте ионов натрия, а двухвалентной серы - хлора.

Железо в пирите теоретически содержится в 46,6% от общей массы, а сера в 53,4%. В виде примесей чаще всего встречаются кобальт, никель и мышьяк; золото, серебро, медь, сурьма, марганец и цинк могут присутствовать в виде включений. В месторождениях пирит встречается либо в виде зернистых масс, либо как крупные кристаллы латунно-желтого цвета [1, 2, 14, 15].

Пирит - полупроводник. Природный пирит, извлеченный из осадочных месторождений, относится к р-типу, а из пегматитовых высокотемпературных - к п-типу. В никелистом пирите может содержаться до 30,6 % М, а в кобальт-пирите - до 3 % Со [1, 16].

Основными свойствами пирита являются:

1) сингония кубическая,

2) цвет неокисленных поверхностей латунно-жёлтый, часто золотисто-жёлтый,

3) окисленная поверхность коричневатая, с пёстрой побежалостью, часто бывает покрыта тонкой плёнкой лимонита,

4) металлический блеск,

5) непрозрачность,

6) чёрная или зеленовато-чёрная черта,

7) твердость 6-6,5, плотность 5-5,2 г/см3,

8) спайность средняя по (100), проявляется не всегда,

9) излом раковистый.

Пирит, наравне со всеми сульфидными минералами, довольно быстро окисляется; в процессе окисления на его поверхности образуются гидроокись, карбонаты и хорошо растворимые соединения железа (в зависимости от рН и окислительно-восстановительного потенциала) [4, 17]. При рН > 7 и повышенных положительных значениях окислительно-восстановительного потенциала, на поверхности пирита образуется пленка, состоящая из Fe(ОН)3, обладающая низкой растворимостью (К = 3,810-36). Эта пленка вытесняет собиратель с поверхности минерала или, как минимум, препятствует его закреплению.

Изученность флотируемости различных разновидностей и модификаций пирита довольно высока. На флотационные свойства минерала влияет генезис минералов, формирующий физико-химическую неоднородность кристаллической решетки, а также соотношение серы к железу, количество примесей, полупроводниковые свойства [18, 19]. Для достижения максимальной эффективности флотации пирита используются ксантогенаты и дитиофосфаты в слабокислой или нейтральной среде при рН 6-7. Щелочная и сильнощелочная среда ухудшает эффективность флотации пирита, вплоть до полного подавления процесса в сильнощелочной среде. При селективной флотации медно-пиритных руд предпочтительно использование дитиофосфатов и дитиокарбоматов, в связи с их значительно меньшей степени сорбируемости на пирите, чем на халькопирите [5, 13, 20].

Для подавления пирита используется известь, которая повышает рН пульпы и образовывает на поверхности пленки гидроокись железа, а также адсорбирует ионы кальция, что приводит к цементации поверхности и предотвращению адсорбции собирателя. Также распространено подавление пирита цианидом в щелочной среде, в которой цианид образовывает комплексные ионы Fе[СN]64-, и вдобавок разрушает пленку собирателя на поверхности, когда он не воздействует на флотацию других сульфидных минералов. Пирит активизируется в кислой среде, в момент нейтрализации избыточной щелочности подачей кислоты или отмывания в сгустителе и гидроциклоне [2, 4, 13].

Монослой ионогенного собирателя и взаимодействие дисульфида и тионокарбамата в адсорбционном слое на поверхности пирита определяют его флотируемость.

В работах И.Н. Плаксина и Р.Ш. Шафеева [21] подтверждено обладание электронной проводимостью и-типа образцами пирита как с кубическим, так и пентагондодекаэдрическим габитусом, однако возможно отличие количественных значений электрофизических параметров пирита, который был выделен в пенный и камерный продукты флотации. С увеличением концентрации носителей (электронов) уменьшается выход (извлечение) пирита в пенный продукт и увеличивается выход (извлечение) в камерный продукт. Это связано с тем, что в объеме минерала имеются свободные электроны, за счет чего его электрохимический потенциал смещается в отрицательную область. Тем самым затрудняется переход электронов из жидкой фазы в твердую (что в данном случае приводит к затруднению адсорбции анионов ксантогената на поверхности пирита). Полученные результаты полностью согласуются с данными, полученными ранее на сульфидных минералах другими исследователями И.Н. Плаксиным и Р.Ш. Шафеевым [21].

1.1.3. Композиции собирателей для флотации сфалерита и пирита

Селективный по отношению к пириту собиратель является определяющим для технико-экономических показателей флотации, поэтому его выбор является одной из основных проблем в обогащении сульфидных руд [22, 23].

Исследования Бочарова В.А. и Игнаткиной В.А [24]. показали, что использование композиций тионокарбамата и дитиофосфата (ИТК-ДТФ) ведет к более низкой скорости флотации сульфидов железа и сфалерита, чем использование в композиции с тионокарбаматом бутилового ксантогената (ИТК-бутКх). MTF селективно снижает скорость флотации пиротина. Пирит и пирротин значительно медленнее флотируются при использовании композиции ИТК с диизобутиловым дитиофосфатом. При увеличении доли бутилового ксантогената

17

в композиции с ИТК и MTF снижается контрастность скорости флотации у всех сульфидов. Комплексными исследованиями композиции бутилового ксантогената (диизобутилового дитиофосфата) и ИТК подтверждено преобладание влияния доли ионогенного компонента на флотируемость пирита.

Извлечение пирита значительно ниже в случае использования в композиции изобутилового дитиофосфата, нежели при использовани бутилового ксантогената, за счет сниженных показателей адсорбции и окисляемости собирателя. Меньшая флотационная активность ИТК в композиции с изобутиловым дитиофосфатом подтверждена ИК-спектрами концентратов пирита при разной доле ИТК в композиции .

Селективное действие различных композиций собирателей объясняется адсорбцией ионогенного компонента, обладающего наименьшим родством с пиритом и пирротином, а также низкой окисляемостью неиногенного компонента, который обладает повышенным первоначальным адсорбционным свойством к халькопириту [25, 26].

Если доля сильного собирателя минимальна, то обеспечивается снижение скорости флотации сульфидов железа, что ведет к селективному повышению извлечения сульфидов меди.

Повышение селективности реагентных режимов флотации сульфидных руд основывается на применении:

- композиция слабого и сильного собирателя одного класса, к примеру совместное использование ксантогенатов с разной длиной углеводородного радикала, сочетания ксантогенатов и дитиофосфатов и т.д.;

- композиция слабого и сильного собирателя разных классов собирателей -ионогенных и неионогенных, например ксантогенатов и тионокарбаматов; дитиофосфатов и тионокарбаматов, эфиров ксантогеновых кислот; ксантогенатов и аполярных масел и др.;

- модифицирования растворов уже известных собирателей с помощью различных высокоактивных химических веществ, которые образовывают

хелатные соединения с ионом металла кристаллической решетки минерала, как самостоятельно, так и совместно с сульфгидрильными собирателями;

- композиция сульфгидрильных собирателей и новых модификаторов, которые селективно подавляют флотацию определенных минералов.

При совместном использовании бутилового ксантогената с меркаптобензотиазолом (МКБТ) или реагентами S-703, S-701, Б-100 были получены положительные результаты. Лабораторные исследования совместного применения бутилового ксантогената и реагентов S-703, S-701, Б-100 доказали его способствование как снижению суммарного расхода собирателей на 30 %, так и уменьшению потерь цветных и благородных металлов с хвостами коллективной флотации и, вдобавок, улучшению результатов селекции [27].

Установлены собиратели, наиболее слабо флотирующие пирит - это диметилдитиокарбамат (ДМДК), изобутиловый дитиофосфат, новые модифицированные дитиофосфаты (СГМ-1), тионокарбамат, Берафлот 3035. Для продолжения исследований и практического использования на полиметаллической руде рекомендован собиратель Берафлот 3035. Особенность Берафлот 3035 в том, что он образовывает разные поверхностные соединения на пирите, халькопирите, галените, сфалерите [28, 29].

Одно из наиболее высокоперспективных направлений исследований в области повышения технологических показателей обогащения медно-цинковых руд - это поиск и разработка селективных комплексообразуюших реагентов (собирателей/депрессоров), которые репрессируют или активируют, а также селективно образуют гидрофильные или гидрофобные соединения с атомами меди, железа и цинка на поверхности сульфидных минералов.

Комплексный анализ результатов исследований взаимодействия сульфгидрильных собирателей с сульфидными минералами показал оптимальное сочетание ионогенных и неионогенных сульфгидрильных собирателей для использования в селективном флотационном разделении пирита, халькопирита и неактивированного сфалерита. В работе [30] показано, что оптимальный диапазон соотношения собирателей находится в пределах: 75-50% О-изопропил-Ы-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Со Ту, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бетехтин А.Г. Курс минералогии, под научн. ред/ А.Г.Бетехтин, Б.И. Пирогов, Б.Б. Шкурск - М.: КДУ, 2007. - 721 с.

2. Адамов Э. В. Технология руд цветных металлов/ Э. В .Адамов - М.: МИСиС, 2007. - 515 с.

3. Suzette M.K. Mineral commodity summaries/ M.K. Suzette, J. Sally - Reston, Virginia: U.S. Geological Survey, 2016. — 202 p.

4. Абрамов A.A. Флотационные методы обогащения/ A.A. Абрамов - М.: МГГУ, 2008. - 710 с.

5. Бочаров В.А. Технология обогащения полезных ископаемых: В2т. Т.1: Минерально-сырьевая база полезных ископаемых. Обогащение руд цветных металлов, руд и россыпей редких металлов / В.А. Бочаров, В.А. Игнаткина - М.: Руда и металлы, 2007. — 472 с.

6. Bulatovic S.M. Handbook of Flotation Reagents Chemistry Theory and Practice, Flotation of Sulfide Ores, Volume-1/ S.M. Bulatovic - Petersborough, Ontario, Canada.: Elsevier-Science. 2007. — 446 p.

7. Chandra A.P. Gerson A.R. A review of the fundamental studies of the copper activation mechanisms for selective flotation of the sulfide minerals, sphalerite and pyrite/ A.P. Chandra //Advances in Colloid and Interface Science. — 2009. — Vol. 145, — p. 97-110.

8. Finkelstein N.P. The activation of sulphide minerals for flotation: a review / N.P. Finkelstein // International Journal of Mineral Processing. — 1997. — Vol. 52. — p. 81-120.

9. Dichmann T.K. The role of copper ions in sphalerite-pyrite flotation selectivity/ T.K. Dichmann, J.A. Finch // Minerals Engineering. — 2001. — Vol. 4. Iss. 2. — p. 217-225.

10. Митрофанов С.И. Селективная флотация / С.И. Митрофанов — М.: Недра, 1967. — 584 с.

11. Богданов О.С. Теория и технология флотации руд/ О.С. Богданов, И.И. Максимов, А.К. Поднек - М.: Недра, 1990. - 363 с.

12. Бочаров В.А. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов/ В.А. Бочаров, М.Я. Рыскин - М.: Недра, 1993. — 305 с.

13. Шубов Л.Я. Запатентованные флотационные реагенты: Справочное пособие / Л.Я. Шубов - М.: Недра, 1992. — 362 с.

14. Богуш И.А. Кристалломорфологический анализ пирита из руд Комсомольского медно-колчеданного месторождения/ И.А. Богуш // ЗВМО. — 1991. — 120. — №3. — С. 43-48.

15. Самбаллхундэв Ц. Кристалломорфология пирита из скарнов и магнетитовых руд Сарбайского месторождения / Ц. Самбаллхундэв // ЗВМО. — 1998. — №3, — С. 295-300.

16. Прохоров В.Г. Пирит (к геохимии, минералогии, экономике и промышленному использованию)/ В.Г. Прохоров - Новосибирск: Наука, 1970. — 188 с.

17. Авдохин В.М. Окисление сульфидных минералов в процессах обогащения/ В.М.Авдохин, A.A. Абрамов - М.: Недра, 1989. — 232 с.

18. Чантурия В. А. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации/ В. А. Чантурия, В. Е. Вигдергауз - М.: ИД «Руда и Металлы», 2008. — 272 с.

19. Абрамов A.A. Флотация. Физико-химическое моделирование процессов / A.A. Абрамов - М.: Горная книга, 2010. — 607 с.

20. Рябой В.И. Применение аэрофлотов при флотации руд/ В.И. Рябой, В.А. Шендерович, В.П. Кретов// Обогащение руд. — 2005. — № 6. — С. 43-44.

21. Плаксин И.Н. Взаимосвязь энергетического строения кристаллов минерала с их флотационными свойствами/И.Н. Плаксин, Р.Ш. Шафеев, В.А. Чантурия// Труды VIII Международного конгресса по обогащению полезных ископаемых. - Л.: Механобр, — 1968. — Т. 2. — С. 1-8.

22. Абрамов А.А. Теоретические основы оптимизации селективной флотации сульфидных руд. / A.A. Абрамов - М.: Недра, 1978. — 280 с.

23. Игнаткина В.А. Развитие теории селективности действия сочетаний собирателей при флотации труднообогатимых руд цветных металлов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук: 25.00.13/ В.А. Игнаткина - М.,2011- 46 с.

24. Бочаров В.А. О взаимосвязи физико-химических свойств тонкодисперсных сульфидных пульп и результатов селективной флотации / В.А. Бочаров , В.А. Игнаткина// ГИАБ.2009. №2. — С.332 — 341.

25. Игнаткина В.А. Выбор селективных собирателей при флотации сульфидных минералов / В.А .Игнаткина // Цветные металлы. — 2009. — № 6. —

C.4 — 7.

26. Пунцукова Б.Т. Повышение селективности флотации колчеданных медно-цинковых руд с использованием сочетания ионогенных и неионогенных сульфгидрильных собирателей: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 25.00.13/ Б.Т. Пунцукова - М.,2010 - 30 с.

27. Игнаткина В.А. Исследования селективности действия сочетания ксантогената и дитиофосфата с тионокарбаматом/ В.А. Игнаткина, В.А. Бочаров, Б.Т. Пунцукова, Д.А. Алексейчук// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. —2010. —№ 3 —С. 105—115.

28. Ignatkina V.A. Combinations of different-class collectors in selective sulphide-ore flotation/ V.A. Ignatkina, V.A. Bocharov, B.T. Tubdenova (Puntsukova). // Journal of Mining Science, Springer New York. — 2010. —vol. 46. —No. 1 — p. 82—88.

29. Ignatkina V.A. Analysis of selectivity of thionocarbamate combinations with butyl xanthate and dithiophosphate/ V.A. Ignatkina, V.A. Bocharov, B.T. Puntsukova,

D.A. Alekseychuk// Journal of Mining Science, Springer New York. — 2010. —vol. 46. — No. 3—p. 324—332.

30. Бочаров В.А. Исследование применения ионогенных и неионогенных собирателей для повышения селективности флотации сульфидных руд/ В.А. Бочаров, В.А. Игнаткина, Б.Т. Пунцукова// ГИАБ Обогащение полезных ископаемых. — 2009. — № 14. — С . 456 — 471.

31. Игнаткина В.А. Применение композиций модифицированных собирателей для снижения флотируемости пирита при флотации сульфидных руд/

B.А. Игнаткина, В.А. Бочаров, Б.Т. Пунцукова// Материалы международного совещания «Плаксинские чтения». — 2009, Новосибирск, С. 168 — 170.

32. Зимин А.В.Разработка технологии обогащения медно-цинковых руд с предварительной отмывкой класса 5мм / А.В. Зимин, О.И. Скарин, Л.А. Немчинова и др. //Горный журнал. — 2010 , выпуск — №10, — С.57— 60

33. Немчинова Л.А. Интенсификация процесса селективной флотации медно-цинковых руд на основе химических и механических методов модифицирования поверхности цинковых минералов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 25.00.13/ Л.А. Немчинова - М., 2013 - 30 с.

34. Немчинова Л.А. Совершенствование технологии обогащения медных руд и конвертерных шлаков на обогатительной фабрике ОАО «СВЯТОГОР»/ Л.А. Немчинова, М.И. Ткаченко, Ю.Б. Алексеева // Горный журнал. - 2012г, - № 11. -

C. 20-23.

35. Зимбовский И.Г. Современные реагенты-собиратели для флотации медно-цинковых сульфидных руд/ И.Г. Зимбовский// Обогащение углей. Том 2 . Технологии, —2012. — С.117—122.

36. Асончик K.M. Повышение качества медного концентрата при флотации медно-цинковых руд Гайского месторождения / К.М.Асончик // Обогащение руд. — 2006. — №6 — С.7-9.

37. Асончик K.M. Разработка технологии обогащения медно-цинковой руды с получением медного концентрата высокого качества / К.М.Асончик, В.И.Рябой // Обогащение руд. — 2009. — № 1. — С.16-21.

38. Бочаров В.А. Способ флотации колчеданных пирротино-пиритных руд цветных и благородных металлов/ В.А. Бочаров, В.А. Игнаткина, Л.С. Хачатрян, М. И. Херсонский, А.А. Бондарев, В.Л. Комаровский// Патент 2499633 — 2013.11.27.

39. Горячев Б.Е. Особенности флотации пирита одного из медно-цинковых месторождений Уральского региона бутиловым ксантогенатом калия и дитиофосфатом натрия / Б.Е.Горячев, Наинг Лин У , А.А.Николаев // Цветные металлы. -2014. -№ 6. -С. 16 - 22.

40. Горячев Б.Е. Особенности влияния катионов меди, цинка и железа на флотируемость пирита одного из медно-цинковых месторождений Урала / Б.Е.Горячев, Наинг Лин У , А.А.Николаев // Цветные металлы. — 2015. — №1. -С.12-18.

41. Рябой В.И. Применение селективного собирателя при флотации медно-цинковых руд/ В.И. Рябой, K.M. Асончик, В.Н. Полькин и др.// Обогащение руд. -2008. -№ 3. -С. 20-22.

42. Горячев Б.Е. Принципы использования бутилового ксантогената калия и бутилового дитиофосфата натрия в разных циклах флотации медно-цинковых колчеданных руд / Б.Е.Горячев, Наинг Лин У , А.А.Николаев// (ноу-нау) НИТУ «МИСиС» 11-009-2014 ОИС. 24.04.2014.

43. Khmeleva T.N. Depression mechanisms of sodium bisulphite in the xanthate-induced flotation of copper activated sphalerite / T.N. Khmeleva, J. K. Chapelet, W. M. Skinner, D. A. Beattie // Int. J. Miner. Process. -2006. -Vol. 79. -Р. 61-75.

44. Dichmann T. K. The role of copper ions in sphalerite-pyrite flotation selectivity/ T. K. Dichmann, J. A. Finch // Minerals Engineering. -2001. -Vol. 4. -Iss. 2. -Р. 217-225.

45. Бочаров В.А. Технология селективной флотации колчеданных медно-цинковых руд / В. А. Бочаров, В. А. Игнаткина, Л.С. Хачатрян, А.Р. Макавецкас, А.А. Бондарев // Горный журнал. -2012. -№ 6. -С. 70-74.

46. Игнаткина В.А. Селективный реагентный режим флотации колчеданной медно-цинковой руды Юбилейного месторождения с использованием сочетания сульфгидрильных собирателей / В.А. Игнаткина, В.А. Бочаров, М.Н. Сабанова, Н.Н. Орехова// Цветные металлы. - 2012. -№ 2. -С. 16-20.

47. Ignatkina V.A. Influence of sulfhydryl collectors on formation of copper-ion-bearing precipitates in aqueous solutions/ V.A. Ignatkina, V. D. Samygin, V.A. Bocharov// Journal of Mining Science. -2009. -Vol. 45. - P. 75-59

48. Ignatkina V. A. Collecting Properties of Diisobutyl Dithiophosphinate in Sulfide Mineral Flotation from Sulfide Ore/ V. A. Ignatkina, V.A. Bocharov, F.G. D'yachkov // Journal of Mining Science. -2013. -Vol. 49. -No 5. -P. 795-802.

49. Николаев А.А. Физико-химические методы исследований флотационных систем/ А.А. Николаев. Лабораторный практикум .-2013. - 73 с.

50. Николаев А.А. О кинетике минерализации пузырька воздуха сфалеритом в условиях применения тиольных собирателей и их композиций. / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // Обогащение руд. -2016, - № 5. - С. 14 -18.

51. Классен B. И. Введение в теорию флотации. 2-е изд./ B. И. Классен, B.A. Мокроусов, M.: Госгортехиздат, - 1959. - 352с.

52. Кондратьев С.А. Минерализация пузырьков во флотационном процессе/С.А. Кондратьев// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -2004. -№ 1. -С. 99-107.

53. Verrelli D.I. Particle-bubble interaction and attachment in flotation/ D.I. Verrelli, P.T.L. Koh, A.V. Nguyen // Chemical Engineering Science. -2011. -Vol. 66, -Iss. 23. -P. 5910-5921.

54. Николаев А.А. Исследование закономерностей кинетики флотации неактивированного сфалерита композициями сульфгидрильных собирателей флотометрическим методом / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) ГИАБ -2015, -№ 6. - С. 86-95.

55. Бочаров В.А. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов/ В.А. Бочаров, М.Я. Рыскин. - М.: Недра, 1993. - 305 с.

56. Николаев А.А. Исследование фракционной селективности пирита и сфалерита с учетом кинетики их флотации композициями сульфгидрильных собирателей / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // Горный информационно -

аналитический бюллетень (научно-технический журнал) ГИАБ - 2015, № 9. - С. 95-105.

57. Николаев А.А. Исследование влияния типа сульфгидрильного собирателя на кинетику флотация галенита /А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев //

10-ая Международная научная школа молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых», М:ИПКОН РАН, - 2013.

- С. 334-336.

58. Николаев А.А. Исследование кинетики флотации сфалерита и пирита сочетаниями сульфгидрильных собирателей / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев //

11-ая Международная научная школа молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых», М:ИПКОН РАН, - 2014.

- С. 315-317.

59. Николаев А.А. Принципы использования сочетаний собирателей в циклах флотации медно-цинковых колчеданных руд / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // (Ноу-хау) НИТУ «МИСиС», 10-009-2014 ОИС. 24.04.2014.

60. Николаев А.А. Исследование влияния типа сульфгидрильного собирателя на флотируемость сульфидов цветных тяжёлых металов / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Материалы XVШ Международной научно-технической конференции. Екатеринбург, 3-4 апреля-2013. -С. 340-341.

61. Николаев А.А. Исследование кинетики флотации пирита композициями сульфгидрильных собирателей / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // X Конгресс обогатителей стран СНГ.Сборник материалов. Том II.- М :МИСиС. - 2015. -С. 642-646.

62. Николаев А.А. Исследование кинетики флотации неактивированного сфалерита композициями сульфгидрильных собирателей / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // X Конгресс обогатителей стран СНГ.Сборник материалов. Том II.-М :МИСиС. - 2015. - С. 646-650.

63. Николаев А.А. Кинетика флотации пирита композициями сульфгидрильных собирателей / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // «Научные

основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Материалы XX Международной научно-технической конференции. Екатеринбург, 15-16 апреля -2015. - С. 333-335.

64. Николаев А.А. Критерий селективности действия собирателя в коллективно-селективных циклах флотации сульфидных руд / А.А.Николаев, Со Ту, Б.Е.Горячев // Обогащение руд. - 2016, - № 4. - С. 23-28.

65. Горячев Б. Е. Принципы построения кинетических «ионных» моделей формирования сорбционного слоя собирателя на поверхности сульфидов цветных тяжелых металлов/ Б. Е. Горячев, А.А. Николаев// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -2013. -№ 3. - С. 169-178.