книги / Флотационные реагенты

№2616107/22—02; Опубл. в Б.И., 1981, № 46; МКИ В 03 Б 1/02.

5.Седченко З.И., Селиванова Н.В., Шохин В.Н., Сафин Х.Ш. Особенности механиз­ ма действия реагента ВС-2 при флотации барита в присутствии других несульфидных минералов. - Труды ВНИИ цветной металлургии, 1979, вып. 33, с. 103-113.

6.Ледерер Э.Л\ Коллоидная химия мыл. Т. 1. Свойства растворов мыл. М.: Госиз­ дат легкой пром-сти, 1934. 325 с.

7.Барский Л.А. Плаксин И.Н., Тюрникова В.И. Повышение эффективности дейст­ вия оксигидрильных собирателей. - Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо, 1961, №1, с. 152-158.

8.Голиков А.А., Зарукина И.В., Тюрникова В.И. О повышении качества барито­ вых концентратов на Кентауской фабрике. - Цв. металлы, 1977, № 8, с. 76-78.

9.Голиков А.А., Зарукина И.В., Тюрникова В.И. Флотационное обогащение барит­ содержащих руд с силикатными и карбонатными вмещающими породами. - В кн.: Вещественный состав и обогатимость минерального сырья. М.: Наука, 1978, с. 229233.

10.Зарукина И.В., Голиков А.А. Условия эффективной флотации барита при обогащении Карагайлинских руд. - Цв. металлы, 1983, № 4, с. 97-98.

УДК 622.765:622.344 (043)

ПРИМЕНЕНИЕ РЕАГЕНТОВ-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ ФЛОТАЦИИ КОЛЧЕДАННЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД

Р.А. Кязнмов, А.З. Ахмедов, Н.Г. Клименко, Н.Д. Клюева

Сложный вещественный состав полиметаллических руд, взаимное влия­ ние минералов на изменение их технологических свойств, отсутствие на­ дежных способов дезактивации пирита без ухудшения флотации галени­ та предопределяют поиск новых реагентов и изучение механизма их взаимо­ действия с минералами.

Весьма актуальным при обогащении колчеданных руд является изыска­ ние путей восстановления флотируемости галенита, понижающейся в при­ сутствии пирита за счет интенсивно протекающих окислительно-восста­ новительных реакций вследствие электрохимического взаимодействия между этими минералами. Не менее важным для колчеданных руд явля­ ется поиск реагентов, снижающих флотируемость пирита в цикле медносвинцовой флотации.

Одним из наиболее перспективных направлений интенсификации фло­ тационного процесса при обогащении руд цветных металлов следует счи­ тать применение комплексообразователей. Используя их способность образовывать различные по прочности и устойчивости соединения на по­ верхности минералов или в объеме жидкой фазы пульпы, можно целе­ направленно управлять состоянием поверхности минералов, а следова­ тельно, и флотационным процессом.

В настоящей работе изучено действие комплексообразователя этилен­

диаминтетраацетата натрия (ЭДТА), который известен из фазового ана­ лиза как растворитель сульфоксидных и карбонатных соединений свин­ ца [1, с. 67, 68].

ЭДТА образует очень устойчивые и прочные хелатные соединения с большинством катионов при различных значениях рН раствора. Так, кон­ станта образования комплекса ЭДТА с ионом свинца при 20°С и ионной силе, равной 0,1, составляет 1§Крьу = 18,04, где V — анион ЭДТА [2]. При этом металл замещает атомы водорода карбоксильных групп СООН, а также связывается координационной связью с атомами азота:

с минералом реакция будет протекать лишь с окисными соединениями, не затрагивая поверхность сульфида.

Очень важно то обстоятельство, что с ионами металла в различных условиях образуются комплексные соединения строго определенного состава, а именно такие, в которых отношение металла к лиганду равно 1:1. Это достоинство ЭДТА позволяет: во-первых, исключить ступенча­ тое протекание реакций, приводящее к нестехиометричности соотноше­ ний между металлом и комплексообразующим реагентом; во-вторых, учитывая толщину окисной пленки на галените ( 1 —20 условных моно­ слоев), использовать небольшое количество реагента-комплексообразо- вателя.

Для проверки высказанной гипотезы исследована сравнительная сорб­ ционная способность галенита с различной степенью окисленности и изу­ чена гидрофобизация его поверхности. Электрохимическими методами (измерением электродных потенциалов, исследованием кинетики мине­ рализации воздушных пузырьков) определено, что даже небольшие до­ бавки ЭДТА восстанавливают окисленную поверхность галенита до ис­ ходного состояния.

Исследования по влиянию ЭДТА на фпотоактивность галенита в при­ сутствии окислителя (перекиси водорода) и с предварительным удале­ нием его избытка (рис. 1) проводились в растворах с различным значе­ нием рН. Растворимость свинцовых соединений контролировалась ана­

Из сопоставления данных рис. 1 видно, что во всех исследованных растворах при наличии в жидкой фазе избытка окислителя идет непре­ рывный процесс окисления и восстановления флотационной активности галенита. При отсутствии избытка перекиси водорода указанное явление не наблюдается. Если в первом случае для достижения максимального

с , т \ л / ; м г / л

Р и с. 1. Зависимость извлечения свинца в концентрат (1) и жидкую фазу (2) от кон­ центрации ЭДТА (С) при флотации галенита в различных средах в присутствии окис­ лителя (а) и с предварительным удалением избытка окислителя (б)

извлечения требуется 100 мг/л трилона Б, то во втором случае достаточ­ но 20 мг/л.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о том, что активирующее действие ЭДТА определяется способностью комплек­ совбразователя частично растворять сульфоксидную пленку на поверх­ ности галенита, повышая тем самым его сродство к ксантогенату. Ла­ бораторные и полупромышленные испытания ЭДТА при обогащении кол­ чеданных руд трех месторождений подтвердили эффективность рекомен­ дуемого реагента и позволили увеличить извлечение свинца на 3—5% с одновременным увеличением извлечения меди на 2—3%.

В поисках нового реагента для депрессии пирита были испытаны комп­ лексов бразователи другого типа — красители, в частности нигрозин. В литературе имеются сведения о проявлении депрессирующих свойств этого реагента по отношению к углистым сланцам и углеродсодержаще­ му пириту [3].

Применение нигрозина в наших работах при обогащении колчеданных руд позволило повысить качество медного и свинцового концентратов за счет снижения флотируемости пирита. Для наиболее эффективного использования нового реагента необходимо было определить механизм его взаимодействия с минералами, установить, связывает ли он поверх­ ностные ионы, ответственные за сорбцию собирателя, или же вносит из­ менения в структуру адсорбционного слоя самого собирателя. Механизм взаимодействия определяет место подачи реагента во флотационном про­ цессе.

Нами было детально исследовано влияние нигрозина на сорбцию ксантогената пиритом, халькопиритом и галенитом при предварительной и последовательной их обработке. Исследования проводились на мономи-

Влияние нигрозина на сорбцию ксантогената на поверхности галенита и пирита

таты опытов, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что пред­ варительная обработка поверхностей минералов нигрозином способству­ ет снижению сорбции ксантогената, причем в значительно большей степе­ ни на пирите (~75% ), чем на галените (~25% ).

Полученные данные подтверждены результатами радиометрических измерений. Так, на галените с чистой поверхностью сорбция ксантоге­ ната составляет 5,2 мг/г, а с обработкой нигрозином - 4,75 мг/г; на пи­ рите эти величины равны 3,27 и 0,66 мг/г соответственно.

Исследования максимального насыщения сульфидных минералов ниг­ розином подтверждают различия в характере закрепления реагента на рассматриваемых минералах. Для пирита максимальная сорбционная емкость по нигрозину достигается при первом контакте, последующие три обработки дают нулевую сорбцию. Для галенита же поглощение кра­ сителя продолжает нарастать с увеличением числа обработок, хотя, как и в случае пирита, понижение сорбции ксантогената определяется пер­ вой обработкой нигрозином.

Указанные различия в действии реагента на поверхность сульфидов были изучены на примере взаимодействия красителя с соответствующи­ ми растворимыми солями свинца и железа (азотнокислым свинцом, суль­ фатом закисного и окисного железа). Измерение электронных спектров эквимолекулярных смесей растворов нигрозина и первых двух солей выявило лишь незначительные изменения в видимой области.

При смешивании раствора реагента с сернокислым окисным железом образуется аморфный темно-коричневый осадок, который при встряхи­ вании переходит в тонкодисперсное состояние. Кислотность раствора соответствует началу образования гидроокиси железа. Присутствие в растворе тяжелых молекул красителя способствует коагуляции гидро­ окиси в виде объемного комплекса [хРе(ОН) 3 -у (нигрозин)], связан­ ного слабыми дисперсными силами.

в растворах; I I — область сорбции; I I I — область десорбции

Энергичное встряхивание приводит к разрыву этих связей, разруше­ нию комплекса с выделением составных компонентов (нигрозин ухо­ дит в раствор, а гидроокись железа переходит в тонкодисперсное состоя­ ние) . В спокойном состоянии окраска раствора снова исчезает. Элект­ ронный спектр отфильтрованного прозрачного и бесцветного раствора показал полное отсутствие в нем нигрозина и железа.

Изучение вопроса десорбции нигрозином производных ксантогената, находящихся на поверхности минералов, велось по изменению элект­ родного потенциала в широкой области концентраций водородных ионов.

и нигрозина, имеет наибольшее значение в средах со значениями рН, рав­ ными 6,5 и 7 (55 мВ).

Эта же величина, характеризующая галенитовый электрод, обработан­ ный в тех же условиях, равна 3—5 мВ. Смещение равновесных потенциа­ лов электродов в сторону более положительных значений является, ви­ димо, следствием протекания процесса десорбции, наиболее сильно вы­ раженного по отношению к поверхности пирита.

Радиометрические исследования подтвердили увеличение степени де­ сорбции ксантогената нигрозином. При этом с поверхности пирита в раст­ вор переходит в 3 раза больше собирателя, чем с галенита.

Можно полагать, что различие в десорбирующем действии нигрози­ на обусловлено различным составом сорбционных слоев на поверхности этих минералов. По данным авторов [5], сорбционный слой на галени­ те представлен ксантогенатом свинца (52,9%) и сульфидоксантогенатом свинца (34,1%); на халькопирите - диксантогеном (52,0%) и сульфи­ доксантогенатом меди (48,0%); на пирите в основном —диксантогеном (78,3%) и сульфидоксантогенатом (21,7%).

Исходя из этого мы попытались получить сравнительные данные по растворимости бутиловых ксантогенатов меди и свинца, а также диксантогенида в воде и нигрозине. Значения концентраций их в воде равны соответственно 0,81; 0,48; 0,69 мг/л, тогда как в нигрозине для первых двух изменений практически не бьло, а для диксантогенида величина возрастала до 4,31 мг/л.

Полученные данные позволяют заключить, что одной из причин, обус­ ловливающей значительную десорбцию собирателя с поверхности пири­ та, а также халькопирита, является удаление с их поверхности диксанто­ генида за счет его большей растворимости в нигрозине, чем в воде.

Изучение ОВП смесей растворов различных концентраций показало отсутствие химического взаимодействия между ксантогенатом и нигро­ зином. Это подтверждается также методом электронной спектроскопии Проведенные исследования позволили сделать выводы относительно ме ханизма депрессирующего действия нигрозина на пирит.

Известно, что окислителем ксантогената на пирите выступают поверх* ностные ионы трехвалентного железа. Можно полагать, что предваритель­ ная обработка пирита раствором нигрозина приводит к тому, что значи­ тельная часть этих ионов будет занята молекулами красителя, протека­ ние окислительно-восстановительных процессов затруднится и, следо­ вательно, сорбция ксантогената понизится. При достижении критической концентрации поверхностного комплекса трехвалентного железа с ниг­ розином произойдет его отслоение с поверхности пирита, которая оста­ ется при этом обедненной ионами трехвалентного железа, что затруднит окисление ксантогената.

Таким образом, добавка нигрозина перед введением ксантогената при­ водит к повышению депрессии пирита и тем самым будет способство­ вать увеличению содержания основных компонентов в медносвинцо­ вом концентрате. Добавка нигрозина в перечистные операции увеличит депрессирующее действие красителя за счет растворения диксантогени­ да с поверхности сфлотировавшегося пирита и в значительно меньшей степени скажется на десорбции ксантогената с поверхности халькопирита и галенита, что также приведет к повышению селективности процесса.

Лабораторные и полупромышленные испытания нигрозина при пода­ че его в голову процесса (30 г/т) и в перечистные операции медно-свин­ цового концентрата (20 г/т) обеспечили повышение качества медного концентрата на 7—10% и свинцового — на 6—9%, показали возможность упрощения схемы обогащения и исключения или сокращения расхода цианида. Проведенные исследования позволили:

а) установить активацию окисленного галенита солями этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) за счет растворения окисленных суль­ фоксидных соединений, с которыми реагент образует растворимые комплексы;

б) найти новый реагент-краситель — нигрозин для депрессии пирита, определяемой процессами гидрофилизации минерала в результате обра­

иснижают потери свинца в хвостах флотации.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Филиппова Н А. Фазовый анализ руд цветных металлов и продуктов их пере­ работки. М.: Металлургиздат, 1963.185 с.

2. Алексеев В.Н. Количественный анализ./М.: Химия, 1972.102 с.

3.Клименко Н.Г., Калашникова Т.М., Клюева НД. и др. Усовершенствование схемы обогащения угперодсодержащих свинцово-цинковых руд. - Цв. металлы, 1981, № 10, с. 100-102.

4.Плаксин И.Н., Околович АМ . Ксантогенат в жидкой фазе флотационной пуль­ пы. - В кн.: Контроль распределения ксантогената в процессе флотации. М.: Наука. 1965, с. 26-48.

5.Леонов С.Б., Комогорцев Б.В. Водные растворы бутилового ксантогената ка­ лия, диксантогенида и их взаимодействие с сульфидными минералами. Иркутск: Вост-Сиб. кн. изд-во, 1969. 59 с.

УДК 622.765

РЕАГЕНТЫ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ РУД НА ЛЕНИНОГОРСКОМ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОМ КОМБИНАТЕ

Т.Ф. Полторанина, В.М. Санин, И.И. Бершов, Т.Г. Гетман

Совершенствование реагентного режима обогащения руд, перераба­ тываемых на Лениногорской обогатительной фабрике, осуществляется на основе улучшения использования старых, широко выпускаемых оте­ чественной промышленностью реагентов, а также за счет применения но­ вых реагентов. Работы по исследованию и внедрению новых реагентных режимов проводятся совместно с научно-исследовательскими институтами.

В качестве вспенивателей на фабрике используются реагенты Э-1 и Т-80 [1, 2]. Применение пенообразователя Э-1 , рекомендованного инсти­ тутом Гинцветмет, существенно повысило показатели обогащения в кол­ лективном, цинк-пиритном и цинковом циклах флотации [3].

Испытаны и рекомендованы к промышленному внедрению в циклах селекции пенообразователи ИМ-72, ЛВ и метилизобутилкарбинол (МИБК).

ИМ-72 (водный раствор капролактама) является более селективным по сравнению с реагентом Т-66 [4]. Использование его позволило повы­

сить селективность обогащения руд одного из месторождений на 3—4% и Риддер-Сокольного месторождения на 5% за счет увеличения извлече­ ния минералов меди и свинца и увеличения потерь цинка в медно-свин­ цовом концентрате. Промышленные испытания, проведенные совместно с институтом Механобр, и длительный опыт работы Лениногорекой обога­ тительной фабрики на реагенте ИМ-72 (1976-1979 гг.) свидетельствуют о перспективности его использования в циклах селекции полиметалли­ ческих руд.

Использование сочетания вспенивателей ИМ-72 и Т-66 в соотношении 1:1 при обогащении полиметаллической руды одного из месторожде­ ний позволяет получить более подвижный, легко транспортируемый пен­ ный продукт в медно-свинцовом цикле. Вследствие уменьшения потерь цинковых минералов за счет механического извлечения в медно-свинцо­ вый концентрат качество последнего существенно повысилось, что при­ вело к улучшению условий селективной флотации медных и свинцовых минералов.

В результате повышены качество медного и свинцового концентра­ тов и извлечение металлов в них. Потери цинка в медный и свинцовый концентраты уменьшились с 4,14 до 3,21% при работе на сочетании вспенивателей. За счет улучшения селективности обогащения увеличилось извлечение металлов в одноименные концентраты. Суммарный прирост извлечения металлов составил 4,85%. Потери металлов с отвальными продуктами остались примерно одинаковыми: 20,08 и 20,35% по срав­ ниваемым периодам.

МИБК испытан в цикле медно-свинцовой флотации при обогащении сульфидной полиметаллической руды Риддер-Сокольного месторожде­ ния. Оценка действия метилизобутилкарбинола производилась в сравне­ нии с реагентом Т-66, применяемым в то время на фабрике. Испытания показали, что применение МИБК при расходе, в 1,5 раза меньшем по срав­ нению с расходом Т-66, позволяет улучшить селекцию минералов в мед­ но-свинцовом цикле и повысить суммарное извлечение металлов на 3,4% (табл. 1). МИБК'рекомендован к промышленному внедрению.

ЛВ — побочный продукт производства диметилдиоксана (предложен Ленинградским горным институтом). При обогащении медной №>уды при­ менение одного ЛВ или в сочетании с Т-80 обеспечивает получение прак­ тически одинаковых технологических показателей. Использование вспенивателя ЛВ в цикле медно-свинцовой флотации руды РиддерЦокольно­ го месторождения позволяет повысить селективность обогащения на 3,4—3,6% по сравнению с реагентом Т-80. Он рекомендован к промышлен­ ному внедрению.

В качестве собирателей на фабрике используются бутиловый ксантогенат и его сочетание с углеводородным собирателем — трансформатор­ ным маслом. Применение в коллективном цикле флотации в качестве дополнительного собирателя отработанного трансформаторного масла улучшило флотируемость сростков полезных минералов с пустой поро­ дой и наряду с повышением тонины помола руды привело к снижению потерь золота с коллективными хвостами на 1,97%. Трансформаторное масло применяется в контрольной операции и дозируется в виде водной эмульсии, стабилизированной вспенивателем Э-1.

Таблица 1

Технологические показатели при работе на различных вспенивателях

40 реагентов. Показана перспективность применения сочетания бутило­ вого ксантогената с высокомолекулярными ксантогенатами С5-С 6, ами­ ловым и тиоациланилидом (ТАА).

Проведены промышленные испытания использования сочетания бу­ тилового ксантогената и ТАА в цикле коллективной флотации сульфид­ ной руды Риддер-Сокольного месторождения. В технологический процесс ТАА дозировался капельными питателями в смеси со вспенивателем Э-1 (в соотношении 1:1) из расчета замены 25% расхода бутилового ксанто­ гената.

По результатам балансового периода испытаний применение ТАА обес­ печило снижение потерь с коллективными хвостами меди на 0,7%, свинца на 0,6% и цинка на 2,3% (табл. 2).

Нормальный додециловый меркаптан испытан в лабораторных усло­ виях. Его применение в коллективном цикле флотации весьма эффектив­ но: при расходе 80 г/т руды увеличивается извлечение всех полезных ком­ понентов, выход коллективного концентрата, уменьшается в 1,5 раза по