Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Москва, Россия:
Т. А. Иванова, ст. науч. сотр., эл. почта: tivanova06@mail.ru
В. А. Чантурия, академик
И. Г. Зимбовский, науч. сотр., канд. техн. наук
Е. В. Копорулина, главный геолог
Предложен качественный метод подтверждения химической адсорбции флотационных реагентов на поверхности минералов по окраске образовавшихся комплексных соединений. С помощью микроскопических исследований шлифов халькопирита, пирита и сперрилита, а также частиц пирита с искусственно нанесенными микрочастицами золота обнаружено соответствие цветов соединений, образовавшихся на минеральной поверхности после контакта с комплексообразующими реагентами и полученных при взаимодействии этих реагентов с соответствующими ионами металлов в растворе. В работе использованы флотационные реагенты 1-фенил-2,3-диметил-4-диметиламинопиразолон-5 (АМД), пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метан (МТХ), роданид аммония (NH4CNS), образующие цветные соединения с катионами меди, платины, золота и железа. На основе этих веществ синтезированы вещества-свидетели для цветовой идентификации новообразований на поверхности минералов. Получены: продукт окисления АМД катионами трехвалентного железа синего цвета, комплексы АМД с платиной ржаво-красного, с медью — голубого цвета. В присутствии роданида аммония получено соединение АМД с медью синего цвета. Синтезирован комплекс МТХ с ионами золота коричнево-красного цвета. Адсорбция реагентов на минералах осуществлялась из водных растворов. После промывки водой и высушивания образцов их поверхность исследовали, сравнивая с результатами, полученными до контакта с реагентами. Морфологию и элементный состав поверхности минералов и новообразований на них изучали на аналитическом растровом электронном микроскопе (РЭМ) LEO 1420VP с рентгеновским энергодисперсионным микроанализатором INCA 350. Для оценки цвета новообразований использовали оптический микроскоп Olympus Bx51 и лазерный сканирующий конфокальный микроскоп ЛСКМ KEYNCE VK-9700, сочетающий удобства цифрового оптического микроскопа, высокую точность, характерную для электронного микроскопа, и позволяющий получить изображение с реалистичной цветопередачей. Цветовая идентификация флотационных реагентов, адсорбированных на минеральной поверхности в виде окрашенных комплексных соединений, может служить дополнением к традиционным прямым и косвенным методам изучения механизма селективной адсорбции реагентов и способствовать правильному выбору условий для их эффективного применения.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ «Научная школа академика В. А. Чантурия» НШ-7608.2016.5.
Авторы выражают признательность В. А. Минаеву и А. Н. Краснову за исследования, выполненные на оптическом микроскопе Olympus Bx51 и лазерном микроскопе KEYNCE с VK-9700.
1. Hampton M. A., Plackowski C., Bruckard W. J., Nguyen F. V. In-Situ Investigation of sulfide mineral surface oxidation under controlled potential by combined atomic force microscopy and chronoamperometry // XXVI International processing congress (MPC) 2012 proceedings, New Delhi, India, 24–28 september 2012.
2. Гетман В. В., Гапчич А. О. Использование реагента МТХ при флотации мышьяковистой золотосодержащей руды // Обогащение руд. 2014. № 5. C. 22, 23.
3. Чантурия В. А., Иванова Т. А., Копорулина Е. В. О механизме взаимодействия диизобутил дитиофосфината натрия с платиной в водном растворе и на поверхности сульфидов // Физ.-техн. пробл. разраб. полез. ископаемых. 2009. № 2. С. 76.
4. Гетман В. В., Гапчич А. О. Исследование взаимодействия диизобутилдитиофосфината (ДИФ) с поверхностью сульфидов, содержащих эмульсионную вкрапленность золота // Обогащение руд. 2013. № 6. С. 18–21.
5. Иванова Т. А., Чантурия В. А., Зимбовский И. Г. Новые способы экспериментальной оценки селективности реагентов-собирателей для флотации золота и платины из тонко вкрапленных руд благородных металлов // Физ.-техн. пробл. разраб. полез. ископаемых. 2013. № 5. С. 127–137.
6. Чантурия В. А., Иванова Т. А., Чантурия Е. Л., Зимбовский И. Г. О механизме селективного действия 1-фенил-2,3-диметил-аминопиразолона-5 в процессе флотационного разделения сфалерита и пирита // Цветные металлы. 2013. № 1. С. 25–29.
7. Исходжанова И. В., Орлов М. Р., Григоренко В. Б., Лаптева М. А. Применение метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии для исследования коррозионных повреждений // Труды ВИАМ. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=806 (дата обращения 24.03.2016).
8. Jinhong Zhang, Wei Zhang. Applying an atomic force microscopy in the study of mineral flotation // Microscopy: Science, Technology, Applications and Education / еd. A. Méndez-Vilas, J. Díaz. 2010. FORMATEX. Microscopy Series. No. 4, Vol. 3. P. 2028–2034.
9. Hovis D. B., Heuer A. H. The use of laser scanning confocal microscopy (LSCM) in materials science // Journal of Microscopy. 2010. Vol. 240, No. 3. P. 173–180.
10. Антонов Д. Н., Бурцев А. А., Бутковский О. Я. Окрашивание поверхности металлов под действием импульсного лазерного излучения // Журнал технической физики. 2014. Т. 84, вып. 10. C. 83–86.
11. Клевцов Г. В., Мерсон Е. Д. О возможности использования конфокального лазерного сканирующего микроскопа для исследования микрорельефа поверхности разрушения металлических материалов // Фундаментальные исследования. 2012. № 11. С. 1185–1189.
12. Бусев А. И., Акимов В. К., Гусев С. И. Производные пиразолона как аналитические реагенты // Успехи химии. 1965. Т. ХХХlV, вып. 3. С. 565–583.
13. Thrombin from Bovine. Popular Documents [Электронный ресурс] // Certificate of Analysis, MSDS, See More. 05214044 Biomedicals. National Institute of Standards and Technology. Copyright. 2016. MP Biomedicals, LLC. Режим доступа : http://www.mpbio.com/product.php?pid=02154163
14. Lodzinska A., Golinska F., Rozploch F., Jesmanowicz A. // Pol. J. Chem. 1986. Vol. 60, No. 6. P. 389.