Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

Б. Е. Горячев, профессор
Наинг Лин У, аспирант
А. А. Николаев, доцент, эл. почта: nikolaevopr@mail.ru
А. А. Жебрикова, магистрант

Приведены результаты термодинамических расчетов формирования сорбционного слоя собирателя на поверхности пирита в водных растворах сульфгидрильных собирателей при pH = 8–12. В качестве собирателей использовали бутиловый ксантогенат калия и дибутиловый дитиофосфат натрия. В расчетах рассмотрен случай окисления сульфидной серы пирита до элементной и тиосульфатной. Показано, что состав сорбционного слоя собирателя на поверхности минерала зависит от глубины окисления серы пирита. В начальной стадии окисления вероятно образование физической формы сорбции собирателя — бутилового диксантогенида или дисульфида дибутилдитиофосфата. Для бутилового ксантогената калия термодинамическая возможность образования двух форм сорбции не зависит от степени окисления серы пирита. Проведены потенциометрические исследования пиритного электрода в щелочных (рН = 10) растворах бутилового ксантогената калия и дибутилдитиофосфата натрия переменной концентрации. В качестве реагента-регулятора среды использовали известь. Установлено, что внесение собирателя в щелочные растворы приводило к снижению окислительно-восстановительного потенциала раствора, что свидетельствует о восстановительных свойствах исследованных собирателей. Электродный потенциал пирита оставался постоянным при изменении концентрации тиольных собирателей, что свидетельствует о невозможности их взаимодействия с поверхностью электрода в данных условиях. Электродный потенциал платинового электрода функционально зависел от концентрации ксантогенат-ионов и практически не зависел от концентрации дитиофосфат-ионов в исследованных растворах. Это свидетельствует о возможности формирования диксантогенида при окислении ксантогенат-ионов растворенным в жидкой фазе кислородом и проблематичности такого окисления для дибутилдитиофосфат-ионов.

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 RFMEFI57514X0085.

1. Абрамов A. A. Технология обогащения руд цветных металлов. — М. : Недра, 1983. — 359 с.
2. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых. Т. 2. Минерально-сырьевая база полезных ископаемых. Обогащение руд цветных металлов, руд и россыпей редких металлов. — М. : Руда и Металлы, 2007. — 472 с.
3. Асончик K. M. Повышение качества медного концентрата при флотации медно-цинковых руд Гайского месторождения // Обогащение руд. 2006. № 6. С. 7–9.
4. Асончик К. М., Рябой В. И., Полькин В. Н., Трубечкова Н. С., Аксенова Г. Я. Разработка технологии обогащения медно-цинковой руды с получением медного концентрата высокого качества // Обогащение руд. 2009. № 1. С. 17–20.
5. Abraitis P. K., Pattrick R. A. D., Vaughan D. J. Variations in the compositional, textural and electrical properties of natural pyrite: a review // Int. J. Miner. Process. 2004. Vol. 74. No. 1–4. P. 41–59.
6. Абрамов А. А. Теоретические основы оптимизации селективной флотации сульфидных руд. — М. : Недра, 1978. — 280 с.
7. Авдохин В. М., Абрамов А. А. Окисление сульфидных минералов в процессах обогащения. — М. : Недра, 1989. — 231 с.
8. Bulut G., Arslan F., Atak S. Flotation behaviors of pyrites with different chemical compositions // Minerals and Metallurgical Processing. 2004. Vol. 21, No. 2. P. 86–92.
9. Miller J. D., Du Plessis R., Kotylar D. G., Zhu X., Simmons G. L. The low-potential hydrophobic state of pyrite in amyl xanthate flotation with nitrogen // Int. J. of Mineral Processing. 2002. Vol. 67, No. 1–4. P. 1–15.
10. Caldeira C. L., Ciminelli V. S. T., Dias A., Osseo-Asare K. Pyrite oxidation in alkaline solutions: nature of the product layer // Int. J. of Mineral Processing. 2003. Vol. 72, No. 1–4. P. 373–386.
11. 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 // Advances in Colloid and Interface Science. 2009. Vol. 145. P. 97–110.
12. O'Connor C.T., Mills P. J. T. The effect of temperature on the pulp and froth phases in the flotation of pyrite // Miner. Eng. 1990. Vol. 3, No. 6. P. 615–624.
13. Chander S. A brief review of pulp potentials in sulfide flotation // Int. J. of Mineral Processing. 2003. Vol. 72, No. 1–4. P. 141–150.
14. Wang X. H., Forssberg K. S. E., Bolin N. J. Thermodynamic calculations on iron-containing sulphide mineral flotation systems. The stability of iron-xanthates // Int. J. of Mineral Processing. 1989. Vol. 27. P. 1–19.
15. Горячев Б. Е., Николаев А. А. Термодинамика взаимодействия сульфидов цветных тяжелых металлов с сульфгидрильными собирателями при неполной информации о стандартных энергиях образования исходных веществ и продуктов реакции (на примере галенита) // Известия вузов. Цветная металлургия. 2014. № 4. С. 3–8.
16. Николаев А. А., Горячев Б. Е. Термодинамика взаимодействия хромат-ионов с минеральным комплексом полиметаллических руд. Халькопирит // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2013. № 5. С. 3–9.
17. Горячев Б. Е., Николаев А. А. Механизм протекания процесса окисления галенита // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 2. С. 150–159.
18. Горячев Б. Е., Наинг Л. У., Николаев А. А. Особенности флотации пирита одного из медно-цинковых месторождений Уральского региона бутиловым ксантогенатом калия и дитиофосфатом натрия // Цветные металлы. 2014. №. 6. С. 16–22.
19. Hintikka V. V., Leppinen J. O. Potential control in the flotation of sulphide minerals and precious metals // Minerals Engineering. 1995. Vol. 8, No. 10. С. 1151–1158.
20. Allison S. A., Goold L. A., Nicol M. J., Granville A. A determination of the products of reaction between various sulphide minerals and aqueous xanthate solutions and a correction of the products with electrode rest potentials // Metall. Tans. 1972. No. 3. P. 2613–2617.
21. Pritzker M. D., Yoon R. H. Thermodynamic calculations on sulfide flotation systems, II. Comparisons with electrochemical experiments on the galena-ethyl xanthate system // International Journal of Mineral Processing. 1987. Vol. 20, No. 3–4. P. 267–290.
22. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. — М. : Руда и Металлы, 2008. – 272 с.
23. Сорокин М. М. Флотационные методы обогащения. Химические основы флотации. — М. : Издательский дом «МИСиС», 2011. — 411 с.
24. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. — М. : Химия, 1979.
25. Глембоцкий А. В. Физикохимия флотационных процессов. — М. : Недра, 1972. — 392 с.
26. Каковский И. А., Силина Е. И. Термодинамический метод исследования флотационных реагентов // Труды научно-исследовательского и проектного института «Уралмеханобр». — Свердловск, 1962. Вып. 9.
27. Каковский И. А., Щекалева Р. Н. О применении физико-химических методов в исследованиях по теории флотации // Теоретические основы и контроль процессов флотации. — М. : Наука, 1980. С. 94—105.