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

Б. Е. Горячев, профессор кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья
А. А. Николаев, доцент кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, эл. почта: nikolaevopr@mail.ru
Чжо Зай Яа, аспирант кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья
А. А. Моргун, магистр в области «Металлургия», кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья

Приведены результаты термодинамических расчетов состояния поверхности сфалерита в щелочных растворах тиольных собирателей. В качестве собирателей использовали бутиловый ксантогенат калия и дибутиловый дитиофосфат натрия, которые широко используют в практике флотации медно-цинковых и полиметаллических руд. Рассмотрено взаимодействие ксантогенатов и дитиофосфатов с поверхностью неактивированного и активированного сфалерита. Выполнены потенциометрические измерения сфалеритового электрода в слабощелочной среде в растворах тиольных собирателей до и после активации сфалерита медным купоросом. Определены области концентраций ионов собирателей и значения окислительно-восстановительных потенциалов, при которых образуются гидрофобные и гидрофильные соединения на поверхности сфалерита. Это позволяет лучше понять причины неудовлетворительной флотации сфалерита в коллективных и селективных циклах, а также повысить извлечение и содержание металла в концентрате. Взаимодействие поверхности неактивированного сфалерита с ксантогенат- и дитиофосфат-ионами на начальном этапе окисления минерала до элементной серы в слабощелочной минеральной суспензии невозможно. Проведены потенциометрические исследования сфалеритового электрода в слабощелочных водных растворах тиольных собирателей. В качестве активатора использовали растворы медного купороса. Установлено, что изменение электродного потенциала сфалеритового электрода зависит от концентрации как ксантогенат-, так и дитиофосфат-ионов. Это свидетельствует о том, что ионы обоих собирателей являются потенциалопределяющими для сфалерита. Экспериментально установленная функциональная связь неактивированного и активированного ионами меди сфалеритового электрода выявила, что могут быть условия для взаимодействия дибутилдитиофосфат-ионов со сфалеритом, несмотря на то что в литературе отсутствуют значения произведения растворимости дибутилдитиофосфата цинка.

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 А. А. Флотационные методы обогащения. — М. : Горная книга, 2017. — 600 с.
2. Авдохин В. М., Абрамов А. А. Окисление сульфидных минералов в процессе обогащения. — М. : Недра, 1989. — 231 с.
3. Абрамов А. А. Технология обогащения руд цветных металлов. — М. : Недра, 1983. — 359 с.
4. Абрамов А. А. Теоретические основы оптимизации селективной флотации сульфидных руд. — М. : Недра, 1978. — 280 с.
5. Митрофанов С. И. Селективная флотация. — М. : Недра, 1967. — 584 с.
6. Chen Y., Chen J., Lan L., Yang M. The influence of the impurities on the flotation behaviors of synthetic ZnS // Minerals Engineering. 2012. Vol. 27–28. P. 65–71.
7. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых : в 2 т. Т. 1: Минерально-сырьевая база полезных ископаемых. Обогащение руд цветных металлов, руд и россыпей редких металлов. — М. : ИД «Руда и Металлы», 2007. — 472 с.
8. Goryachev B. E., Nikolaev A. A. Principles of kinetic «ion» modeling of adsorptive collector layer at the surface of nonferrous heavy metal sulfides // Journal of Mining Science. 2013. Vol. 49, Iss. 3. P. 499–506.
9. Goryachev B. E., Nikolaev A. A., Lyakisheva L. N. Electrochemistry of galena oxidation as the basis for optimization of agent modes in flotation of polymetallic ores // Journal of Mining Science. 2010. Vol. 46, Iss. 6. P. 681–689.
10. Околович A. M., Фигуркова Л. И. Особенности флотации сфалерита из полиметаллических сульфидных руд. — М. : Наука, 1977. — 116 с.
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 // Adv. Colloid Interface Sci. 2009. Vol. 145. P. 97–110.
12. Finkelstein N. P. The activation of sulfide minerals for flotation: a review // Int. J. Miner. Process. 1997. Vol. 52. P. 81–120.
13. Popov S. R., Vučinić D. R. The ethylxanthate adsorption on copper-activated sphalerite under flotation-related conditions in alkaline media // International Journal of Mineral Processing. 1990. Vol. 30, Iss. 3/4. P. 229–244.
14. Finkelstein N. P. The activation of sulphide minerals for flotation: a review // International Journal of Mineral Processing. 1997. Vol. 52, Iss. 2/3. P. 81–120.
15. Fornasiero D., Ralston J. Effect of surface oxide/hydroxide products on the collectorless flotation of copper-activated sphalerite // International Journal of Mineral Processing. 2006. Vol. 78, Iss. 4. P. 231–237.

16. Ejtemaei M., Nguyen A. V. Characterisation of sphalerite and pyrite surfaces activated by copper sulphate // Minerals Engineering. 2017. Vol. 100. P. 223–232.
17. Liu J., Wang Yu., Luo D., Chen L., Deng J. Comparative study on the copper activation and xanthate adsorption on sphalerite and marmatite surfaces // Applied Surface Science. 2018. Vol. 439. P. 263–271.
18. Liu J., Wen S., Deng J. S., Chen X. M., Feng Q. C. DFT study of ethyl xanthate interaction with sphalerite (110) surface in the absence and presence of copper // Applied Surface Science. 2014. Vol. 311. P. 258–263.
19. Rao S.R., Nesset J. E., Finch J. A. Activation of sphalerite by Cu ions produced by cyanide action on chalcopyrite // Minerals Engineering. 2011. Vol. 24, Iss. 9. P. 1025–1027.
20. Wang J. Y., Liu Q. X., Zeng H. B. Understanding copper activation and xanthate adsorption on sphalerite by time-offlight secondary ion mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and in situ scanning electrochemical microscopy // J. Phys. Chem. 2013. Vol. 117 (39). P. 20089–20097.
21. Шуй Р. Т. Полупроводниковые рудные минералы. — М. : Наука, 1979. — 288 с.
22. Чантурия В. А., Вигдергауз В. Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. — М. : Изд. дом «Руда и Металлы», 2008. — 272 с.
23. Кисляков Л. Д., Козлов Г. В., Нагирняк Ф. И. Флотация медно-цинковых и медных руд Урала. — М. : Недра, 1966. — 387 с.
24. Сорокин М. М. Флотационные методы обогащения. Химические основы флотации. — М. : Изд. дом «МИСиС», 2011. — 410 с.
25. Каковский И. А., Koсиков E. M. Изучение кинетики окисления некоторых сульфидных минералов // Обогащение руд. 1975. № 3. С. 18–21.
26. Goryachev B. E., Nikolaev A. A. Galena oxidation mechanism // Journal of Mining Science. 2012. Vol. 48. P. 354–362.
27. Goryachev B. E., Nikolaev A. A. Interconnection between physical-chemical characteristics of two-component solid surface wetting and floatability of the same surface particles // Journal of Mining Science. 2006. Vol. 42, Iss. 3. P. 296–303.
28. Каковский И. A., Максимов А. В., Сабуров Л. В. Окисление некоторых сульфидов медно-цинковых руд на примере пирита // Обогащение руд. 1979. № 5. C. 16–19.