Горный институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия

Е. А. Базарова, ведущий технолог, эл. почта: e.bazarova@ksc.ru
Г. В. Митрофанова, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: g.mitrofanova@ksc.ru
Е. В. Черноусенко, старший научный сотрудник, эл. почта: e.chernousenko@ksc.ru

Представлены результаты исследований, проведенных в целях оценки использования бифункциональных соединений комплексообразующего типа с карбоксильной и азот-содержащей функциональными группировками в качестве реагентов-собирателей при флотации сульфидных медно-никелевых руд. В лабораторных условиях синтезированы и опробованы азотсодержащие монопроизводные о-фталевой кислоты с гидроксаматной, гидразидной и амидной группировками: моногидроксиамид (МГАФК), моногидразид (МГФК), моноамид (МАФК) и бутиламид (С4-ФК). Использование незамещенных монопроизводных, во-первых, упростит схему синтеза, во-вторых, позволит оценить вклад бензольного кольца во флотационные свойства соединений. Синтез С4-ФК обоснован тем, что в его молекуле содержится такой же углеводородный радикал, что и в молекуле бутилового ксантогената – традиционного собирателя для флотации сульфидных руд. Также изучены комплексообразующие свойства полученных соединений по отношению к ионам никеля (II) и меди (II). Образование комплексных соединений подтверждено методами ИК- и рамановской спектроскопии по смещению характеристических полос поглощения функциональных групп на спектрах индивидуальных соединений и их комплексов. Флотационными испытаниями показано повышение извлечения никеля и меди в черновой концентрат при использовании реагентного режима, в котором используют монопроизводные о-фталевой кислоты в сочетании с ксантогенатом и аэрофлотом. При применении собирательной смеси ксантогенат + комплексообразующий реагент в различных массовых соотношениях наблюдается прирост в извлечении никеля в черновой концентрат от 1,1 до 2,2 %. Работа направлена на возможность расширения спектра флотационных реагентов для флотации тонковкрапленных медно-никелевых руд, а также сульфидных руд цветных металлов, обеспечивающих повышение технологических показателей.

1. Ожогина Е. Г., Якушина О. А., Иоспа А. В. Особенности минералогического изучения руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 5. С. 300–303.
2. Скамницкая Л. С., Каменева Е. Е. Изучение газово-жидких включений в минералах с позиций технологической минералогии // Обогащение руд. 2005. № 2. С. 31–36.
3. Bhambhanian T., Patra P., Nagaraj D. R., Somasundaran P. Plate type gangue minerals and their impact on flotation performance // Proceeding IMPC – 2014. Vol. 2. P. 331–340.
4. Maak S., Kamradt A., Borg G. Mineralogical and geochemical characteristics of alkaline phosphate ore from a supergene zone in the Catalao Region, Brazil // Conference Paper Conference: Life with Ore Deposits on Earth – 15th SGA Biennial Meeting 2019, At Glasgow, Scotland. P. 916–919.
5. Khandrika S. M., Patra P., Somasundaran P., Bhambhanian T. Physicochemical interactions of mineral fines and their effects on selective mineral separations // Proceeding IMPC – 2014. Vol. 2. P. 349–358.
6. Комогорцев Б. В., Вареничев А. А. Применение селективных реагентов-собирателей в технологиях флотационного обогащения золотосодержащих сульфидных руд // ГИАБ. 2016. № 12. С. 231–242.
7. Kumar D., Goverapet Srinivasan S., Jain V., Rai B. Understanding flotation processes at the atomic scale using density functional theory – A case study on adsorption of 2-Mercaptobenzothiazole on chalcopyrite and pyrite surfaces // Applied Surface Science. 2022. Vol. 579. P. 1–11.
8. Guner M., Akyildiz O., Basarir H., Kowalczuk P. Exploring the impact of thiol collectors system on copper sulfide flotation through machine learning-driven modeling // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2024. Vol. 60, Iss. 4. P. 1–20.
9. Зимбовский И. Г. Современные реагенты-собиратели для флотации медно-цинковых сульфидных руд // ГИАБ. 2013. № 5. С. 117–122.
10. Рябой В. И. О поверхностных реакциях флотореагентов с минералами на основе их донорно-акцепторного взаимодействия // Обогащение руд. 2008. № 6. С. 24–30.
11. Черноусенко Е. В., Каменева Ю. С. Использование реагентов-собирателей Tecflote при флотации медно-никелевых руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. № 6. С.150–161.
12. Buckley A. N., Denman J. A., Hope G. A. The adsorption of n-octanohydroxamate collector on cu and fe oxide minerals investigated by static secondary ion mass spectrometry // Minerals. 2012. No. 2. P. 493–515.
13. Трошанин Н. В., Бычкова Т. И., Неклюдов В. В., Климовицкий А. Е. Гомо- и гетеролигандные комплексные соединения меди(II) с гидразидами некоторых ароматических кислот и l-гистидином // Журнал неорганической химии. 2020. T. 65, № 1. С. 56–64.
14. Bazarova E. A, Chernousenko E. V., Mitrofanova G. V. Search for new amide class collecting agents and study of their flotation activity in the process of copper-nickel ore flotation // Non-ferrous Metals. 2023. No. 2. P. 3–9.
15. Julapong P., Numprasanthai A., Tangwattananukul L., Juntarasakul O. et al. Rare earth elements recovery from primary and secondary resources using flotation: a systematic review // Applied Sciences. 2023. Vol. 13, Iss. 14. P. 1–21.
16. Moghaddam M. M., Boulanger J.-F., Coudert L., Somot S. et al. Assessment of the impact of grinding conditions and water quality on the flotation of rare earth elements bearing minerals using hydroxamic acid // The Canadian Journal of Metallurgy and Materials Science. 2024. Vol. 63. P. 646–656.
17. Mayo D., Miller F., Hannah R. Notes on the Interpretation of Infrared and Raman Spectra. Chapter 8: Amides, Carboxylate Ion, and C–O Single Bonds Course. – USA : Wiley, 2004. P. 205–215.
18. Пат. 2828519 РФ, MПК B03D 1/00 (2024.08). Способ флотации сульфидных медно-никелевых руд / Базарова Е. А., Каменева Ю. С., Черноусенко Е. В., Митрофанова Г. В. ; заявл. 23.04.2024 ; опубл. 14.10.2024. – 11 с.