Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Анциферова С.А. 1 Маркосян С.М. 1 Суворова О.Н. 1

---

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук

Приведены результаты исследований влияния сернисто-ароматического концентрата (САК) и его сочетаний с бутиловым ксантогенатом калия (БКК) на эффективность флотации золотосодержащего пирита различной крупности. Для флотационных опытов использовались минеральные фракции крупностью -0,25+0,1, -0,1+0,074, -0,074+0,044 и -0,044+0,02 мм с массовой долей пирита 91,7–92,3 % и содержанием золота от 38,1 до 54,5 г/т. Исследования проводились в аппарате для микрофлотации в присутствии пенообразователя (Т-80) в благоприятной для флотации пирита и золота pH- среды (4,85-5,0). Установлено, что САК обладает собирательной способностью по отношению к образцам пирита различной крупности и может самостоятельно успешно флотировать фракции крупностью -0,25+0,1 и -0,1+0,074 мм с незначительной потерей извлечения по сравнению с БКК. Показано, что при флотации пирита крупностью до 0,044 мм возможно использовать САК (до 50 %) в композиции с БКК без потери извлечения. При флотации тонкой фракции пирита (-0,044+0,02 мм) использование композиции БКК/САК с соотношением расходов реагентов от 1,0/0,1 до 1,0/0,75 мг/г даёт прирост извлечения 9,8 %.

Статья в формате PDF

268 KB

золотосодержащий пирит

флотация

сернисто-ароматический концентрат

извлечение

1. Анциферова С.А., Самойлов В.Г., Мин Р.С., Суворова О.Н. Влияние сернисто-ароматического концентрата нефти на технологические показатели флотации при обогащении золотосодержащей руды // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2012. – № 4. – С. 181-188.

2. Анциферова С.А., Самойлов В.Г., Самойлова Л.Н. Влияние гуматных реагентов на флотируемость флюорита, кальцита и кварца олеатом натрия // В сб. научных тр. «25 лет Институту химии и химической технологии СО РАН: Итоги и перспективы»: В 2 т. Красноярск, 2006. – Т.1. – С. 101-109.

3. Богданов О.С., Максимов И.И., Поднек А.К., Янис Н.А. Теория и технология флотации руд. – М.: Недра, 1990. – 363 с.

4. Гаврилов А.М., Кряжев С.Г. Минералого-геохимические особенности руд месторождения Сухой Лог // Разведка и охрана недр. – 2008. – № 8. – С. 3–16.

5. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения. – М.: Недра, 1981. – 304 с.

6. Годэн А.М. Флотация. – М.: Госгортехиздат, 1959. – 653 с.

7. Долженкова А.И. Усовершенствованная установка для микрофлотации // Обогащение руд. – 1968. – № 3. – С. 52-53.

8. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. Термический анализ минералов и горных пород. – Л.: Недра, 1974. – 399 с.

9. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2 т. –Иркутск: Иргиредмет, 1999. – Т. 1. – 342 с.

10. Матвеева Т.Н. Повышение эффективности флотационного извлечения золотосодержащих сульфидов из труднообогатимых руд на основе изучения примесного состава // Цветные металлы. – 2011. – № 12. – С. 26-31.

11. Мелик-Гайказян В.И., Абрамов А.А., Рубинштейн Ю.Б. и др. Методы исследования флотационного процесса. – М.: Недра, 1990. – 301 с.

12. Митрофанов С.И. Селективная флотация. – М., Недра, 1967. – 584 с.

Известно, что в большинстве гидротермальных месторождений основная часть благородных металлов, в том числе золота, концентрируется в виде тончайших вкраплений в сульфидных минералах, в большей степени – в пирите [9].

Изучению флотационных свойств пирита посвящены многочисленные исследования. Пириты в зависимости от генезиса месторождений обладают различной флотируемостью, и это различие связано с особенностями в строении кристаллической решетки минерала и наличием примесей [10]. Известно, что пирит, содержащий продукты окисления, активно флотируется ксантогенатами, а количество сорбированного ксантогената зависит от степени окисления пирита и pH. При pH >8 сорбция ксантогената значительно ухудшается [6,3].

По данным Глембоцкого [5] золото с чистой поверхностью флотируется несколько труднее сульфидных минералов, но, все же, хорошо извлекается ксантогенатами (особенно бутиловым). Для закрепления ксантогената достаточно предварительного, относительно небольшого взаимодействия золота с кислородом, растворенным в воде. Флотационная активность золота подавляется щелочной средой, особенно созданной известью, меньше – содой и NaOH. При флотации тонкого золота в сростках с другими минералами последние определяют характер процесса. Однако существует мнение, что собиратели адсорбируются на свежеобразованной поверхности золота прочнее, чем на минералах тяжелых металлов, и его присутствие изменяет их флотируемость в сторону повышения [12].

Известно, что совместное использование аполярных реагентов и гетерополярных собирателей способствует значительному повышению прочности прилипания минеральной частицы к пузырьку, что позволяет повысить верхний предел крупности флотируемых частиц [5]. С другой стороны, введение в процесс флотации аполярных органических добавок может усилить селективную флокуляцию, вызванную адсорбцией анионных собирателей и тем самым создать благоприятные условия для флотации тонких частиц [12].

В работе [1] нами показана возможность эффективного использования сернисто-ароматического концентрата (САК), полученного из высокосернистой дизельной фракции нефти, в композиции с бутиловым ксантогенатом калия (БКК) при флотационном извлечении золота из хвостов гравитационного цикла крупностью 95 % -0,074 мм. По данным хромато-масс-спектрометрии ароматические углеводороды (48,5 %) и сероорганические соединения (51,5 %) в составе САК представлены моно-, би- и трициклическими структурами.

Цель настоящих исследований - изучение влияния САК и его композиций с БКК на флотационные свойства золотосодержащего пирита различной крупности.

Материалы и методы

Наиболее информативными, с точки зрения изучения селективности реагентов, являются исследования на мономинеральных фракциях с определённой степенью чистоты. При соответствующей конструкции аппарата флотацию можно вести из турбулентной среды и тем моделировать условия пенной флотации [11].

Минерал для исследований отбирался из гравитационного концентрата крупностью – 2,0+1,0 мм, полученного при обогащении пробы золотосодержащей руды месторождения Сухой Лог, где пирит является доминирующим рудным минералом и по всей массе пирита, спорадически, встречается золото, главным образом, в виде микроскопических и тонких включений [4]. Минерал отбирался по характерным признакам под бинокулярным микроскопом.

Анализ ДСК-термограммы (NETZSCH STA 449 Jupiter) кристаллов крупностью – 2,0+1,0 мм показал, что выявленные области термических эффектов, согласно литературным данным [8] идентифицируют минерал, как пирит. По данным химического анализа кристаллов пирита крупностью -2,0+1,0 мм в них выявлено незначительное отклонение от стехиометрии (S_ф/S_т=52,59/53,3=0,99; Fe_ф/Fe_т= 47,24/46,7=1,01).

Для флотационных опытов готовились фракции пирита различной крупности по схеме, изображенной на рис. 1.

Рис. 1. Схема подготовки фракций пирита различной крупности

По данным рентгено-флуоресцентного анализа (табл. 1) во всех образцах доминирует пирит (91,7 – 92,2 %). Из примесных минералов определяются пирротин, сидерит, кальцит и кварц.

Таблица 1

Основной фазовый состав исследуемых образцов

Элементный состав исследуемых образцов, представленный в табл. 2, свидетельствует о возможном присутствии в них таких минеральных фаз, как арсенопирит, халькопирит, пентландит, алюмосиликаты, наличие которых характерно для месторождения Сухой Лог [4].

Образцы незначительно различаются по содержанию основных элементов, за исключением золота, массовая доля которого варьирует от 38,1 г/т до 54,5 г/т (табл. 2).

Таблица 2

Основной элементный состав исследуемых образцов

По данным сканирующей электронной микроскопии (ТМ-1000, оснащенный рентгеноспектральным анализатором) золото в образцах различной крупности – самородное, либо свободное, либо ассоциировано с пиритом. Определен размер золотин от сотен до единиц мкм.

Флотационные опыты проводились в аппарате для микрофлотации, конструкция которого максимально приближена к усовершенствованной по Д. Фюрстенау трубке Халлимонда [7,2].

Флотация осуществлялась в благоприятной для пирита и золота среде с pH 4,85–5,0. Влияние БКК и САК на результаты флотации изучалось в присутствии пенообразователя Т-80 (1,0 мг/г). БКК и Т-80 подавались в процесс в виде растворов 0,05 %-ой концентрации, САК – в виде 0,05 %-ой эмульсии, приготовленной на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-2Т. Время контактирования минерала с Т-80, БКК и САК – 1 минута.

Результаты опытов отражены на рисунках 2–5 и в таблицах 3–5.

Результаты и их обсуждение

Результаты опытов по флотации образцов различной крупности без собирателей представлены в табл. 3.

Таблица 3

Флотируемость образцов пирита различной крупности без собирателей

По данным таблицы 3 флотоактивность исследуемых образцов в присутствии пенообразователя можно расположить в ряд: №2>№3>№4>№1. Повышенная флотационная активность образца № 2, возможно, в основном, связана с размером и большей однородностью частиц материала.

На рисунке 2 показано влияние расхода БКК на флотируемость образцов пирита различной крупности, откуда видно, что очень активно БКК ведёт себя по отношению к крупным фракциям (образцы № 1 и № 2). Уже при расходах ксантогената 0,05–0,1мг/г и 0,1–0,25 мг/г извлечение в пенный продукт составляет 97,4–98,2 % и 95,18–97,0 % соответственно. Достаточно хорошо с БКК флотируется образец № 3, но при больших расходах (0,8–1,0 мг/г). Минимальную флотационную активность проявляет самая тонкая фракция (образец № 4).

На рисунке 3 показано влияние расхода сернисто-ароматического концентрата на флотоактивность различных по крупности образцов пирита, откуда следует, что реагент, так же как и БКК, обладает высокой собирательной способностью по отношению к испытуемым образцам № 1 и № 2. Разница в извлечении по сравнению с БКК незначительна. При флотации образцов № 3 и № 4 с САК выход пирита в пенный продукт на 10,7 % и 13,8 % ниже, чем с БКК.

Рисунок 2. Влияние расхода БКК на флотируемость пирита различной крупности (1, 2, 3, 4 - номера образцов)

Рисунок 3. Влияние расхода САК на флотируемость пирита различной крупности (1, 2, 3, 4 - номера образцов)

Показатели по извлечению пирита различной крупности ксантогенатом и сернисто-ароматическим концентратом при оптимальных расходах представлены таблицей 4.

Таблица 4

Флотируемость образцов пирита различной крупности с собирателями при оптимальных расходах

Как видно из таблицы 4, САК может самостоятельно успешно флотировать образцы №1 и №2 с незначительной потерей извлечения по сравнению с БКК при расходах 0,15 и 0,25 мг/г.

С целью повышения извлечения проведены опыты с совместной подачей БКК и САК с различными долями САК в композиции собирателей. Результаты опытов отражены в таблице 5 и на рисунках 4 и 5.

Таблица 5

Влияние количества САК в композиции БКК/САК на показатель извлечения фракций пирита различной крупности

Как видно из таблицы 5, для образцов № 1–№ 3, у которых показатели по извлечению с БКК высокие, при использовании композиций БКК/САК возможно снижение расхода БКК на 50 % без потери извлечения для образца № 1 и с незначительным увеличением (до 1,2 и 0,6 %) для фракций № 2 и № 3.

Для образца № 4, где максимальное извлечение при расходе БКК 1,0 мг/г достигает лишь 73,0 %, использование БКК в композиции с САК, где доля САК составляет 10–25 %, позволяет повысить извлечение пирита в пенный продукт на 3–5 %.

Рисунок 4. Зависимость извлечения пирита крупностью -0,044+0,02 мм от количества САК в композиции при общем расходе 1,0 мг/г

Рисунок 5. Зависимость извлечения пирита крупностью -0,044+0,02 мм от количества САК в композиции при расходе БКК 1,0 мг/г

При использовании композиций с соотношением расходов БКК/САК от 1,0/0,1 мг/г до 1,0/0,75 мг/г извлечение пирита в пенный продукт возрастает на 5,4 – 9,8 %.

Заключение

В результате проведенных исследований установлено, что САК обладает достаточно высокой собирательной способностью по отношению к золотосодержащему пириту различной крупности, которая последовательно снижается от более крупной фракции к тонкой. САК успешно флотирует золотосодержащий пирит крупностью -0,25+0,1 и -0,1+0,074 мм с незначительной потерей извлечения по сравнению с БКК. Использование САК в композиции с БКК при флотации фракций крупностью до 0,044 мм позволяет снизить расход сульфгидрильного собирателя без потери извлечения. Максимальный прирост извлечения (до 9,8%) получен при совместном использовании БКК и САК с соотношением расходов реагентов в композиции от 1,0/0,1 до 1,0/0,75 мг/г при флотации фракции крупностью -0,044+0,02 мм.

Рецензенты:

Жереб В.П., д.х.н., доцент, зав. кафедрой металловедения и термической обработки металлов им. В.С. Биронта, ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск;

Гуревич Ю.Л., д.ф.-м.н., с.н.с., г.н.с., ФГБУН Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН, г. Красноярск.

Библиографическая ссылка