ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОВЕРХНОСТИ УЛЬТРАТОНКИХ СУЛЬФИДОВ И ФЛОТОАКТИВНОСТЬ МИНЕРАЛОВ

Изложены результаты экспериментальных исследований электрокинетического потенциала (ЭКП) ультратонких сульфидов (халькопирит, теннантит, галенит, сфалерит, пирит, пирротин); флотируемости мономинеральных фракций сульфидов флотационной крупности (–0,1 + 0,05 мм) в механической флотомашине; флотируемости шламов (–0,041 + 0,010 мм) в трубке Халлимонда с адсорбцией в условиях беспенной флотации. Приведена методика подготовки ультратонких порошков и сульфгидрильных собирателей к измерению ЭКП. Изучены ЭКП поверхности частиц минералов и нерастворимых форм сульфгидрильных собирателей в диапазоне рН от 2,0 до 12,5 (кислая среда создавалась с использованием H2SO4, щелочная – NaOH или Ca(OH)2) – были получены разные результаты ЭКП сульфидов для среды гидроксида натрия и извести. В среде NaOH при рН > 9,5 у всех сульфидов значения ЭКП отрицательные; в среде Ca(OH)2 при рН > 11 они имеют положительные ЭКП (1–18 мВ); у халькопирита ЭКП положительны в исследованном диапазоне pHCa(OH)2 = = 9,0÷12,5. Установлены значения точки нулевого заряда: в среде серной кислоты и гидроксида натрия – для халькопирита (рН = 6,5 и 8,8), теннантита (рН = 3,0), сфалерита (рН = 5,1 и 6,4), пирита (рН = 3,1 и 8,9) и пирротина (рН = 7,0); в известковой среде – для теннантита и сфалерита (рН = 12,0), галенита (рН = 11,2), пирита (рН = 9,5 и 11,2), пирротина (рН = 9,5 и 12,1). Измерения ЭКП ультратонких частиц сульфидов позволяют уточнить механизм взаимодействия сульфгидрильных собирателей с сульфидами, связать неселективное извлечение шламов сульфидов в высокощелочной известковой среде с вкладом электростатической составляющей при адгезии ультратонких частиц сульфидов на пузырьках и их механическим выносом в пенный продукт.

флотация, сульфиды, электрокинетический потенциал, точка нулевого заряда (изоэлектрическая точка), механизм действия, халькопирит, теннантит, галенит, сфалерит, пирит, пирротин

1. Классен В.И., Мокроусов В.А. Введение в теорию флотации. М.: Госгортехиздат, 1959. С. 232—238.

2. Сорокин М.М. Флотационные методы обогащения. Химические основы флотации. М.: МИСиС, 2011. С. 95—99.

3. Mao L., Yoon R.-H. Predicting flotation rates using a rate equation derived from first principles // Int. J. Miner. Process. 1997. Vol. 51. P. 171—181.

4. Fuerstenau D.W., Pradip. Zeta potentials in the flotation of oxide and silicate minarals // Adv. Colloid Interface Sci. 2005. Vol. 114—115. P. 9—26. DOI: 10.1016/jcis200408.006.

5. Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П. Конкурирующие представления в работах по пенной флотации и перспективы их применения для подбора реагентов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2007. No. 4. С. 4—20.

6. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. М.: Руда и металлы, 2008.

7. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.: МГГУ, 2008.

8. Rodriguez K., Araujo M. Temperature and pressure effects on zeta potential values of reservoir minerals // J. Colloid Interface Sci. 2006. Vol. 300. P. 788—799. DOI: 10.1016/j.jcis2006.04030.

9. Kaya A., Yukselen Y. Zeta potential of clay minerals and quartz contaminated by heavy metals // Can. Geotechnical J. 2005. Vol. 42. No. 5. P. 1280—1289. DOI: 10.1139/t05-048.

10. Самыгин В.Д., Филиппов Л.О., Шехирев Д.В. Основы обогащения руд. М.: Альтекс, 2003. C. 115—130.

11. Prestidge C.A. Rheological investigation of ultrafine galena particle slurries under flotation-related condition // Int. J. Miner. Process. 1997. Vol. 51. P. 241—254.

12. Fullston D., Fomasiero D., Ralston J. Zeta potential study of the oxidation of copper sulfide minerals // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 1999. Vol. 146 (1-3). P. 113—121. DOI: 101016/S0927-7757(98)00725-0.

13. Mermillod-Blondin R., Kongolo M., de Donato R., Benzaazoua M., Barres O., Bussiere B., Aubertin M. Pyrite flotation with xanthate under alkaline conditions — application to environmental desulfurization // Centenary of flotation symposium (Brisbane, QLD, 6—9 June 2005). P. 683—692.

14. 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, pyrite //Adv. Colloid Interface Sci. 2009. Vol. 145. P. 97—100.

15. López Valdivieso A., Sánchez López A.A., Song S. On the cathodic reaction coupled with the oxidation of xanthates at the pyrite/aqueous solution interface // Int. J. Miner. Process. 2005. Vol. 77. No. 3. P. 154—164.

16. Elmahdy A.M., Mirnezami M., Finch J.A. Zeta potential of air bubbles in presence of froths // Int. J. Miner. Process. 2008. Vol. 89. Iss. 1—4. P. 40—43.

17. Oliveira C., Rubio J. Zeta potential of single and polymer-coated microbubbles using an adapted microelectrophoresis technique // Int. J. Miner. Process. 2011. Vol. 98. P. 118—123. DOI:10.1016/j.minpro.2010.10.006.

18. Технические записки по проблемам воды (Фирма Дегремон). М.: Стройиздат, 1983. Т. 1. С. 61—69.

19. Ignatkina V.A., Bocharov V.A., D’yachkov F.G. Collecting properties of diisobutyl dithiophosphinate in sulfide mineral flotation from sulfide ore // J. Mining Sci. 2013. Vol. 49. No. 5. P. 795—802. DOI: 10.1134/S1062739149050146.

20. Ягудина Ю.Р. Разработка и обоснование параметров комбинированной технологии переработки теннантитсодержащих руд медно-колчеданных месторождений Урала: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ, 2015. http://www.magtu.ru/dokumenty/finish/549-yagudina-yuliyaradikovna/3803-avtoreferat-yagudinoj-yu-r.html (дата обращения: 01.04.2016).

21. Михайлов В.А., Сорокина О.В., Савинкина Е.В., Давыдова М.Н. Химическое равновесие. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008.

22. Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия. Ч. 1. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. С. 208—211.

23. Рябой В.И., Шендерович В.А., Кречетов В.П. Применение аэрофлотов при флотации руд // Обогащение руд. 2005. No. 6. С. 43—44.

24. Игнаткина В.А., Бочаров В.А. Особенности флотации разновидностей сульфидов меди и сфалерита колчеданных руд // Горн. журн. 2014. No. 12. С. 75—79.