Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): повышение селективности реагентых режимов при флотации сульфидных минералов достигается за счет использования в качестве собирателей органических соединений сложной молекулярной структуры либо сочетаний собирателей. Исследование поверхностно-активных и флотационных свойств композиционного аэрофлота с учетом кинетики процесса адсорбции реагентов на границе раздела жидкость-газ и сопоставление его с базовыми реагентами является актуальной задачей. Цель работы: разработка способа получения эффективных композиционных аэрофлотов из отходов спиртового производства, определение их физико-химических и флотационных характеристик. Используемые методы: пилотная установка для синтеза реагентов (R-620 Selecta, Испания), измерение поверхностного натяжения – метод Вильгельми, флотация. Новизна заключается в том, что в отличие от базовых собирателей, имеющих в своем составе нормальные углеводородные радикалы (нормальные бутиловые ксантогенаты и аэрофлоты), композиционные собиратели являются более поверхностно-активными за счет гидрофобного взаимодействия углеводородных радикалов нормального и изостроения. Результат: сырьем для получения композиционного аэрофлота является смесь спиртов С3Н7-С6Н13-ОН, выделенная из осушенной спиртовой фракции (смесь си-вушных масел Талгарского и Айдабульского спиртзаводов). Показано, что за равные промежутки времени по наибольшему снижению величины поверхностного натяжения аэрофлоты располагаются в следующем поряд-ке: композиционный аэрофлот > смесь бутилового и изоамилового аэрофлотов > изоамиловый аэрофлот > бу-тиловый аэрофлот, т.е. наибольшим динамическим значением поверхностной активности обладает композици-онный аэрофлот. Механизм взаимодействия композиционного аэрофлота с сульфидными минералами заключается в том, что на поверхности минералов происходит усиление гидрофобизации в результате перекрывания углеводородных радикалов нормального и изостроения. При этом улучшаются его флотационные действия за счет обнажения их полярных групп. Проведены испытания по флотации золотосодержащей руды месторождения Бестобе с применением композиционного аэрофлота. При использовании нового композиционного аэрофлота на руде «Шахта Новая» месторождения Бестобе содержание золота в концентрате увеличивается на 15,07%, извлечение золота в концентрат – на 18,74% при полном исключении из процесса флотации базовых реагентов – бутилового ксантогената калия и пенообразователя Т-92. На золотосодержащей руде месторождения «Карабулак» применение нового композиционного аэрофлота позволило исключить из процесса флотации бутиловый ксантогенат калия и вспениватель Т-92, при этом повысить извлечение золота на 8,5 % и увеличить содержание золота в концентрате на 2,3 г/т. Результаты испытания показали, что применение композиционного аэрофлота взамен базовых значительно интенсифицирует технологический процесс флотации руд благородных металлов. Практическая значимость: результаты исследований рекомендуется использовать для интенсификации флотационного обогащения труднообогатимых руд.
Ключевые слова
Композиционные флотореагенты, минералы, поверхностное натяжение, смачивание, адсорбция, флотация.
1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. 3-е изд. М.: МГГУ, 2008. 670 с.
2. Рябой В.И. Проблемы использования и разработки новых флотореагентов в России //Цветные металлы. 2011. №3. С.7–14.
3. Матвеева Т.Н. Современные реагентные режимы фло-тации платины и золотосодержащих руд // Проблемы освоения недр в XXI в. глазами молодых: материалы 5-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов. Москва: Изд-во ИПКОН РАН, 2008. С.12–15.
4. Селективное повышение флотоактивности сульфидов цветных металлов с использованием сочетаний сульфгидрильных собирателей /Игнаткина В.А., Бочаров В.А., Милович Ф.О. и др. // Обогащение руд. 2015. №3. С.18–24. https://doi.org/10.17580/or.2015.03.03
5. 5. Ignatkina V.A., Bocharov V.A. and B.T. Tubdenova (Puntsukova). Combinations of different-class collectors in selective sulphide-ore flotation // Journal of Mining Science, Springer New York. 2010. Vol. 46. № 1. P. 82–88.
6. Alan N. Buckley, Gregory A. Hope, Kenneth C. Lee, Eddie A. Petrovic, Ronald Woods Adsorption of O-isopropyl-N-ethyl thionocarbamate on Cu sulfide ore minerals // Minerals Engineering. 2014. Vol. 69. P. 120–132. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.08.002
7. Bekturganov N.S., Tussupbayev N.К., Semushkina L.V., Turysbekov D.К. Аpplication of multifunctional flotation re-agents for processing of man-made raw materials // Мaterials 16th SGEM GeoConferences. Bulgaria. 2016. Р.1035–1042.
8. Флотационная переработка техногенного минерального сырья с использованием композиционного реагента / Тусупбаев Н.К., Семушкина Л.В., Турысбеков Д.К., Сугурбекова А.К., Мухамедилова А.М. // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы Международной научно-практической кон-ференции. Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Исеть», 2016. С.214–216.
9. Влияние поверхностно-активных свойств реагентов, содержащих диалкилдитиофосфаты натрия, на флота-цию сульфидов / Рябой В.И., Шепета Е.Д., Кретов В.П. и др. // Обогащение руд. 2015. № 2. С.18–22. https://doi.org/10.17580/or.2015.02.04
10. Коллоидно-химические и флотационные характеристики полифункциональных реагентов / Билялова С.М., Тусупбаев Н.К., Ержанова Ж.А. и др. // Комплексное ис-пользование минерального сырья. 2017. № 1. С.5–10. www.kims-imio.kz
11. Рябой В.И. Исследования ООО «Механобр-Оргсинтез-реагент» в области флотореагентов // Обогащение руд. 2016. № 5. С.67–74.
12. Живанков Г.В., Рябой В.И. Собирательные свойства и поверхностная активность высших аэрофлотов // Обо-гащение руд. 1985. № 3. С.48–55.
13. Pan Lei, Jung Sunghwan, Yoon Rol-Hoan. A fundamental study on the role of collector in the kinetics of bubble-particle interaction // Int. J. Miner. Process. 2012. Vol. 106–109. P. 37–41.
14. Karimian A., Rezaei B., Masoumi A. The effect of mixed collectors in the rougher flotation of sungun copper // Life Science Journal. 2013. No. 10. P. 268–272.
15. Nooshabadi А.J., Rao K.H. Formation of hydrogen peroxide by sulphide minerals // Hydrometallurgy. 2014. No. 141. P. 82–88.
16. Improvement of diamond recovery in froth of kimberlite ores with the help of flotation reagents / V.I. Ryaboy, G.V. Zhivankov, V.A. Shenderovich, M.N. Zlobin, M.V. Zaskevich // XX IMPC. Aachen, Germany, 1997. P. 81–84.