Физико-химические основы создания и применения новых реагентов для интенсификации флотационных процессов обогащения сульфидных полиметаллических руд - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Физико-химические основы создания и применения новых реагентов для интенсификации флотационных процессов обогащения сульфидных полиметаллических руд Работа выполнена в АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения»В настоящее время не существует корректных количественных теорий флотации, которые позволяли бы описывать механизмы протекающих при этом процессов и на их основе осуществлять управление и регулирование хода процесса. В диссертационной работе приводятся результаты теоретических и прикладных исследований по созданию и применению новых флотореагентов, модификаторов флотации и флокулянтов для интенсификации флотационных процессов сульфидных полиметаллических руд (полиметаллические руды Артемьевского, Шалкиинского, Текелийского и золотосодержащие руды Акбакайского, Тишинского месторождений и медной руды Жезказгана). Физико-химические и коллоидно-химические исследования легли в основу создания флотореагентов с заданными флотационными свойствами, модификаторов на основе ферромагнитных материалов, обеспечивающих эффективное разделение коллективного медно-свинцового концентрата, наноразмерных активатора и депрессора - оксигидроксидов меди (II) и цинка для активации и депрессии сфалерита, композиционных и структурообразующих флокулянтов для улучшения сгущения и фильтрации продуктов обогащения. В связи с этим, проблема создания новых флотореагентов, модификаторов и флокулянтов, а также регулирование их поверхностно активных свойств на различных границах раздела фаз на основе применения коллоидно-химического и физико-химического методов (поверхностное натяжение, смачивание, адсорбция, электрокинетический потенциал и др.), использование теоретического квантовохимического метода, позволяющего предсказать реакционную способность новых сульфгидрильных флотореагентов на уровне электронно-энергетического взаимодействия, является актуальной. Научная новизна работы состоит в обосновании механизма взаимодействия новых флотореагентов и модификаторов с сульфидными минералами в условиях флотации полиметаллических руд цветных металлов и композиционных и структурообразующих флокулянтов в условиях сгущения и фильтрации продуктов обогащения.Был использован метод получения ксантогенатов тетрагидропиранового ряда серии КСК, протекающий через образование алкоголятов соответствующих спиртов по схеме: Ксантогенирование 3-алкил тетрагидропиран-4-олов с помощью сероуглерода осуществлялось по известной методике, реагенты условно названы КСК-3, КСК-4, КСК-5, КСК-6, КСК-7, КСК-8 и КСК-9 (цифры указывают число углерода в радикале R). Для выявления причин и механизма адсорбции флотореагентов были рассчитаны стандартные свободные энергии адсорбции (DADSGO298), т.к. они являются одной из важных характеристик самопроизвольного процесса накопления вещества на границе раздела фаз и служат мерой стремления ПАВ к адсорбции. Далее из данных адсорбции с помощью уравнения Ленгмюра: , (4) где, А - адсорбционная активность; С - концентрация; Гмах - предельная адсорбция, рассчитаны значения предельной адсорбции и посадочной площади молекул (S0 = 1/ Гмах ?NA) (таблица 3). За пенообразующую способность в молекуле этого реагента отвечает циклическая малополярная группа, которая содержит атом кислорода и гексильный радикал линейного строения. Таким образом, пенообразование в растворе КСК-6 определяется особенностью его строения, т.е. наличием одновременно в молекуле КСК-6 диоксановой и гексильной групп, что повышает пенообразование данного реагента.Показано, что новые флотореагенты обладают двойственной функцией - основная часть молекул, адсорбируясь на границе жидкость-газ является пенообразователем, а другая часть, закрепляясь на поверхности минерала ксантогенатной группой проявляет собирательные действия. Установлен механизм взаимодействия БКС в сочетании с БПЭПА с поверхностью золотосодержащих минералов и самородного золота, заключающийся в образовании комплексного соединения - БКС-БПЭПА золота (I) на поверхности самородного золота и БКС-БПЭПА железа (II) на поверхности пирита. 4 При использовании в цикле селекции коллективного медно-свинцового концентрата ФМ содержание меди в медном концентрате по сравнению с сульфитной технологией увеличивается с 26,7 до 30,8 %; содержание свинца в медном концентрате уменьшается с 12,7 до 5,3 %. Полученные результаты показали, что применение ПФМ существенно улучшает показатели селективного разделения коллективного медно-свинцового концентрата на медный и свинцовый концентраты по сравнению с сульфитной технологией. Данные, полученные в результате укрупненно-лабораторных испытаний с использованием созданных флотореагентов, модификаторов и композиционных флокулянтов на полиметаллических рудах Артемьевского, Шалкиинского, Текелийского месторождений, золотосодержащих рудах Акбакайского, Тишинского месторождений и медной руде Жезказгана достаточны для промышленного испытания и внедрения в горнообогатительные отрасли Казахстана.

Основное содержание работы