Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия

В. А. Игнаткина, профессор кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: woda@mail.ru
А. А. Каюмов, ведущий инженер проекта, канд. техн. наук, эл. почта: maliaby_92@mail.ru
Н. Д. Ергешева, аспирант кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, эл. почта: nazymarzu.zharolla@mail.ru
П. А. Чернова, студент 5-го курса специалитета, эл. почта: polina_nenay@mail.ru

Представлены экспериментальные данные влияния качественно-количественного состава сульфгидрильных собирателей (бутилового ксантогената, дитиофосфата и тионокарбамата), крупности молибденита в смеси с пиритом, концентрации модификаторов (тиосульфата натрия, сернистого натрия, пероксида водорода) на удельную скорость («константу» скорости) флотации k мономинеральных фракций халькопирита, пирита, молибденита, их смеси, а также сульфидов меди из медно-колчеданной руды. Изменение соотношения дитиофосфата (ксантогената) и тионокарбамата в композиции собирателя может как поддерживать низкую флотоактивность сульфидов железа, так и повышать собира тельную актив ность композиции по отношению к сульфидам железа. Выявлен синергизм действия компонентов смеси сульфгидрильных собирателей в эффективном соотношении компонентов (ЭСК). Применение модификаторов в реагентных режимах флотации сульфидов при их критической концентрации 4,4·10^–3 моль/л, которая соответствует объемным концентрациям тиосульфата натрия 700 мг/л, сернистого натрия 343 мг/л и пероксида водорода 150 мг/л, показывает, что сульфоксидные соединения снижают k всех сульфидов. Влияние пероксида на флотируемость пирита зависит от «окисленности» исходной поверхности: для лежалого пирита k повышается с 0,62 до 1,15 мин^–1, после предварительной щелочной обработки фракции пирита k, напротив, снижается с 0,43 до 0,36 мин^–1. Продемонстрировано, что снижение исходной крупности молибденита в смеси с пиритом снижает «константу» скорости флотации в 1,3 раза с 1,16 мин^–1 (–2+0,074 мм) до 0,9 мин^–1 (–44+10 мкм) при неизменной крупности пирита и массы компонентов в смеси сульфидов. Наименьшие показатели флотации сульфидов меди из массивной медно-сульфидной руды достигнуты при использовании бутилового ксантогената (β_Cu = 10,1 %; ε_Cu = 2,72 %; S = 4,8 и k = 0,067 мин^–1), а наилучшие — при использовании комбинации ДТФ и ТК (Z-200) при ЭСК (β_Cu = 21,8 %; ε_Cu = 17,4 %; S = 11,5 и k = 0,251 мин^–1).

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-27-00102, https://rscf.ru/project/22-27-00102/

1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 30.08.2022 № 2473-р // Официальный интернет-портал правовой информации. — URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202208310002 (дата обращения 17.11.2022).
2. Технология обогащения медных и медно-цинковых руд Урала. — М. : Наука, 2016. — 381 с. — URL: https://www.rfbr.ru/rffi/ru/books/o_1966706#1
3. Гусев А. А. Поиск путей повышения извлечения благородных металлов из сульфидных руд Уральского региона // Обогащение руд. 2006. № 1. С. 12–18.
4. Bustamante-Rúa M. O., Najanjo-Gómez D. M., Daza-Aragón A. J., Bustamante-Baena P. et al. Flash flotation of free coarse gold using dithiophosphate and dithiocarbamate as a replacement for traditional amalgamation // DYNA. 2018. Vol. 85, Iss. 205. P. 163–170. DOI: 10.15446/dyna.v85n205.69882
5. Игнаткина В. А. XXIX Международный конгресс по обогащению (IMPC 2018), Москва, 17–21 сентября 2018 г. Обзорная информация // Цветные металлы. 2019. № 2. С. 71–79.
6. Ignatkina V. A., Kayumov A. A., Yergesheva N. D. Floatability and calculated reactivity of gold and sulfide minerals // Russ. J. Non-ferrous Metals. 2022. Vol. 63. P. 473–481. DOI: 10.3103/S1067821222050054
7. Чантурия В. А., Матвеева Т. Н., Иванова Т. А., Громова Н. К. и др. Исследование новых комплексообразующих реагентов для селекции золотосодержащих пирита и арсенопирита // Физ.-техн. пробл. разраб. месторожд. полез. ископ. 2011. № 1. С. 81–89.
8. Матвеева Т. Н., Недосекина Т. В., Иванова Т. А. Теоретические аспекты селективной флотации золотосодержащих сульфидов // Горный журнал. 2005. № 4. С. 56–59.
9. Ma X., Bruckard W. J. Rejection of arsenic minerals in sulfide flotation — a literature review // International Journal of Mineral Processing. 2009. Vol. 93. P. 89–94. DOI: 10.1016/j.minpro.2009.07.003
10. Плаксин И. Н., Мясникова Г. А., Околович А. М. Флотационное обогащение мышьяково-пиритных руд. — М. : Изд. АН СССР, 1955. — 111 с.
11. Игнатов Д. О., Каюмов А. А., Игнаткина В. А. Селективное разделение мышьяксодержащих сульфидных руд // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 32–38.
12. Седельникова Г. В. Автоклавное и бактериальное выщелачивание упорных руд и концентратов. Состояние и пер спективы применения в отечественной промышленности // Международное совещание «Плаксинские чтения 2013», 16–19 сентября 2013, Томск.
13. Park K., Choi J., Gomez-Flores A., Kim H. Flotation behavior of arsenopyrite and pyrite, and their selective separation // Material Transaction. 2015. Vol. 56, Iss. 3. P. 435–440. DOI: 10.2320/matertrans.M2014369
14. Forson P., Zanin M., Skinner W., Asamoah R. Differential flotation of pyrite and arsenopyrite: effect of pulp aeration and the critical importance of collector concentration // Minerals Engineering. 2022. Vol. 178. 107421, DOI: 10.1016/j.mineng. 2022.107421
15. Bradshaw D. J., Harris P. J., O’Connor C. T. Synergistic interactions between reagents in sulphide flotation // The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy. July/August 1998. P. 189–194.
16. McFadzean B., Mhlanga S. S., O’Connor C. T. The effect of thiol collector mixtures on the flotation of pyrite and galena // Minerals Engineering. 2013. Vol. 50-51. P. 121–129. DOI: 10.1016/j.mineng.2013.06.018
17. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Хачатрян Л. С. Основные принципы выбора и совместного применения селективных собирателей и подавителей флотации сульфидных минералов с близкими физико-химическими свойствами // Известия вузов. Цветная металлургия. 2008. № 1. С. 1–5.
18. Bin X., Wu J., Dong Zh., Jiang T. et al. Flotation performance, structure–activity relationship and adsorption mechanism of a newly-synthesized collector for copper sulfide minerals in Gacun polymetallic ore // Applied Surface Science. 2021. Vol. 551. 149420. DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.149420
19. Forson Ph., Skinner W., Asamoah R. Decoupling pyrite and arsenopyrite in flotation using thionocarbamate collector // Powder Technology. 2021. Vol. 385. P. 12–20. DOI: 10.1016/j.powtec.2021.02.057
20. Mao L., Yoon R.-H. Predicting flotation rates using a rate equation derived from first principles // International Journal of Mineral Processing. 1997. Vol. 51. P. 171–181.
21. Ignatkina V. A., Bocharov V. A., D’yachkov F. G. Collecting properties of diisobutyl dithiophosphinate in sulfide mineral flotation from sulfide ore // Journal of Mining Science. 2013. Vol. 49, No. 5. P. 795–802. DOI: 10.1016/j.cis.2021.102466
22. Игнаткина В. А., Аксенова Д. Д., Каюмов А. А., Ергешева Н. Д. Пероксид водорода в реагентных режимах флотации колчеданных медных руд // Физ.-техн. пробл. разраб. месторожд. полез. ископ. 2022. № 1. С. 139–144.

23. Классен В. И., Мокроусов В. А. Введение в теорию флотации. — М. : Госгортехиздат, 1959. — 636 с.
24. Wang X., Yuan Sh., Liu J., Zhu Yu. et al. Nanobubble-enhanced flotation of ultrafine molybdenite and the associated mechanism // Journal of Molecular Liquids. 2022. Vol. 346. 118312. DOI: 10.1016/j.molliq.2021.118312
25. Castro S., Lopez-Valdivieso A., Laskowski J. S. Review of the flotation of molybdenite. Part I: Surface properties and floata bility // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 148. P. 48–58. DOI: 10.1016/j.minpro.2016.01.003
26. Moslemi H., Gharabaghi M. A review on electrochemical behavior of pyrite in the froth flotation process // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2017. Vol. 47. P. 1–18. DOI: 10.1016/j.jiec.2016.12.012