Институт химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия

В. И. Кузьмин, заместитель директора по научной работе, докт. хим. наук, эл. почта: kuzmin_vi@mail.ru
Д. В. Кузьмин, старший научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: kuzmin-dv@mail.ru
Н. В. Гудкова, научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: navlla@mail.ru
М. Н. Лескив, научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: cherry_garden@inbox.ru

Синтезированы дибутилдитиофосфат и дибутилмонотиофосфат меди(I), которые нередко образуются в виде вторичных продуктов при флотации с сульфгидрильными реагентами. Изучены их сольватационные свойства в разных гетерогенных процессах. Установлено значительное усиление экстракции хлорида лития трибутилфосфатом в присутствии этих реагентов, особенно заметное для дибутилмонотиофосфата меди(I). Повышение экстракционного извлечения обусловлено акцепторной активностью исследуемых реагентов за счет катиона меди(I), склонного к образованию комплексных соединений с галогенид-ионами. Более слабое влияние дибутилдитиофосфата меди(I) связано со значительной самоассоциацией продукта и частичным образованием в органической фазе малоактивных циклических тетрамеров. Показано, что реагенты хорошо абсорбируются из растворов в толуоле на сульфидах никеля и меди(I). Изотермы адсорбции реагентов выходят на насыщение в области концентраций до 0,0002 моль/л. Активность дибутилдитиофосфата меди на сульфиде никеля также снижена по сравнению с дибутил монотиофосфатом. Однако этот эффект менее выражен, чем в экстракционной системе. При переходе к сульфиду меди(I) различия адсорбционных свойств исследованных реагентов практически исчезают, что, вероятно, связано с дополнительной координационной связью сульфидной меди с серой (=S) молекулы дибутил дитиофосфата меди(I). Полученные данные показывают, что исследованные реагенты могут являться более активными собирателями при флотационном обогащении руд, чем дибутилтиофосфорные кислоты или их натриевые и калиевые соли. Это в первую очередь связано с координационно ненасыщенными катионами меди(I) в молекулах реагентов, которые обеспечивают закрепление реагентов на поверхности сульфидных минералов и их гидрофобизацию.

Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект FWES-2021-0014) с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.

1. Dhar P., Thornhill M., Kota H. R. Investigation of copper recovery from a new copper ore deposit (Nussir) in Northern Norway: Dithiophosphates and xanthate-dithiophosphate blend as collectors // Minerals. 2019. Vol. 9, No. 3. 146.
2. Han C., Wei D., Gao S., Zai Q., Shen Y., Liu W. Adsorption and desorption of butyl xanthate on chalcopyrite // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9, No. 6. P. 12654–12660.
3. Hu Y., Wu M., Liu R., Sun W. A review on the electrochemistry of galena flotation // Minerals Engineering. 2020. Vol. 150. P. 106272.
4. Tijsseling L. T., Dehaine Q., Rollinson G. K., Glass H. J. Flotation of mixed oxide sulphide copper-cobalt minerals using xanthate, dithiophosphate, thiocarbamate and blended collectors // Minerals Engineering. 2019. Vol. 138. P. 246-256.
5. Tercero N., Nagaraj D. R., Farinato R. A critical overview of dithiophosphinate and dithiophosphate interactions with base metal sulfides and precious metals // Mining, Metallurgy & Exploration. 2019. Vol. 36, No. 1. P. 99–110.
6. Pienaar D., Jordaan T., McFadzean B., O'Connor C. T. The synergistic interaction between dithiophosphate collectors and frothers at the air-water and sulphide mineral interface // Minerals Engineering. 2019. Vol. 138. P. 125–132.
7. Persson I. Review: adsorption of ions and molecules to solid surfaces in connection with flotation of sulphide minerals // Journal of Coordination Chemistry. 1994. Vol. 32. P. 261–342.
8. Rusanova-Naydenova D. An NMR synopsis of the coordination chemistry of copper(I) dithiophosphate clusters : dissertation. — Sweden : Luleå University of Technology, 2006.
9. Rusanova D., Forsling W., Antzutkin O. N., Pike K. J., Dupree R. Formation of O,O-di-alkyl-dithiophosphate copper(I) complexes on the surface of synthetic chalcocite-NMR and SEM studies // Centenary of Flotation Symposium: 06/06/2005-09/06/2005. — The Australian Institute of Mining and Metallurgy. 2005. P. 581–590.
10. Lawton S. L., Rohrbaugh W. G., Kokotailo G. T. Crystal and molecular structure of the tetranuclear metal cluster complex copper(I) O,O-diisopropylphosphorodithioate, Cu₄[(iso-PrO)₂PS₂]₄ // Inorganic Chemistry. 1972. Vol. 11. P. 612–618.
11. Yordanov N. D., Alexiev V., Macicek J., Glowiak T. Russel D. Studies on intermolecular interactions of metal chelate complexes. V. copper (II) dithiophosphate complexes: an example of an inner self-redox reaction // Transition Metal Chemistry. 1983. Vol. 8. P. 257–261.
12. Yordanov N. D. A spectroscopic study of the self-redox reaction of sulfur-containing copper (II) complexes // Transition Metal Chemistry. 1997. Vol. 22. P. 200–207.
13. Shopov D., Iordanov N. Electron paramagnetic resonance investigations of some copper (II) dialkyldithiophosphate complexes // Inorganic Chemistry. 1970. Vol. 9. P. 1943–1946.
14. Kuzmin V. I., Logutenko O. А. Effect of unlimited self-association of a component of a chemical reaction on the equilibrium states of the copper dialkyldithiophosphate systems // Journal of Molecular Liquids. 2020. Vol. 299. P. 112–128.
15. Логутенко О. А. Изучение межфазного взаимодействия диалкилдитиофосфорной кислоты и ее солей с солями меди, никеля и кобальта : Автореф. дис. ... канд. хим. наук. — Красноярск, 1990.
16. Самойлов Ю. М. Изучение распределения хлорида лития в системе нейтральный экстрагент — FeCl₃ – MCln – H₂O // 7-я Всесоюзная конференция по химии и технологии редких щелочных элементов. Тезисы докладов. — Апатиты, 1988. С. 109–110.
17. Kuzmin V. I., Kuzmina V. N., Gudkova N. V. Extraction of metal bromides from chloride brines with mixtures of molecular iodine and tributyl phosphate // Hydrometallurgy. 2018. Vol. 180. P. 221–228.