Файл: Е. А. Базарова1, Г. В. Митрофанова2, Е. В. Черноусенко.docx

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.15-21 УДК 622.765.061
Е. А. Базарова¹, Г. В. Митрофанова², Е. В. Черноусенко^{2 1}АпатитскийфилиалМурманскогогосударственноготехническогоуниверситета,г.Апатиты,Россия

²ГорныйинститутФИЦКНЦРАН,г.Апатиты,Россия
НОВЫЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИЕ РЕАГЕНТЫ-СОБИРАТЕЛИ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД
Аннотация. Рассмотрена возможность использования в качестве собирателей для флотации медно-никелевых руд бифункциональных комплексообразующих реагентов — моногидроксиамида и моногидразида алкенилянтарной кислоты. Методом беспенной флотации проведена оценка эффективности их действия по отношению к медь- никельсодержащим минералам. Показана большая по сравнению с традиционными сульфгидрильными собирателями активность исследуемых реагентов по отношению к никелевым минералам. Использование исследуемых монопроизводных янтарной кислоты обеспечивает повышение извлечения никеля в черновой концентрат и снижение его потерь с хвостами флотации.

Ключевыеслова:медно-никелевыеруды,флотация,комплексообразующиереагенты,монопроизводныеянтарнойкислоты.
E. A. Bazarova¹, G. V. Mitrofanova², E. V. Chernousenko<sup>2

1</sup>ApatityBranchoftheMurmanskStateTechnicalUniversity,Apatity,Russia

²MiningInstituteofFRCKSCRAS, Apatity,Russia
NEW COMPLEXING REAGENTS-COLLECTORS FOR COPPER-NICKEL ORE FLOTATION
Abstract. The paper describes a possibility of using bifunctional complexing agents (monohydroxyamide and monohydgrazide of alkenylsuccinic acid) as collectors for the flotation of copper-nickel ores. The method of frothless flotation was used to evaluate the effectiveness of their action in relation to copper-nickel-bearing minerals. The work shows larger activity of the studied reagents with respect to nickel minerals compared with traditional sulfhydryl collectors. The use of the studied mono-derivatives of succinic acid increases the nickel extraction into the rough concentrate and decreases its losses with flotation tailings.

Keywords:copper-nickelores,flotation,complexingreagents,mono-derivativesofsuccinicacid.

Введение

Повышение эффективности обогащения минерального сырья, перерабатываемого флотационным способом, неразрывно связано с поиском новых реагентов-собирателей. Ассортимент флотационных реагентов постоянно расширяется — разрабатываются новые оптимальные рецептуры собирателей, представляющих собой смеси реагентов различного действия, исследуются принципиально новые классы реагентов.

В области химии собирателей для флотации сульфидных руд в последнее время развивается направление с использованием комплексообразующих соединений. Группировки, склонные к образованию координационных связей с переходными металлами, входят в состав молекул совместно с серосодержащими функциональными группами. Так, в качестве собирателей сульфидных руд исследованы производные меркаптобензотиазола, меркаптобензимидазола, имидазолина, гидроксихинолина, тиомочевины, а также гидроксамовые кислоты

и гидразиды карбоновых кислот [1]. Образование прочных труднорастворимых комплексных соединений производных меркаптобензотиазола с Сu, Ni и др. на поверхности минерала обуславливает избирательность сорбции этого реагента и обеспечивает повышение селективности флотации [2, 3]. Реагенты, имеющие в своей структуре атомы серы, азота и кислорода, являются специфическими к минералам меди. Высокая эффективность действия по отношению к халькопириту O-изопропил- S-[2-(гидроксиамино)пропил]дитиокарбоната связана с возможностью взаимодействия атомов меди с реагентом с образованием Cu-N-O-Cu-мостиков [4]. Тионокарбаматы и их производные — еще один класс собирателей, использование которых повышает селективность флотации, благодаря их специфическому взаимодействию с поверхностью минерала [5–7].

Перспективными классами комплексообразующих соединений, способных выступать в роли собирателей для флотации сульфидных руд цветных металлов, являются гидроксамовые кислоты и гидразиды карбоновых кислот [8, 9]. Наиболее целесообразно применять их в качестве дополнительного собирателя- пенообразователя вместо реагента аэрофлот.

В настоящей работе проведена оценка эффективности действия в качестве собирателей для флотации медно-никелевых руд бифункциональных соединений, представляющих собой азотсодержащие производные алкенилянтарной кислоты. Наличие второй функциональной группировки кислотного характера обеспечит дополнительное взаимодействие с неоднородной поверхностью минерала и увеличит эффективность флотации.

Материалы и методы исследования

Проведена оценка коллекторных свойств двух бифункциональных соединений — моногидроксиамида SLR-1 (I) и моногидразида SLR-2 (II) алкенилянтарной кислоты:

Образец руды	Содержание, %				Соотношение Ni/Cu
	Сu	Ni	Fe	S
МН-1	1,4	5,81	52,64	34,62	1/4,15
МН-2	16,95	3,66	41,55	31,52	4,63/1

---

Навеску руды 0,5 г агитировали с регулятором среды рН (0,1 %-м раствором NaOH) 1 мин, затем 2 мин с собирателем. Действие исследуемых реагентов проводили в сравнении с традиционными сульфгидрильными собирателями — ксантогенатом (Kx) и аэрофлотом (Af). Время флотации составляло 3 мин при температуре 20  1 °С. Скорость подачи воздуха — 5,3 см³/мин. Флотацию исследуемыми соединениями проводили при рН = 10. Содержание медь- и никельсодержащих минералов в

«пенном» продукте флотации оценивали по данным химического анализа.

Флотационные испытания исследуемых реагентов проводили на пробе тонковкрапленной медно-никелевой руды одного из месторождений Печенгского рудного поля с содержанием Ni ≈ 0,495 % и Cu ≈ 0,211 % (табл. 2).

Наименование компонента	Ni	Cu	Co	Feобщ	S	CaO	MgO	Al2O3	ппп	TiO2
Содержание, %	0,495	0,211	0,02	13,05	1,42	2,57	25,77	0,98	7,80	0,90

---

Согласно минералогическому анализу доля главных сульфидных минералов в руде составляла 4,5 %, в том числе: пирротина 2,6 %, пентландита 1,4 %, халькопирита 0,5 %. Породообразующие минералы представлены серпентином, пироксеном, амфиболами, тальком и оливином.

Руду крупностью -2 мм подвергали измельчению в лабораторной шаровой мельнице до крупности, обоснованной для данной руды в предыдущих исследованиях, — 97 % класса -0,071 мм [10]. Опыты проводились в открытом цикле с проведением основной и контрольной флотаций по схеме, представленной на рис. 1. Необходимое значение рН создавали с помощью ^{кальцинированной соды (Na}2^CO3^{), подаваемой в измельчение. В качестве} активатора сульфидных минералов использовали медный купорос. Основной собиратель, бутиловый ксантогенат, в виде 1 %-го раствора подавали в измельчение.




Рис. 1. Схема лабораторных флотационных испытаний с использованием комплексообразующих реагентов

Fig. 1. Scheme of laboratory flotation tests using complexing agents

Обсуждение результатов

Ранее проведенными исследованиями было показано, что гидразиды карбоновых кислот и гидроксамовые кислоты с углеводородным радикалом из 7–

9 атомов С способны заменить один из серосодержащих собирателей при флотации медно-никелевых руд — аэрофлот. Взаимодействие с поверхностью минералов происходит через образование на поверхности прочных комплексных соединений. Гидразид координируется с атомом металла через атомы O и N,

---

образуя пятичленный цикл, связь между атомами металла и О ковалентная, а между металлом и N — донорно-акцепторная [8]. В случае гидроксамовых кислот образование внутрикомплексного соединения идет через карбонильный и гидроксильный атомы кислорода [9].

Известно, что введение в молекулу реагента второй функциональной группировки в -положении к гидроксаматной создает условия для образования прочного хелатного соединения. Выделены и изучены медные и никелевые комплексы -гидрокси-, -аминогидроксамовых кислот и малономоногидроксамовой кислоты [11]. В случае малономоногидроксамовой кислоты комплекс с металлом образуется с участием атома О карбоксильной и атома N гидроксаматной группировок.

Расположение функциональных группировок в рассматриваемых монопроизводных янтарной кислоты создает предпосылки для образования достаточно прочного семичленного циклического соединения с атомами цветных металлов, что, свою очередь, обеспечит их большую флотационную активность.

Эффективность взаимодействия рассматриваемых реагентов с медь- и никельсодержащими сульфидными минералами оценивали по результатам беспенной флотации. Использование обогащенной разными минералами руды позволило приблизить эксперимент к реальным условиям флотации с взаимным влиянием минералов друг на друга. Полученные концентрационные зависимости извлечения меди и никеля в «пенный» продукт флотации представлены на рисунках 2, 3.

---

Рис. 2. Извлечение в «пенный» продукт меди (1, 3) и никеля (2, 4) при флотации в трубке Халимонда руды МН-1 реагентами:

а — 1, 2 — SLR-2, 3, 4 — ксантогенатом; б — 1, 2 — SLR-1, 3, 4 — аэрофлотом Fig. 2. Extraction of copper (1, 3) and nickel (2, 4) in the “foamy” product during the flotation in the Halimond tube МН-1 ore with reagents:

a— 1, 2— SLR-2, 3, 4 — xanthate; б— 1, 2— SLR-1, 3, 4 — aeroflot


Рис. 3. Извлечение в «пенный» продукт меди (1, 3) и никеля (2, 4) при флотации в трубке Халимонда руды МН-2 реагентами:

а— 1, 2— SLR-2, 3, 4 — ксантогенатом; б— 1, 2— SLR-1, 3, 4— аэрофлотом

Fig. 3. Extraction of copper (1, 3) and nickel (2, 4) in the “foamy” product during flotation in the Halimond tube МН-2 ore with reagents:

a― 1, 2— SLR-2; 3, 4 — xanthate; б— 1, 2— SLR-1, 3, 4 — aeroflot
Известно, что халькопирит характеризуется большей гидрофобностью и в условиях реального флотационного процесса всегда флотируется в первую очередь. На рисунке видно, что при использовании сульфгидрильных реагентов кривая извлечения меди лежит намного выше кривой для никеля, в том числе и для руды, где содержание никеля в 4 раза превышает содержание меди. А исследуемые бифункциональные реагенты проявляют большую активность по отношению к никельсодержащим минералам. Из данных рис. 2 видно, что при флотации обогащенной никелем руды для обоих реагентов извлечение цветных металлов находится примерно на одинаковом уровне.

Результаты, полученные при флотации руды, обогащенной халькопиритом

---