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

---

Навескуруды0,5гагитировалисрегуляторомсредырН(0,1%-мрастворомNaOH)1мин,затем2минссобирателем.Действиеисследуемыхреагентовпроводилив сравнении с традиционными сульфгидрильными собирателями — ксантогенатом(Kx)иаэрофлотом(Af).Времяфлотациисоставляло3минпритемпературе201°С.Скорость подачи воздуха — 5,3 см³/мин. Флотацию исследуемыми соединениями проводилиприрН=10.Содержаниемедь-иникельсодержащихминераловв«пенном»продуктефлотацииоценивалиподаннымхимическогоанализа.Флотационныеиспытанияисследуемыхреагентовпроводилинапробетонковкрапленной медно-никелевой руды одного из месторождений ПеченгскогорудногополяссодержаниемNi≈0,495%иCu≈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

---

Согласноминералогическомуанализудоляглавныхсульфидныхминералов в руде составляла 4,5 %, в том числе: пирротина 2,6 %, пентландита1,4%,халькопирита0,5%.Породообразующиеминералыпредставленысерпентином,пироксеном, амфиболами, талькомиоливином.Руду крупностью -2 мм подвергали измельчению в лабораторной шаровоймельницедокрупности,обоснованнойдляданнойрудывпредыдущихисследованиях, — 97 % класса -0,071 мм [10]. Опыты проводились в открытомциклеспроведениемосновнойиконтрольнойфлотацийпосхеме,представленнойнарис.1.НеобходимоезначениерНсоздавалиспомощью^{кальцинированнойсоды(Na}2^CO3^{),подаваемойвизмельчение.Вкачестве}активаторасульфидныхминераловиспользовалимедныйкупорос.Основнойсобиратель,бутиловыйксантогенат,ввиде1%-гораствораподаваливизмельчение.Рис. 1. Схема лабораторных флотационных испытаний с использованиемкомплексообразующихреагентовFig.1.Schemeof laboratoryflotationtestsusingcomplexingagents

Обсуждение результатов

Ранеепроведеннымиисследованиямибылопоказано,чтогидразидыкарбоновыхкислотигидроксамовыекислотысуглеводороднымрадикаломиз7–9атомовСспособнызаменитьодинизсеросодержащихсобирателейприфлотации медно-никелевых руд — аэрофлот. Взаимодействие с поверхностьюминералов происходит через образование на поверхности прочных комплексныхсоединений. Гидразид координируется с атомом металла через атомы O и N,

---

образуяпятичленныйцикл,связьмеждуатомамиметаллаиОковалентная,а между металлом и N — донорно-акцепторная [8]. В случае гидроксамовыхкислот образование внутрикомплексного соединения идет через карбонильный игидроксильныйатомыкислорода [9].Известно,чтовведениевмолекулуреагентавторойфункциональнойгруппировки в -положении к гидроксаматной создает условия для образованияпрочногохелатногосоединения.Выделеныиизученымедныеиникелевыекомплексы -гидрокси-, -аминогидроксамовых кислот ималономоногидроксамовой кислоты [11]. В случае малономоногидроксамовойкислоты комплекс с металлом образуется с участием атома О карбоксильной иатома Nгидроксаматнойгруппировок.Расположениефункциональныхгруппировокврассматриваемыхмонопроизводныхянтарнойкислотысоздаетпредпосылкидляобразованиядостаточнопрочногосемичленногоциклическогосоединениясатомамицветныхметаллов,что,своюочередь,обеспечитихбольшуюфлотационнуюактивность.Эффективностьвзаимодействиярассматриваемыхреагентовсмедь-иникельсодержащимисульфиднымиминераламиоценивалипорезультатамбеспенной флотации. Использование обогащенной разными минералами рудыпозволило приблизить эксперимент к реальным условиям флотации с взаимнымвлияниемминераловдругнадруга.Полученныеконцентрационныезависимостиизвлечениямедииникеляв«пенный»продуктфлотациипредставленынарисунках2, 3.

---

Рис. 2. Извлечение в «пенный» продукт меди (1, 3) и никеля (2, 4)прифлотации втрубкеХалимондаруды МН-1 реагентами:а — 1, 2 — SLR-2, 3, 4 — ксантогенатом; б — 1, 2 — SLR-1, 3, 4 — аэрофлотомFig. 2. Extraction of copper (1, 3) and nickel (2, 4) in the “foamy” product during theflotationinthe Halimond tubeМН-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)прифлотации втрубкеХалимондаруды МН-2 реагентами:а— 1, 2— SLR-2,3, 4 — ксантогенатом;б—1,2— SLR-1, 3, 4— аэрофлотомFig. 3. Extraction of copper (1, 3) and nickel (2, 4) in the “foamy” product duringflotationinthe Halimond tubeМН-2 ore withreagents:a― 1, 2—SLR-2;3, 4 —xanthate;б—1, 2—SLR-1, 3, 4 —aeroflotИзвестно,чтохалькопиритхарактеризуетсябольшейгидрофобностьюи в условиях реального флотационного процесса всегда флотируется в первуюочередь. На рисунке видно, что при использовании сульфгидрильных реагентовкривая извлечения меди лежит намного выше кривой для никеля, в том числе идляруды,гдесодержаниеникеляв4разапревышаетсодержаниемеди.А исследуемыебифункциональныереагентыпроявляютбольшуюактивностьпоотношениюкникельсодержащимминералам.Изданныхрис.2видно,чтоприфлотации обогащенной никелем руды для обоих реагентов извлечение цветныхметалловнаходитсяпримернона одинаковомуровне.Результаты, полученные при флотации руды, обогащенной халькопиритом

---