И.А. ХАБАРОВА

Институт проблем комплексного освоения недр РАН

 

 

структурно-химические изменения поверхности сульфидных минералов при нетепловом воздействии наносекундных электромагнитных импульсов

 

Для повышения контрастности химических, физико-химических свойств и состояния поверхности сульфидных минералов и направленного изменения их технологических (флотационных) свойств представляется перспективным использование нетеплового воздействия мощных наносекундных электромагнитных импульсов (E ~ 1+007 В/м), позволяющих улучшить технологию извлечения минералов при флотации без существенного изменения реагентного режима и оборудования обогатительных фабрик.

 

В ИПКОН РАН в лаборатории «Теории разделения минеральных компонентов» совместно с сотрудниками ИРЭ РАН и ЦНИГРИ разработан высокоэффективный, энергосберегающий и экологически безопасный метод вскрытия тонкодисперсных минеральных комплексов благородных металлов за счет нетеплового воздействия на руды и продукты обогащения мощными наносекундными электромагнитными импульсами (МЭМИ), предварительная обработка которыми позволила за счет образования каналов пробоя и микротрещин во вмещающей минеральной матрице получить прирост извлечения золота при цианировании из упорных руд на 4-12 %, из концентратов на 10-45%, из хвостов обогатительных фабрик на 30-80 % [1,2].

Перспективы применения этого вида обработки минеральных продуктов перед их флотационным обогащением обусловили необходимость проведения систематических исследований влияния наносекундных МЭМИ на поверхностные свойства сульфидных минералов как основных носителей благородных металлов (золота, серебра, МПГ). В докладе показано, что МЭМИ существенным образом влияют на окисленность, химическую, сорбционную и флотационную активность поверхности железосодержащих сульфидов.

Исследования проводили на порошкообразных образцах пирротина (Fe1-xS), выделенного из медно-никелевой пирротинсодержащей руды Норильского региона (Fe 49,75 %; Cu 2,98 %; Ni 4,4 %), пентландит-пирротиновой пробе (Fe 42,9 %; Cu 4,7 %; Ni 16,3 %) с крупностью частиц (-0,16 + 0,08) мм и (-0,08 + 0,063) мм. Порошкообразные навески минерала в сухом и увлажненном состояниях обрабатывали на лабораторной установке ИПКОН РАН серией наносекундных МЭМИ с амплитудой напряженности электрической компоненты поля ~ 107 В/м и частотой повторения импульсов 100 Гц.

Сравнительную флотационную активность минеральных порошков оценивали по выходу минерала в пенный продукт в присутствии бутилового ксантогената калия (БКс) (50 мг/л), диметилдитиокарбамата (ДМДК) натрия (150 мг/л) и вспенивателя МИБК при рН 10,5. После импульсной обработки с использованием методов растровой электронной микроскопии (микроскоп LEO-1420VP) и рентгеновского микроанализа (энергодисперсионный анализатор Oxford INCA Energy – 350) изучали микроструктуру, морфологические особенности и состав поверхности минералов; экстракционно-фотометрическими методами исследовали ионный состав водной фазы минеральной суспензии.

В результате сравнительного анализа флотируемости пирротина и пентландита (FeNi)9S8, обработанных наносекундными импульсами, установлен оптимальный режим воздействия (1E+003 имп), при котором улучшается флотационное разделение сульфидных минералов. Вследствие окисления поверхности пирротина и формирования новообразований (оксидов железа) со сложной морфологией наблюдается снижение флотируемости минерала в присутствии БКс и ДМДК. С увеличением числа импульсов до 1E+004 имп флотируемость пирротина увеличивается за счет повышения количества элементарной серы на поверхности.

В результате проведенных исследований показано, что МЭМИ изменяют структурное состояние, химический и фазовый состав поверхности и технологические свойства (флотируемость) пирротина. Установлены параметры и условия предварительной импульсной обработки минералов, при которых происходит повышение флотационного разделения пирротина и пентландита. Также в диапазоне воздействия от 1E+003 до 1E+004 имп наблюдали изменение структуры и состава поверхности частиц пирита и халькопирита, а также ионного состава водной фазы минеральных суспензий.

Список литературы

 

        1.   Чантурия В.А., Гуляев Ю.В., Лунин В.Д., Бунин И.Ж., Черепенин В.А.. Вдовин В.А., Корженевский А.В. Вскрытие упорных золотосодержащих руд при воздействии мощных электромагнитных импульсов // Доклады Академии наук. 1999. Том. 366. № 5. С. 680 – 683.

        2.   Чантурия В.А., Бунин И.Ж. Нетрадиционные высоко-энергетические методы дезинтеграции и вскрытия тонкодисперсных минеральных комплексов // Физико-технические проблемы обогащения полезных ископаемых. 2007. № 3. C. 107 128.