Изыскание новых реагентов-собирателей для окисленных сурьмяных руд и оценка их флотационной активности по результатам квантово-химических расчетов на примере сурьмяной руды месторождения Жипхоша

Руды сурьмяных месторождений содержат сульфидные (антимонит, джемсонит, буланжерит и др.) и окисленные формы металла (стибиконит, валентинит, сервантит и др.). Сульфидные формы извлекаются хорошо, а окисленные являются упорными ко всем процессам обогащения, и в настоящий момент нет технологий по получению окисленного концентрата сурьмы надлежащего качества. Исходя из литературных источников, из всех известных способов извлечения окислов сурьмы из сурьмяных руд самым эффективным на сегодняшний день является флотация. Для флотации сурьмяных руд применяют раздельную флотацию: сульфидную и окисленную. Низкая эффективность флотации окисленных форм сурьмы в присутствии известных собирателей, модификаторов и активаторов наводит на необходимость разработки новых эффективных реагентов с разработкой режимных параметров флотационного обогащения. В данной работе предлагается использование нового комплексного реагента-собирателя при флотации сурьмяной руды месторождения Жипхоша и приводится квантово-химический расчет для определения наличия взаимодействия реагента с минералами окисленных форм сурьмы. Установлено, что применение комплексного собирателя КР-1 при флотации (в соотношении 1:1:0,2) приводит к повышению флотационных свойств окислов сурьмы путем более эффективного воздействия на поверхность мономинерала (линз, пленок). Этот факт доказан при выполнении квантово-химического расчета, в котором рассчитанная энергия взаимодействия между мономинералом и реагентом составила 24,1 кДж/моль, что характерно для донорно-акцепторных взаимодействий. На пробе сурьмяной руды месторождения Жипхоша с содержанием сурьмы 2 % подтверждена эффективность применения комплексного собирателя КР-1 для флотации окисленных минералов металла. Извлечение сурьмы возрастает на 9,1 % при качестве концентрата 40 %, хвосты при этом снижаются с 1,42 до 1,12 %.

флотация, обогащение, сурьма, извлечение, квантовая химия

1. Гольман А.М., Чантурия В.А. Новые процессы в комбинированных схемах обогащения полезных ископаемых. М.: Наука, 1989. 210 с.

2. Solozhenkin P.M., Alekseev A.N. Innovative processing and hydrometallurgical treatment methods for complex antimony ores and concentrates. Part I // Journal of Mining Science. 2010. Vol. 46. № 2. P. 203–209.

3. Баранова Т.В., Соловьева Л.С. Обогащение руд процессом тяжелосредной сепарации // Золотодобыча. 2008. № 118. [Электронный ресурс]. URL: https://zolotodb.ru/article/10091 (10.09.2019).

4. Xiao Liping, Liao Pinjun, Hu Weibai. Activation of Cu2+ ions on the flotation of fine antimony oxides. Journal of Cent.-South Institute of Mining and Metallurgy. 1985. № 4. P. 63–75.

5. Орел М.А., Розенфельд С.Ш. Обогащение комплексных ртутно-сурьмяно- флюоритовых руд // Комплексная переработка полиметаллических руд. М.: Металлургия, 1965. С. 12–14.

6. Васильев В.Г. Сурьмяные оруденения Восточного Забайкалья // Новый век – Новые открытия: материалы Межрегион. конф., посвящ. 40-летию Забайкальского комплексного научноисследовательского института). Чита: Изд-во ЧТГУ, 2001. С. 65–76.

7. Пендин А.А., Леонтьевская П.К., Казак А.С. Структурные характеристики водных растворов одноосновных кислот и щелочей // Журнал физической химии. 1996. Т. 70. № 11. С. 1965–1970.

8. Соложенкин П.М., Зинченко З.И. Обогащение сурьмяных руд. М.: Наука, 1985. 179 с.

9. Матвеева Т.Н., Громова Н.К., Ланцова Л.Б. Влияние таннина на адсорбцию комбинированного собирателя и флотацию стибнита и арсенопирита из комплексных руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 6. С. 155–162.

10. Мязин В.П. Флотационное обогащение и металлургия сурьмяных руд: монография. Чита: Изд-во ЧТГУ, 2015. 156 с.

11. Левин А.А. Введение в квантовую химию твердого тела: химическая связь и структура энергетических зон в тетраэдрических полупроводниках: монография. М.: Химия, 1974. 238 с. 12. Ивановский А.Л. Квантовая химия в материаловедении. Неметаллические тугоплавкие соединения и неметаллическая керамика. Екатеринбург: Екатеринбург, 2000. 182 с.

12. Пендин А.А. Избирательная сольватация в трех- и многокомпонентных жидких растворах // Журнал физической химии. 1985. Т. 59. № 9. С. 2193–2197.

13. Пендин А.А., Белоусов А.П., Львова Т.И. Расчет структурных характеристик водных растворов 1-1 электролитов по значениям коэффициентов активности // Журнал физической химии. 1996. Т. 70. № 5. С. 825–829.

14. Пендин А.А., Казак А.С. Применение концепции сольватационных избытков для изучения взаимного распределения частиц компонентов раствора в системах KCl − NaCl − H2O и KNO3 − NaNO3 − H2O // Журнал физической химии. 2010. Т. 84. № 8. С. 1481–1487.

15. Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Глазунова З.И. О капиллярном механизме упрочнения контакта частица-пузырек при пенной флотации // Обогащение руд. 1976. № 1. С. 25–31.