Исследование кинетики электродных потенциалов сульфидных минеральных электродов в присутствии модификаторов флотации

Представлены результаты потенциометрических исследований с применением минеральных электродов трудноокисляемых сульфидов – стибнита, молибденита, галенита – в сравнении с пиритом, арсенопиритом, халькопиритом в контролируемых окислительно-восстановительных условиях. Молибденит, стибнит и арсенопирит обладают наибольшей энергией кристаллической решетки в сравнении с пиритом и халькопиритом, что указывает на устойчивость минералов к окислительно-восстановительным процессам и согласуется с результатами измерений электродных потенциалов. Установлена анизотропия электродных потенциалов трудноокисляемых сульфидов по разным кристаллохимическим направлениям. В дистиллированной воде электродный потенциал стибнита {010} +177,76 мВ, молибденита {0001} +149,5 мВ; а стибнита {101} –898,27 мВ и молибденита {1010} –375,42 мВ. В диапазоне pH 2–12 электродный потенциал стибнита {010} и молибденита {0001} остается в положительной области вплоть до pH 10, затем переходит в отрицательную область при pH >11, а электродный потенциал стибнита {101} и молибденита {1010} остается в отрицательной области на всем исследуемом диапазоне pH. Отрицательный электродный потенциал галенита сдвигается в окислительную область при pH 2–7, затем сдвигается в восстановительную при pH 8–12. В отличие от трудноокисляемых сульфидов электродный потенциал пирита, арсенопирита и халькопирита сдвигается в отрицательную область при значении pH > 8. Определены  изменения электродных потенциалов минеральных электродов при введении модификаторов флотации в дистиллированную воду (pHисх. 5,5). Скорость изменения электродных потенциалов сульфидов зависит от щелочности среды. 

Каюмов А. А., Игнаткина В. А., Ергешева Н. Д. Исследование кинетики электродных потенциалов сульфидных минеральных электродов в присутствии модификаторов флотации // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 10. – С. 89–103. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_10_0_89.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-27-00102, https://rscf.ru/project/22-27-00102/.

Каюмов Абдуазиз Абдурашидович¹ — канд. техн. наук, ведущий инженер, e-mail: maliaby_92@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-0502-6595,
Игнаткина Владислава Анатольевна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: woda@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2552-206X,
Ергешева Назымарзу Дауренкызы¹ — аспирант, e-mail: nazymarzu.zharolla@mail.ru,
¹ НИТУ «МИСиС».

Каюмов А.А., e-mail: maliaby_92@mail.ru.

1. Madzokere Tatenda Crispen, Nheta Willie, Gumbochuma Sheunopa Advances of nanotechnology applications in mineral froth flotation technology / Application of nanotechnology in mining processes: Beneficiation and sustainability. Chapter 8. 2022, pp. 289—326. DOI: 10.1002/9781119865360.ch8.

2. Чантурия В. А., Козлов П. А. Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья / Материалы Международной научной конференции «Плаксинские чтения». — Красноярск, 2017. — С. 3—6.

3. Чантурия В. А., Бочаров В. А. Современное состояние и основные направления развития технологии комплексной переработки минерального сырья цветных металлов // Цветные металлы. — 2016. — № 11. — С. 11—18. DOI: 10.17580/tsm.2016.11.01.

4. Metin Can N., Çağrı Başaran Effects of different grinding media and milling conditions on the flotation performance of a copper-pyrite ore // Minerals. 2023, vol. 13, no. 1, article 85. DOI: 10.3390/min13010085.

5. Морозов Ю. П., Интогарова Т. И., Валиева О. С., Донец Ю. О. Флотоклассификация в замкнутом цикле измельчения как один из способов снижения переизмельчения сульфидных руд // Известия вузов. Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 85—96. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-1-85-96.

6. Плаксин И. Н., Шафеев Р. Ш. Влияние электрохимической неоднородности поверхности сульфидных минералов на распределение ксантогената в условиях флотации // Доклады Академии наук СССР (раздел «Химическая технология»). — 1958. — Т. 121. — № 1. — С. 145—148.

7. Castro S., Lopez-Valdivieso A., Laskowski J. S. Review of the flotation of molybdenite. Part I: Surface properties and floatability // International Journal of Mineral Proccesing. 2016, vol. 148, pp. 48—58. DOI: 10.1016/j.minpro.2016.01.003.

8. Xiaoqin Tang, Ye Chen A review of flotation and selective separation of pyrrhotite. A perspective from crystal structures // International Journal of Mining Science and Technology. 2022, vol. 32, no. 4, pp. 847—863. DOI: 10.1016/j.ijmst.2022.06.001.

9. Yi G., Macha E., Van J. Dyke, Ed R. Macha, McKay T., Free M. L. Recent progress on research of molybdenite flotation. A review // Advances in Colloid and Interface Science. 2021, vol. 295, no. 4, article 102466. DOI: 10.1016/j.cis.2021.102466.

10. Chimonyo W., Corin K. C., Wiese J. G., O’Connor C. T. Redox potential control during flotation of a sulphide mineral ore // Minerals Engineering. 2017, vol. 110, pp. 57—64. DOI: 10.1016/j.mineng.2017.04.011.

11. Игнаткина В. А. Аксенова Д. Д., Каюмов А. А., Ергешева Н. Д. Пероксид водорода в реагентных режимах флотации колчеданных медных руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2022. — № 1. — С. 139—152. DOI: 10.15372/ FTPRPI20220115.

12. Chen Y., Chen X., Peng Y. The effect of sodium hydrosulfide on molybdenite flotation as a depressant of copper sulfides // Minerals Engineering. 2020, vol. 148, no. 15, article 106203. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106203.

13. Vazife J., Pourghahramani P., Asqarian H., Bagherian A. Effects of pH and pulp potential on selective separation of Molybdenite from the Sungun Mine Cu-Mo concentrate // International Journal of Mining and Geo-Engineering. 2017, vol. 51, no. 2, pp. 147—150. DOI: 10.22059/ IJMGE.2017.220005.594638.

14. Соложенкин П. М., Зинченко З. А. Обогащение сурьмяных руд. — М.: Наука, 1985. — 180 с.

15. Qian Zhang, Shuming Wen, Qicheng Feng, Genping Huang Interaction mechanism of lead ions with stibnite surfaces and enhancement of xanthate adsorption // Journal of Molecular Liquids. 2021, vol. 331, article 115802. DOI: 10.1016/j.molliq.2021.115802.

16. Игнаткина В. А., Каюмов А. А., Ергешева Н. Д., Чернова П. А. Флотируемость трудноокисляемых сульфидов молибдена и сурьмы в контролируемых окислительно-восстановительных условиях // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 1. — С. 145—160. DOI: 10.15372/FTPRPI20230114.

17. Соложенкин П. М. Взаимодействия минералов сурьмы с катионами свинца, сульфгидрильными реагентами на основе молекулярного моделирования / Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Mатериалы XXV Международной научно-технической конференции. — Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Исеть», 2020. — С. 74—77.

18. Segura-Salazar J., Brito-Parada P. R. Stibnite froth flotation. A critical review // Minerals Engineering. 2021, vol. 163, article 106713. DOI: 10.1016/j.mineng. 2020.106713.

19. Zhengyao Li, Yuanyuan Wang, Muxin Jia, Ligang Wen, Xuewen Wang, Jinzhi Wei Effect and mechanism of depressant disodium carboxymethyl trithiocarbonate on flotation separation of stibnite and pyrite // Mining Metallurgy & Exploration. 2022, vol. 39, pp. 1267—1275. DOI: 10.1007/s42461-022-00582-4.

20. Каюмов А. А. Повышение эффективности флотации теннантита из колчеданной медно-цинковой руды на основе селективных реагентных режимов флотации: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: НИТУ «МИСиС», 2019. — 27 c.

21. Игнаткина В. А., Каюмов А. А., Ергешева Н. Д. Флотоактивность и расчетная реакционная способность сульфидных минералов и золота // Известия вузов. Цветная металлургия. — 2022. — Т. 28. — № 4. — С. 4—14. DOI: 10.17073/0021-3438-2022-4-4-14.

22. Chanturiya V. A., Krasavtseva E. A., Makarov D. V. Electrochemistry of sulfides: Process and environmental aspects // Sustainability. 2022, vol. 14, article 11285. DOI: 10.3390/ su141811285.