Экспериментальное обоснование реагентов класса дитиофосфината и дитиазинов для флотации золотосодержащих руд

Таблица 4 – Результаты опытов по флотации хвостов гравитации кварц-сульфидной золотосодержащей руды с применением ксантогената и реагента ДИФ.

№ Опыта	Наименование продукта	Выход, %	Содержание Au, г/т	Извлечение Au, %
Ксантогенат 60г/т
1	Концентрат основной флотации	12,22	31,32	91,12
	Концентрат контрольной флотации	3,87	2,28	2,10
	Хвосты	83,91	0,34	6,78
	Исх. руда	100	4,2	100
ДИФ 15 г/т, Ксантогенат 45 г/т
2	Концентрат основной флотации	6,35	64,46	93,00
	Концентрат контрольной флотации	1,86	7,36	3,12
	Хвосты	91,79	0,19	3,88
	Исх. руда	100	4,40	100
ДИФ 30 г/т, Ксантогенат 30 г/т
3	Концентрат основной флотации	8,31	50,60	94,06
	Концентрат контрольной флотации	2,39	4,07	2,18
	Хвосты	89,30	0,19	3,76
	Исх. руда	100	4,47	100
ДИФ 60 г/т
4	Концентрат основной флотации	7,72	54,45	92,69
	Концентрат контрольной флотации	4,79	3,45	3,64
	Хвосты	87,50	0,19	3,67
	Исх. руда	100	4,53	100

Анализ полученных результатов показал, что применение реагентов ДИФ и МТХ способствует повышению показателей флотации золотосодержащего продукта по сравнению с результатами флотации с одним ксантогенатом. Причем, реагент ДИФ может быть использован как в сочетании с ксантогенатом, так и без ксантогената. И в том и в другом случае в присутствии ДИФ повышается содержание золота в концентрате основной флотации в 2 раза, и снижаются потери золота с хвостами флотации. Реагент МТХ показал высокую селективность по отношению к золоту, но недостаточную эффективность собирательных свойств, что приводило к потере золота с хвостами. Однако в сочетании с ксантогенатом собиратель МТХ позволяет повысить извлечение золота в концентрат (с 91 до 94,4 %). Кроме того, этот реагент может быть рекомендован для получения высококачественной золотосодержащей «головки», т.к. содержание золота в концентрате при использовании МТХ увеличивается в 2 раза.

Таким образом, реагенты МТХ и ДИФ являются перспективными собирателями для использования при обогащении золотосодержащих руд. Внедрение этих реагентов в цикл селективной флотации золотосодержащих руд в качестве дополнительных собирателей позволит существенно улучшить технико-экономические показатели обогащения.

Данные, полученные в условиях лаборатории обогащения НИиПИ «ТОМС», подтверждены актом о проведении укрупненных испытаний хвостов гравитационного обогащения кварц-сульфидной золотосодержащей руды № 04-12-201 от 05 апреля 2012 г.

Оценка экономической эффективности применения реагента ДИФ при флотации золотосодержащей руды по сравнению с БКс рассчитывалась при условной производительности фабрики Q (т/год) с использованием технологических показателей флотации. Ожидаемый прирост валовой прибыли при переработке 5000 тыс.т хвостов гравитационного обогащения кварц-сульфидной руды с использованием нового реагентного режима, предусматривающий полную замену БКс на ДИФ (при расходе 60 г/т), составит примерно 0,43 млрд. рублей в год.

Заключение
В диссертационной работе приведено новое решение актуальной научно-технической задачи по научному обоснованию и разработке метода эффективной флотации золотосодержащих руд сложного вещественного состава с применением новых селективных реагентов в качестве дополнительных собирателей для золота, обеспечивающих повышение технико-экономических показателей флотационного обогащения.

На основании выполненных исследований сделаны следующие основные выводы:

1. Анализ современных методов флотационного обогащения золотосодержащих руд показал, что повышение эффективности технологии селективной флотации золота может быть достигнуто с применением в качестве собирателей органических аналитических реагентов, сорбентов, экстрагентов, способных к формированию устойчивых соединений с золотом в условиях флотации.

2. Современный комплекс физических и физико-химических методов исследования сорбционных и электрохимических свойств реагентов ДИФ и МТХ позволил получить новые научные данные о механизме взаимодействия новых реагентов собирателей с золотосодержащим пиритом и однозначно подтвердить их селективное взаимодействие с золотом:

- Электрохимические исследования электродных потенциалов золота и пирита позволили установить, что при введении в раствор реагента ДИФ наблюдается снижение потенциала золотого электрода на 80 мВ, тогда как в тех же условиях потенциал пиритного электрода практически не изменяется, что указывает на взаимодействие реагента только с золотом. Значительное снижение потенциала золотого электрода (на 50 мВ) при введении реагента МТХ наблюдается при низких концентрациях (до 10 мг/л). При более высоких концентрациях МТХ потенциал золотого электрода снижается незначительно, а потенциал пиритного электрода при увеличении концентрации МТХ в растворе снижается равномерно. Таким образом, МТХ селективно экранирует заряд поверхности электрода с золотом при низких концентрациях в растворе.

- Методом УФ-спектроскопии показано, что на пирите, с искусственно нанесенным на поверхность золотом, реагент МТХ адсорбируется гораздо активнее, чем на природном пирите, что также свидетельствует о селективном взаимодействии МТХ с золотом.

- Методом электронной микроскопии на шлифах пирита и арсенопирита с нанесенным золотом обнаружены локальные выделения золота, покрытые пятнами органического происхождения. На рентгеновском спектре данных участков обнаружены характерные для реагентов МТХ и ДИФ элементы, что свидетельствует о селективном формировании сорбционного слоя на поверхности золота.

- Методом ИК-спектроскопии также подтверждено селективное закрепление реагента ДИФ с золотом на поверхности пирита, искусственно обогащенного золотом: на ИК-спектре проявляется полоса поглощения около 670 см^-1, отвечающая колебаниям связи P-S в структуре реагента.

3. Мономинеральная флотация образцов пирита и арсенопирита с искусственно нанесенным золотом и природных сульфидов в присутствии реагентов ДИФ, МТХ и Кх показала, что ДИФ и МТХ обладают селективными свойствами по отношению к золотосодержащим минералам, в сравнении с Кх, который активно флотирует природный пирит.

4. Реагентные режимы с применением реагентов ДИФ и МТХ апробированы в условиях лаборатории обогащения НИиПИ «ТОМС» на хвостах гравитационного обогащения золотосодержащей кварц-сульфидной руды. Реагент ДИФ обеспечивает повышение извлечения золота в концентрат основной флотации на 1,5 %, повышение содержание золота в концентрат основной флотации на 23 г/т по сравнению с ксантогенатом. Реагент МТХ повышает содержание золота в концентрат основной флотации на 30 г/т, однако при этом извлечение благородного металла в концентрат снижается на 2%, поэтому использование МТХ эффективно совместно с ксантогенатом. Ожидаемый экономический эффект при переработке 5000 тыс.т хвостов гравитационного обогащения кварц-сульфидной руды с использованием нового реагентного режима, предусматривающий применение реагента ДИФ вместо ксантогената при одинаковом расходе, составит примерно 0,429 млрд. рублей в год.

Применение реагентов диизобутилдитиофосфината натрия и пергидро-1,3,5-дитиазин-5-ил-метана в качестве дополнительных собирателей для золота способствует эффективности и селективности флотационного обогащения золотосодержащих труднообогатимых руд.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. В.А. Чантурия, Т.В. Недосекина, В.В. Гетман, А.О. Гапчич. Новые реагенты для извлечения благородных металлов из труднообогатимых руд и продуктов. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2010. № 1.

2. Т.В. Недосекина, В.В. Гетман, А.О. Гапчич. Перспективы использования модифицированного диизобутилдитиофосфината при флотации мышьяковистых золотосодержащих руд. // Горный журнал. 2013. № 10.

3. В.В. Гетман, А.О. Гапчич. Исследование взаимодействия диизобутилдитиофосфината (ДИФ) с поверхностью сульфидов, содержащих эмульсионную вкрапленность золота. // Обогащение руд. 2013. № 6.

4. Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич. Традиционные и новые реагенты для флотации золотосодержащих руд. //Горный информационно-аналитический бюллетень, № 2, издательство «Горная книга», 2013

5. В.А. Чантурия, Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич. Повышение селективности процесса флотации золота на основе применения новых реагентов-собирателей. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 6.

6. В.В. Гетман, А.О. Гапчич. Использование реагента МТХ при флотации мышьяковистых золотосодержащих руд. //Обогащение руд. 2014. №5.

Публикации в материалах научных конференций и совещаний:
1. Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич. Выбор селективных собирателей для золота. / Материалы VIII Конгресса обогатителей стран СНГ, Москва, 2011.

2. В.В. Гетман, А.О. Гапчич, К.В. Федотов. Селективное взаимодействие термоморфных полимеров с золотом. /Материалы X Конгресса обогатителей стран СНГ, Москва, 2015.

3. В.А. Чантурия, Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич. Новые реагенты-собиратели для флотации золотосодержащих руд. / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. 7-ая международная научная школа молодых специалистов, посвященная Году России во Франции и Франции в России. – Москва, 2010.

4. А.О. Гапчич, Т.В. Недосекина, Т.А. Иванова. Выбор селективных собирателей для золота. / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. 8-ая международная научная школа молодых специалистов. Москва, 2011.

5. А.О. Гапчич, В.В. Гетман, Т.В. Недосекина. Исследование механизма действия новых реагентов-собирателей на золото. / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. 9-ая международная научная школа молодых специалистов. Москва, 2012.

6. А.О. Гапчич. О перспективах использования реагента класса дитиазинов в качестве собирателя при флотации благородных металлов. / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. 11-ая международная научная школа молодых специалистов. Москва, 2014.

7. В.А. Чантурия, Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич. О взаимодействии комплексообразующих реагентов с золотом. /Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2010. – Казань, 2010.

8. А.О. Гапчич, Т.В. Недосекина. Новые реагентв для флотации золотосодержащего сырья. /Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2011. – Екатеринбург: Издательство «Форт Диалог-Исеть». 2011

9. Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич, В.В. Гетман, Е.В. Копорулина. Механизм действия новых селективных собирателей для флотации золотосодержащего сырья. /Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2012. – Петрозаводск, 2012.

10. В.В. Гетман, Т.В. Недосекина, А.О. Гапчич, К.В. Федотов. Влияние новых реагентов-собирателей, селективных к благородным металлам, на гидрофобные свойства сульфидных минералов. / Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2013. – Томск, 2012.

11. В.В. Гетман, А.О. Гапчич. О перспективах использования дитиофосфинатов в качестве собирателей золота при флотации золотосодержащих арсенопиритных руд. /Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2014. – Алматы. 2014.

12. Гапчич А.О. Испытание нового класса флотационных реагентов-собирателей при флотации золотосодержащей мышьяковистой руды. //Сборник тезисов «Физико-химия и технология неорганических материалов», ИМЕТ РАН, Москва 2013.

13. В.В. Гетман, А.О. Гапчич. О перспективах использования дитиофосфинатов в качестве собирателей золота при флотации золотосодержащих арсенопиритных руд. /Материалы международного совещания: Плаксинские чтения 2014. – Алматы. 2010.

14. Патент РФ № 2490070 / Способ флотации сульфидных руд, содержащих благородныные металлы / Чантурия В.А.; Иванова Т.А.; Недосекина Т.В.; Дальнова Ю.С.; Гапчич А.О.; Зимбовский И.Г. А.Г. Номер заявки: 2012110118/03; Дата публикации: 16.03.2012.