Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние технологии извлечения платиноидов при обогащении медно-никелевых платиносодержащих руд 11
1.1 Платиносодержащие руды и особенности их обогащения 11
1.2 Селективные реагенты, используемые в качестве дополнительных собирателей для платиноидов 19
1.3 Методы извлечения ценных компонентов из тонкоизмельченных продуктов 24
2 Объекты и методы исследования 31
2.1 Выбор реагентов-комплексообразователей для исследований 31
2.2 Термоморфные полимеры 34
2.3 Выбор и подготовка материалов для исследования 38
2.4 Методы исследования 41
3 Оценка эффективности и селективности взаимодействия реагентов-комплексообразователей и термоморфных полимеров с платиноидами в процессе флотации 52
3.1 Изучение флотационных свойств реагентов-комплексообразователей методом сравнительной флотации пирротина, с искусственно нанесенной платиной и природного пирротина 52
3.2 Исследование влияния реагентов-комплексообразователей на адсорбцию ксантогената 57
3.3 Исследование воздействия реагентов-комплексообразователей на электродные потенциалы -мономинеральных образцов сперрилита и пирротина 60
3.4 Влияние реагентов-комплексообразователей на гидрофобные свойства металлической платины и сперрилита 63
3.5 Изучение термоморфных полимеров, содержащих в своей структуре функциональные группировки, способные образовывать прочный комплекс с платиноидами 66
3.5.1 Определение температуры перехода термоморфного полимера в твердую фазу 68
3.5.2 Изучение собирательных свойств термоморфных полимеров при сравнительной флотации пирротина, с искусственно нанесенной платиной, и природного пирротина 69
4. Разработка методов концентрирования платиноидов из медно-никелевых руд на основе использования селективных реагентов-собирателей и термоморфных полимеров 71
4.1 Испытание реагентов-комплексообразователей в качестве дополнительных собирателей для платиноидов при флотации богатой медно-никелевой руды 71
4.2 Изучение влияния термоморфных полимеров на флотацию богатой медно-никелевой руды 75
4.3 Изучение способности термоморфных полимеров к селективному флокулированию платиносодержащих минералов 83
5. Испытание разработанных реагентных режимов и методов концентрирования платиноидов на рудном сырье и оборотной воде в лаборатории обогащения оао "норильский никель" 85
5.1 Экономическая эффективность от использования нового реагентного режима 93
Заключение 97
Список используемых источников 99
Приложение
- Селективные реагенты, используемые в качестве дополнительных собирателей для платиноидов
- Исследование влияния реагентов-комплексообразователей на адсорбцию ксантогената
- Изучение термоморфных полимеров, содержащих в своей структуре функциональные группировки, способные образовывать прочный комплекс с платиноидами
- Изучение влияния термоморфных полимеров на флотацию богатой медно-никелевой руды
Введение к работе
Актуальность работы. В России более 95 % производства платиновых металлов осуществляется из сульфидных медно-никелевых руд Норильского промышленного района. Уникальность и промышленная ценность данных руд определяется высокими концентрациями в них металлов платиновой группы (МПГ).
При обогащении медно-никелевых руд МПГ проходят по всему циклу переработки и извлекаются в медный, никелевый и пирротиновый концентраты как попутные металлы и, как следствие, основная часть платиновых металлов теряется с отвальными хвостами.
В настоящее время на Норильских ОФ в качестве основных собирателей в процессе флотации медно-никелевых руд используют бутиловый аэрофлот и ксантогенат. В качестве дополнительного собирателя для металлов платиновой группы внедрен реагент ДП-4. Большой вклад в совершенствование технологий обогащения медно-никелевых руд Норильского региона внесен специалистами ОАО ЗФ «ГМК «Норильский никель» И.Н. Храмцовой, В.Н. Яценко, Н.Г. Кайтмазовым, Л.И. Алексеевой и др., при участии сотрудников института “Гинцветмет” под руководством М.И. Манцевича. Однако, при существующих реагентных режимах, потери МПГ с отвальными хвостами остаются высокими, причем основные потери связаны с тонкими классами.
При постоянно растущем спросе и росте цен на благородные металлы, а также вовлечении в переработку медно-никелевых руд сложного вещественного состава с низким содержанием и тонкой вкрапленностью минералов платиновой группы актуальными являются исследования, направленные на изыскание селективных собирателей, обеспечивающих высокое извлечение минералов благородных металлов.
Исследованию флотационных реагентов-собирателей, способных взаимодействовать с благородными металлами, а также теории флотации большое внимание было уделено в работах И.Н. Плаксина, В.И. Классена, В.А. Глембоцкого, В.А. Чантурия, П.М. Соложенкина, В.И. Рябого, О.С. Богданова, Milorad Grujic, G.A. Hope и др. отечественных и зарубежных учёных. Существенные данные о гидрофобности и электрохимических свойствах металлической платины изложены в работах В.А. Чантурия и В.Е. Вигдергауза.
Создание новых эффективных комплексообразующих реагентов, селективно взаимодействующих с платиноидами, и разработка эффективных методов концентрирования МПГ из тонкоизмельченных продуктов флотации позволят повысить извлечение ценных компонентов в процессе флотационного обогащения медно-никелевых руд.
Цель работы – научное обоснование и разработка селективных к металлам платиновой группы собирателей, а также создание метода концентрирования платиноидов из тонкоизмельченных продуктов для повышения технико-экономических показателей флотации металлов платиновой группы при обогащении медно-никелевых руд.
Идея работы. Установление возможности образования прочных соединений комплексообразующих реагентов с металлами платиновой группы в условиях флотации и создание на их основе реагентов-собирателей и термоморфных полимеров селективных к платиноидам.
Методы исследований: метод определения концентрации платины (Pt+4) в растворе с помощью хлорида олова; электронная микроскопия (микроскоп LEO 1420VP), рентгеноспектральный микроанализ (энергодисперсионный спектрометр INCA Oxford 350); УФ-спектрофотометрия (спектрофотометр "Shimadzu UV-1700"); измерение электродных потенциалов минералов; измерение силы отрыва пузырька воздуха от поверхности минерала; мономинеральная флотация, рудная флотация; седиментационный анализ; укрупненные лабораторные испытания на рудном сырье на оборотной воде в замкнутом цикле, методы математической статистики для обработки результатов исследований.
Исследования проводились на природных образцах пирротина Дальнегорского и Мончегорского месторождений; на пирротине, искусственно обогащенном платиной, до содержания 600 г/т Pt, а также на пробе богатой медно-никелевой руды Талнахского месторождения и питании никель-пирротиновой флотации Талнахской ОФ.
Научная новизна работы:
впервые разработан и освоен метод искусственного нанесения платины на поверхность пирротина за счет взаимодействия чистого природного пирротина с раствором платинохлористоводородной кислоты (ПХВК) c образованием на поверхности минерала островковых выделений металлической платины, который позволяет оценить флотационную и адсорбционную активность новых реагентов-собирателей;
вскрыт механизм и установлено селективное закрепление реагента диизобутилдитиофосфината натрия (ДИФ) на платине, что позволяет повысить извлечение металлов платиновой группы в концентрат;
экспериментально доказано, что термоморфные полимеры, с присоединенными функциональными группами этиламина, тиомочевины и фосфина обладают собирательными и флокулирующими свойствами по отношению к платиносодержащим минералам.
Практическое значение работы в эффективном использовании селективных реагентов-комплексообразователей при обогащении богатой медно-никелевой руды, позволяющих повысить извлечение платиноидов в коллективный никель-пирротиновый концентрат на 5-15 %, а применение термоморфных полимеров увеличивать их извлечение из тонкоизмельченных продуктов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается использованием современных физико-химических методов исследований, непротиворечивостью полученных результатов и выводов, подтверждена удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных исследований с использованием математической статистики при доверительной вероятности не менее 95%.
Личный вклад автора заключается в проведении аналитического обзора научно-технической информации о платиноидах при обогащении медно-никелевых руд, разработке с соисполнителями метода искусственного нанесения платины на пирротин, участие в синтезе термоморфных полимеров, в выполнении экспериментальных исследований сорбционных, гидрофобных и флотационных свойств платиноидов, проведении флотации на рудном сырье, анализе и обобщении полученных результатов.
-
Метод искусственного нанесения металлической платины на поверхность сульфидного минерала-носителя позволяет получать материал для изучения флотационных свойств реагентов-собирателей платины.
-
Механизм взаимодействия комплексообразующих реагентов с минералами, содержащими платину:
- реагент диизобутилдитиофосфинат натрия и этилтиоэтиламин снижают адсорбцию ксантогената на пирротине, с искусственно нанесенной платиной, образуя комплексные соединения с платиной;
- реагент диизобутилдитиофосфинат натрия не закрепляется на природном пирротине и не снижает адсорбцию на нем ксантогената, что свидетельствует о селективных свойствах данного реагента по отношению к платине;
- бензилтиосемикарбазид взаимодействует с минералом платины – сперрилитом, о чем свидетельствует снижение электродного потенциала сперрилита в присутствии данного реагента.
-
Новый реагентный режим с использованием реагента ДИФ обеспечивает прирост извлечения цветных и благородных металлов при флотационном обогащении медно-никелевых платиносодержащих руд, сохраняя высокое качество концентратов;
-
Модифицированные термоморфные полимеры на основе полиакриламида и акрилоксисуцинимида образуют комплексные соединения с платиной, что обеспечивает повышение извлечения платиноидов при флотации тонкоизмельченных медно-никелевых руд.
Реализация результатов работы. Разработанный реагентный режим на основе использования реагентов-комплексообразователей, а также разработанный метод концентрирования платиноидов на основе использования термоморфных полимеров проверен на рудном сырье и оборотной воде в условиях лаборатории обогащения на Талнахской обогатительной фабрике (ТОФ). Полученные данные подтверждены актом о проведении испытаний.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на VI Конгрессе обогатителей стран СНГ (г.Москва, 2007), научном симпозиуме “Неделя горняка-2006, 2007” (г.Москва), международном совещании Плаксинские чтения (г.Красноярск, 2006; г.Апатиты, 2007; г.Владивосток, 2008) 3-й, 4-й и 5-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в ХХI веке глазами молодых» (Москва, 2005, 2006, 2007).
Результаты работы были отмечены на конкурсе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.), проводимого в рамках конференции молодых специалистов на VI Конгрессе обогатителей стран СНГ при поддержке Фонда содействия развитию малого предпринимательства в научно-технической сфере.
Результаты работы были представлены на 58-ом Всемирном салоне инноваций, научных исследований и новых технологий "Брюссель - Иннова/Эврика-2009". Работа оценена бронзовой медалью, а также дипломом Министерства образования, науки и инноваций Румынии.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы: в рекомендованных ВАК РФ изданиях – 3, в прочих печатных изданиях – 8, всего – 11 научных работ, один патент на изобретение и одно положительное решение на получение патента на изобретение.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и выводов, списка использованных источников из 122 наименований, одного приложения и содержит 115 страниц машинописного текста, 26 рисунков и 18 таблиц.
Автор глубоко признателен академику РАН, докт. техн. наук, проф. В.А. Чантурия за поддержку и консультации на протяжении всей работы.
Автор выражает благодарность и признательность за помощь и поддержку на протяжении всей работы канд.техн.наук Т.В. Недосекиной.
Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории разделения минеральных компонентов отдела проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья: Ивановой Т.А., Бунину И.Ж., Копорулиной Е.В. и др. - за помощь и поддержку, а также коллективу обогатителей лаборатории обогащения НФ «Институт «Норильскпроект» ООО «Институт Гипроникель» за оказанную помощь при проведении исследований в условиях лаборатории Талнахской ОФ.
Селективные реагенты, используемые в качестве дополнительных собирателей для платиноидов
Проблема эффективного извлечения благородных металлов методом флотацией может быть решена созданием новых классов реагентов-собирателей, селективных по отношению к платиноидам. Ранее отмечалось, что часть МПГ находится в виде собственных минеральных форм и интерметаллических соединений, которые обладают низкой флотационной активностью при использовании стандартных реагентов, вследствие чего они теряются в хвостах флотации. Информация о реагентах-собирателях селективных к минералам платиновой группы весьма скудная. Тем не менее, из литературных источников известно, что ряд реагентов, содержащих сульфогруппу (лаурилпиридинийсульфат, формальдегидсульфоксилат и др.), хелатообразующие собиратели, фосфорсодержащие реагенты способствуют повышению извлечения платины, палладия, родия при флотации медно-никелевых и полиметаллических руд [35]. Отмечается собирательная активность к минералам цинка, никеля и кобальта, а также золоту и платине хелатообразующих собирателей, из которых наиболее эффективны малоактивные к пириту реагенты общей формулы СеНіз -S-(CH2)-N-RH[35]. Известны способы флотационного обогащения железистых руд и продуктов их переработки, содержащих полиметаллические сульфиды и ассоциированные с сульфидами благородные металлы, включающие предварительную подготовку исходного материала к флотации, кондиционирование пульпы с сульфгидрильным собирателем и серосодержащим органическим водорастворимом реагентом и последующее флотационное выделение ценных металлов в коллективный сульфидный концентрат, в которых в качестве серосодержащего органического реагента, используют: — формальдегид-сульфоксилат натрия (ронгалит) — органическое производное сульфоксиловой кислоты HOCtkSC Na. Расход 200 - 800 г/т в виде 1 % раствора. Флотация благородных металлов из полиметаллических руд при рН 9-9,5, например из пирротиновых продуктов.
Данный реагент предложен в СССР (Сибцветметниипроект), повышает извлечение платины на 14 %, палладия на 11 %, радия на 4 %, золота на 9 % [36, 37]; — лаурилпиридинийсульфат для флотации медно-никелевых руд, обладающий сильными пенообразующими свойствами. Расход 150 - 200 г/т. Повышает извлечение меди на 17,2 %, никеля на 2 %, платины на 10,2 %, суммы металлов платиновой группы на 7,3 % [37, 38]; — продукт обработки нефтяного сульфоксида сернистым газом SO2 прифлотации медно-никелевых руд и пирротиновых продуктов, содержащих благородные металлы. Обладает сильными пенообразующими свойствами (процесс ведут без применения пенообразователя). Лучшие результаты получены на сульфоксиде с содержанием 75-76 г/л сернистого газа. Повышает извлечение в концентрат: платины на 5,5 %, палладия на 4,55 %, радия на 8,2 %, сокращает время флотации [37]. Перечисленные выше аналоги обладают одним недостатком: все они сравнительно мало эффективны при флотации сростков, что ограничивает возможность их использования в цикле коллективной флотации. Как правило, действие их достаточно избирательно и сильно зависит от характеристик обогащаемого сырья и конкретных условий его обогащения. Кроме этого, высокие показатели обогащения минерального сырья в известных способах достигаются дорогостоящими методами: увеличением расхода сульфгидрильного собирателя и переходом к использованию ксантогенатов с большей длиной углеводородного радикала (амиловому, гексиловому), что значительно увеличивает себестоимость обогатительного цикла и ограничивает возможность повышения эффективности производства тяжелых цветных и благородных металлов. Группами авторов [39] выявлена новая группа эффективных реагентов, которые следует применять в сочетании с основными собирателями с целью повышения извлечения как минералов цветных металлов, так и МПГ. Речь идет об органических малорастворимых сульфокислотах и их солях — сульфонатах щелочноземельных металлов.
В частности, был испытан малорастворимый сульфонат кальция (реагент ДП-4, используемый в качестве стандартной присадки к низкокипящим нефтяным дистиллятам). Подачу реагента во флотационную пульпу производили в виде водной эмульсии 5 %-ного раствора в моторном дизельном топливе. В ходе лабораторных испытаний данного реагента в смеси с бутиловым ксантогенатом достигнут прирост извлечения в коллективный концентрат никеля - на 5,5 %, меди - на 5,0 %, суммы МПГ на 3,0 %. Известно также еще несколько способов применения маслорастворимых сульфонатов щелочноземельных металлов для обогащения сульфидных медно-никелевых руд, содержащих благородные металлы: - маслорастворимые сульфонаты щелочноземельных металлов вводят в пульпу в виде водных эмульсий, содержащих 0,01 - 0,5 мас.% дисперсной фазы в количестве, составляющем 55 - 90 мае. % от их общего расхода, при этом массовое отношение маслорастворимых сульфонатов щелочноземельных металлов к сульфгидрильному собирателю в каждой стадии флотации составляет (0,0005 - 0,0035):1. Недостатком данного способа флотации является не высокое извлечение платиноидов в концентраты и значительные потери их с общими хвостами [40].
Исследование влияния реагентов-комплексообразователей на адсорбцию ксантогената
Как уже отмечалось, в качестве основных собирателей при флотации медно-никелевой руды используют бутиловый аэрофлот в цикле медной флотации и бутиловый ксантогенат в цикле никель-пирротиновой флотации. Реагенты-комплексообразователи, эффективность которых по отношению к платине была установлена при флотации пирротина, с искусственно нанесенной платиной, могут быть рекомендованы для использования при флотации медно-никелевой руды в качестве дополнительных собирателей для платиноидов. В связи с этим представляет интерес изучение влияния реагентов-комплексообразователей предлагаемых для использования в цикле никель-пирротиновой флотации на адсорбцию ксантогената на платиносодержащих минералах.
Адсорбцию вычисляли по разнице между исходным количеством ксантогената в растворе и остаточным количеством после взаимодействия с минералом. Установлено, что на пирротине, содержащем платину, ксантогенат сорбируется несколько хуже, чем на природном пирротине (рисунок 15). Эти данные позволяют говорить о том, что ксантогенат является недостаточно эффективным собирателем для платиноидов. Изучение влияния на сорбцию ксантогената проводили с использованием тех реагентов-комплексообразователей, которые при сравнительной флотации пирротина с платиной и природного пирротина показали наилучшие результаты, это реагенты: 2-этилтиоэтиламина (ЭТЭА) и диизобутилдитиофосфината (ДИФ). Предварительно было установлено, что в спектрах реагентов ДИФ и ЭТЭА отсутствует светопоглощение в области длин волн 250-330 нм (рисунок 16), следовательно, наличие их в растворе не приведет к искажению спектра ксантогената.
Как видно из рисунка 17, при увеличении концентрации реагента ДИФ адсорбция ксантогената на природном пирротине практически не изменяется, тогда как адсорбция ксантогената на пирротине с платиной снижается, что свидетельствует о десорбции ксантогената и закреплении и взаимодействии реагента ДИФ с платиной. В присутствии реагента ЭТЭА наблюдается снижение сорбции ксантогената как на природном пирротине, так и на пирротине, с искусственно нанесенной платиной. Полученные данные позволяют говорить о конкуренции в сорбции ЭТЭА и ксантогената как на природном пирротине, так и на пирротине с платиной на поверхности. Реагент ДИФ не препятствует закреплению ксантогената на пирротине, но заметно снижает его адсорбцию на платине, по-видимому, вследствие образования более прочного комплекса с платиной.
Электрохимические свойства поверхности минералов оказывают существенное влияние на процесс взаимодействия реагентов с частицами минералов. Электрохимический потенциал минералов зависит от количества катионов и анионов, перешедших в раствор, а также определяется сорбцией на поверхности ионных компонентов жидкой фазы [110].
Изучение электрохимических свойств поверхности минералов дает информацию о механизме взаимодействия реагента с минералом: величина электродного потенциала - о процессах, происходящих непосредственно на поверхности минерала, а электрокинетического - о процессах, происходящих в двойном электрическом слое [98, 99, 114]. Причем по изменению потенциала можно судить об адсорбции не только заряженных ионов, но и нейтральных молекул, которые способны изменить потенциал поверхности путем экранирования заряда, уменьшая скорость прохождения электронов через границу раздела твердое-жидкость [100].
В данной работе изучено влияние реагентов ДИФ, ЭТЭА, БТСК, МБТЗ, а также бутилового аэрофлота и бутилового ксантогената, как основных собирателей при флотации медно-никелевых платиносодержащих руд, на электродные потенциалы сперрилита и пирротина [101]. Для исключения влияния колебания рН раствора, измерения потенциалов электродов, как и мономинеральную флотацию, проводили в боратном буферном растворе (рН 9,18). Результаты приведены на рисунке 18. Согласно данным этого рисунка, при увеличении концентрации реагентов в растворе заметно снижается потенциал сперрилита только в присутствии бутилового ксантогената и бензилтиосемикарбазида — на 80 и НО мВ соответственно. При дозировании других исследуемых реагентов изменение потенциала сперрилита не превышает 15-20 мВ. Также незначительно (на 15-20 мВ) изменяется потенциал
Изучение термоморфных полимеров, содержащих в своей структуре функциональные группировки, способные образовывать прочный комплекс с платиноидами
Как уже говорилось (глава 1.3), для снижения потерь благородных металлов с тонкими классами перспективным является возможность использования так называемых термоморфных полимеров (ТМП), в молекулы которых внедрены группы комплексообразователей, селективные к платиноидам [74, 75].
К классу термоморфных полимеров относятся полимеры, которые при нагревании переходят из водорастворимого в твердое состояние и приобретают гидрофобные свойства [103]. В зависимости от структуры полимера, его строения, количества гидрофобных и гидрофильных радикалов, примыкающих к цепи, изменяется температурный интервал перехода (обычно лежащий в диапазоне 30-70С) и внутримолекулярные взаимодействия между функциональными группировками молекулы. Изменение структуры полимера, связанное с изменением взаимного расположения молекул, может привести к изменению его агрегатного состояния и образованию новой фазы [104].
В настоящее время применение термоморфных полимеров распространено в методиках аналитической химии для концентрирования ионов А1, Со, Cd, Zn, Pb, Си, Ni из водных растворов в мицеллах полимера в виде нейтральных комплексов с органическими реагентами. Экстракция нейтральных комплексов в мицеллярные среды протекает намного более эффективно и быстро, что повышает характеристики анализа. Разработаны также и методы регенерации катализаторов платиновой группы для органической химии [105]. В данном случае, могут использоваться полимеры, содержащие в своей структуре функциональные группировки, способные образовывать прочный комплекс с ионами катализатора. Образование твердой фазы полимера при нагреве системы, позволяет проводить отделение катализатора от реакционной смеси.
В практике обогащения руд термоморфные полимеры не применяются. Наиболее перспективными для концентрирования платиноидов из продуктов, обогащенных шламами платиносодержащих минералов, могут оказаться термоморфные полимеры, синтезированные на основе полиакриламида и акрилоксисуцинимида, образующие твердую фазу. Способность термоморфных полимеров к изменению агрегатного состояния при нагреве системы позволит обеспечить гомогенность обработки рудных материалов водорастворимым полимером и повысит эффективность собирательного и флокулирующего действия реагента при нагреве.
Для селективного образования прочных комплексных соединений полимера с платиноидами в молекулу полимера должна быть внедрена группировка, способная к комплексообразованию с МІЙ в условиях флотации. Ранее, в ходе исследований флотационных свойств реагентов методом сравнительной флотации пирротина с платиной и природного пирротина, а также при изучении влияния реагентов-комплексообразователей на изменения электродных потенциалов сперрилита, была определена возможность образования комплексных соединений в условиях флотации для реагентов ДИФ, ЭТЭА и БТСК.
Соединения ЭТЭА и БТСК были использованы для прививания к термоморфному полимеру. Кроме того, был синтезирован полимер с присоединенной к нему тиомочевиннои, на том основании, что тиомочевина известна как собиратель в практике флотации сульфидных руд для повышения извлечения благородных металлов [107], в молекуле которого содержится группа —NH2. В результате синтеза получены полимеры с группой этиламина - ТМПА, полимер с группой семикарбазида - ТМПБ и полимер с группой тиомочевины - ТМПМ.
В лаборатории ИПКОНа отсутствует оборудование, необходимое для работы с фосфороганическими соединениями, поэтому синтез полимера с группой фосфина не проводили. Образец полимера с группой фосфина (ТМПФ) предоставлен кафедрой аналитической химии Московского Государственного Университета.
Известно [105], что термоморфные полимеры растворимы в холодной воде и нерастворимы в горячей. Существует нижний предел температуры, при котором начинается переход полимера из водорастворимого в твердое состояние [106]. Для определения температуры перехода синтезированных образцов полимеров, навеску (15 мг) помещали в стакан емкостью 100 мл, заливали 50 мл дистиллированной воды, перемешивали с помощью магнитной мешалки до полного растворения полимера. Затем проводили нагрев на электрической плитке, контролируя температуру с помощью термометра, помещенного в емкость с раствором. Переход полимера в твердую фазу определяли визуально по помутнению раствора. Было определено, что все синтезированные полимеры переходят из водорастворимого в твердое состояние при температуре 33С. Нагревание до 95 С не вызвало каких-либо изменений в агрегатном состоянии проб. После остывания до комнатной температуры раствор вновь становился прозрачным, т.е. полимер опять переходил в водорастворимую форму. При повторном нагревании помутнение раствора полимера также наблюдалось при температуре 33 С. Для исследования флотационных свойств модифицированных термоморфных полимеров по отношению к платине использовалась ранее разработанная схема сравнительной флотации пирротина, с искусственно нанесенной платиной, и природного пирротина, но с учетом свойств термоморфных полимеров. Перед флотацией пирротин, с искусственно нанесенной платиной, заливали свежим боратным буферным раствором (30 мл), добавляли термоморфный полимер (10, 20, 30 мг/л), перемешивали 20 минут. Затем пульпу нагревали на электрической плитке до 40С, контролируя температуру с помощью термометра. Нагретую пульпу переносили во флотомашину, подавали вспениватель (МИБК) и флотировали. Параллельно проводили опыты на природном пирротине. Результаты флотации приведены на рисунке 21.
Изучение влияния термоморфных полимеров на флотацию богатой медно-никелевой руды
Изучение флотационных свойств термоморфных полимеров с группой этиламина - ТМПА, семикарбазида - ТМПБ и тиомочевины- ТМПМ проводили на хвостах медной флотации богатой медно-никелевой руды — никель-пирротиновом продукте. Хвосты медной флотации получали по схеме и реагентному режиму, приведенному на рисунке 22. Первоначально исследования проводили с подачей термоморфных полимеров перед реагентом ДП-4 по схеме, представленной на рисунке 23. Пульпу перемешивали в присутствии полимера при комнатной температуре в течение 20 минут. Затем ее нагревали до 38-40С, добавляли реагент ДП-4, диметилдитиокарбамат (ДМДК), изопропиловый ксантогенат, сосновое масло и флотировали. Флотацию проводили при расходе термоморфных полимеров 10, 20 и 30 г/т, для сравнения проводили «нулевой» опыт, без подачи полимера, результаты представлены в таблице 8. Из таблицы 8 следует, что в присутствии полимера ТМПФ повышается извлечение практически всех металлов, при снижении их содержания в хвостах никель-пирротиновой флотации, особенно никеля (с 1,3 % до 1,11 %) и платины (с 1,2 % до 0,88 %). Причем результаты практически не зависят от расхода полимера, что может свидетельствовать о высокой избирательности действия полимера. Полимер, модифицированный тиомочевинной - ТМПМ, также способствует повышению извлечения всех металлов, при снижении содержания в хвостах никеля и платины, но в меньшей степени, чем полимер ТМПФ. Кроме того, в его присутствии хуже извлекается палладий. При нулевом расходе ТМПМ содержание палладия в хвостах составило 4,56 %, а после его введения во флотацию оно повысилось до значений 4,87-5,25 %.
Высокую эффективность по отношению к палладию проявил полимер ТМПА. Извлечение палладия повысилось с 81,89% при нулевом расходе полимера до 90,59 % при расходе ТМПА 20 г/т, при этом снизилось содержание этого металла в хвостах с 4,33 % до 2,31 %. В то же время, наблюдается снижение извлечения платины в концентрат с 67,23 % до 53,16 % при увеличении расхода ТМПА с 0 до 20 г/т. В результате проведенных опытов, оказалось, что данная схема является не достаточно эффективной: из всех полимеров только ТМПФ показал хорошие результаты по отношению к платине и палладию, в то время как полимер ТМПМ в большей степени способствует повышению только одного металла - платины, а ТМПА — палладия в никель-пирротиновый концентрат. В связи с этим, целесообразно было провести исследования, направленные на поиск оптимальной точки и порядка подачи реагентов. Были разработаны три варианта схем флотации (рисунок 24), по которым проводили испытания полимера ТМПА с изменением точек его подачи и порядка дозирования реагентов. Как видно из представленных результатов (таблица 9) при всех способах дозирования полимера ТМПА сохраняется высокое извлечение палладия. Извлечение платины при использовании режима «а» составило 61,08 %, а при использовании режима «б» - 70,83 %. В режиме «в», где полимер дозировали во 2-ую никель-пирротиновую флотацию, извлечение платины составило 67,27 %. Наиболее эффективным по отношению к платине оказался режим «б», с одновременной подачей реагентов ДП-4 и ТМПА в 1-ую никель-пирротиновую флотацию. По данному режиму была поставлена серия опытов с полимерами ТМПА, ТМПФ и ТМПМ, а также для сравнения проведен нулевой опыт с одним ДП-4. Результаты этой серии опытов приведены в таблице 10. Их таблицы 10 видно, что наиболее эффективным по отношению к платине и палладию в данных опытах оказался полимер ТМПА, его сочетание с ДП-4 позволило увеличить извлечение всех металлов в коллективный концентрат, при сохранении качества концентратов. Полимеры ТМПФ и ТМПМ показали высокую эффективность только по отношению к палладию.
С использованием полимеров ТМПА и ТМПМ было также испытано влияние подачи бисульфита натрия в цикл медной флотации на результаты никель-пирротиновой операции. Медную флотацию проводили по схеме, приведенной на рисунке 22 с подачей бисульфита натрия при расходе 100 г/т после операции аэрации. Операцию никель-пирротиновой флотации с реагентом ДП-4 проводили по схеме, представленной на рисунке 22, с полимерами ТМПА и ТМПМ по схеме, представленной на рисунке 24 «б», а технологические показатели в таблице 11.
