CC BY
11
7. Dolzhikov P.N., Talalaeva V.M. Setting a stabilizing cushion in hydroactivated soils of the foundation base // Sb. nauch. tr. vsros. conf. DSTU "Actual problems of science and technology-2021". Rostov-on-Don: DSTU. 2021. pp.243-244.
8. Complex method of grouting in the construction of mines: textbook. manual / E. Ya. Kipko [et al.]. 2nd ed., reprint. and additional]. Dnepropetrovsk: National Mining Univer-sity-T. 2004. 367 p.
9. Dolzhikov P.N., Kipko A.E. Physics of motion of viscoplastic grouting solutions: monograph. Donetsk: Weber. 2007. 238 p
10. Dolzhikov P.N., Akopyan A.F., Akopyan V.F. Investigation of deformation and strength properties of soils reinforced with drill-injection piles // Izvestiya Tula State University. Earth sciences. 2019. Issue 4. pp.221-228.
11. Dolzhikov P.N., Legostaev S.O., Sychev I.V. Reconstruction of the foundation and foundation of an emergency building on a part-time hydroactised territory // Izvestiya Tula State University. Earth sciences. Issue 1. 2022. pp.241-250.
УДК 622.765
ФЛОТАЦИЯ МИКРОДИСПЕРСИЙ ЗОЛОТА НА МИНЕРАЛАХ-НОСИТЕЛЯХ
С.И. Евдокимов, Т.Е. Герасименко, В.И. Голик
Теоретически рассмотрены специфические закономерности смачивания водой микронеоднородной поверхности твердого тела и появление линейного натяжения (двумерного давления) в результате искривления линии контакта трех фаз при флотации. Получено выражение для определения критического радиуса периметра смачивания, соответствующего возможности компенсации линейного натяжения вдоль поверхности сферы. Здесь уместно провести аналогию между зависимостью поверхностного натяжения от радиуса капли жидкости и зависимостью величины линейного натяжения от кривизны линии трехфазного контакта. Проведена апробация технологии извлечения из руды микродисперсий золота введением в систему минералов-носителей. В качестве минералов-носителей использован черновой концентрат, выделенный из руды по схеме струйной флотации. Полученные результаты флотации можно интерпретировать с использованием разработанных теоретических положений.
Ключевые слова: золотосодержащая руда, схема флотации, микронеоднородная поверхность, режим смачивания, линейное натяжение, расклинивающее давление, корректирующая поправка.
Разработана строгая термодинамическая теория [1], связывающая измеряемые (в процессе равновесно-обратимого отрыва) силы сцепления N между гладкими твердыми частицами со свободными энергиями Fвзаимо-действия их поверхностей:
N = р КГ, (1)
где для сферических частиц с радиусами Я1 и Я2
2 RA .
(2)
i7/2 = a — 7/2,
(3)
где о - поверхностное натяжение на границе частица-среда, у - поверхностное натяжение в контакте между прилипшими частицами. Линейная зависимость между N и R, следующая из (1), использована при разработке технологии флотации руд, отличающейся от известных тем, что для извлечения мелких частиц используют гидрофобные поверхности повышенной крупности [2, 3].
Настоящая работа направлена на решение проблемы флотации микродисперсий золота - наиболее трудно извлекаемых его форм. Разрабатываемая технология основана на эффекте преимущественного налипания микродисперсных частиц на собственные гидрофобные крупные частицы -твердую стенку: скорость налипания мелких частиц на крупные примерно в 400 - 500 раз больше скорости флокуляции мелких частиц между собой. В ее качестве используют гидрофобные зерна самородного золота - тонкие пластинки, чешуйки, листочки и т.д. Образованные агрегаты из полидисперсных частиц извлекают методом флотации.
В качестве твердой стенки (минералов-носителей) может быть использован черновой концентрат. С этой целью готовый черновой концентрат выделяют в несколько приемов из параллельных потоков исходного сырья (например, трех). Из первого потока сырья выделяют черновой концентрат, который рассматривают как минералы-носители. Его смешивают с исходным питанием второго потока в режиме налипания мелкодисперсного золота на минералы-носители, и образующиеся агрегаты выделяют в концентрат. Концентрат вновь смешивают с исходным питанием третьего потока и, наконец, выделяют готовый черновой концентрат с высоким содержанием мелкодисперсного золота.
Основное влияние на результат прилипания при взаимодействии полидисперсных частиц оказывает режим смачивания минералов, используемых в качестве твердой стенки при извлечении микродисперсий золота. Цель настоящей работы является - установить механизм агрегации гидрофобных частиц золота при флотации с применением минералов-носителей при их гетерогенном и гомогенном режиме смачивания [4-14].
Объектом исследования являются золотосодержащая руда Березня-ковского месторождения (Южный Урал, Челябинская обл.).
Из штуфного материала после тщательного просмотра под стерео-микроскопом изготовлены шлифы и аншлифы. Все полученные препараты исследовались под микроскопом фирмы Nikon с максимальным увеличением ЮООх, отдельные минералы диагностировали локальным рентгено-спектральным анализом.
Главными породообразующими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды (биотит, серицит, мусковит), актинолит, в подчиненном количестве присутствуют каолинит, хлорит, эпидот, карбонаты.Рудные минералы представлены преимущественно пиритом, зачастую встречается блеклая руда, реже отмечаются халькопирит, пирротин, сфалерит, галенит, молибденит, арсенопирит, магнетит. В виде единичных зерен встречаются теллуровисмутит, самородный висмут, гессит и самородное золото. Акцессорными являются апатит, циркон и титансодержащие минералы.
Спектральным полуколичественным анализом в мономинеральном пирите обнаружены следующие элементы - примеси: мышьяк - десятые доли процента; медь, свинец, кальций, сурьма, титан, цинк - сотые доли процента; кобальт, марганец, никель, ванадий, вольфрам, иттрий, иттербий, цирконий - тысячные доли процента; серебро, висмут, галлий, молибден, олово, скандий - десятитысячные доли процента.
Вмещающие породы пробы представлены метасоматитами, образовавшимися в результате пневматолито-гидротермальной проработки вул-каногенно-осадочной толщи кислого и среднего состава в условиях низких температур и давлений. Для пород характерны структуры: микролепидоб-ластовая, микролепидогранобластовая, микрогранобластовая; текстуры: массивная и тонкослоистая. Основными минералами метасоматитов являются кварц, полевые шпаты, серицит, гидрослюды и каолинит, количественные соотношения которых изменяются в зависимость от степени преобразования пород - от микро-кварцитов, на 85 % состоящих из кварца, до слюдисто-глинистых образований, в которых доля кварца и полевых шпатов незначительна. Площадным развитием пользуются хлорит, актинолит, биотит.
Индекс ударного дробления Бонда (CWi) - 10,08 кВтч/тонну (9,15 кВтч/кор.тонну), индекс абразивности Бонда (А^ - 0,0243 г, рабочий индекс измельчения Бонда (стержневаямельница), RWi - 12,62 кВтч/тонну (11,45 кВтч/кор. т), рабочий индекс измельчения Бонда (шаровая мельница), BWi - 9,34 кВт ч/т (8,48 кВт ч/кор. т).
Формирование границы раздела фаз твердое-жидкость в условиях флотации происходит на поверхности, на которой чередуются гидрофильные участки (обусловленные природой минералов) и гидрофобные (созданные введением химически флотационных реагентов). Второй механизм относят к смачиванию шероховатой поверхности [5, 15]. При смачивании гидофильной поверхности жидкость вытесняет газ из углублений поверхности, что соответствует режиму смачивания Венцеля-Дерягина [16 - 22] (рис. 1).
В случае гидрофобной поверхности между жидкой фазой и твердой поверхностью существует газовый слой, образованный по различным механизмам. Следствием такого режима смачивания является образование границы раздела фаз газ-жидкость, но при условии, что энергетические за-
траты на ее образование меньше энергетического выигрыша, обусловленного образованием границы раздела фаз твердое-жидкость. Наличие приповерхностного газового слоя характерно для смачивания в режиме Касси-Бакстера [5, 23]. Движение жидкости вдоль такой поверхности может быть описано в терминах скольжения [24, 25] (рис. 2).
Микронеоднородная поверхность представляет своеобразную двумерную систему, состоящую из дисперсионной матрицы, на которой размещены участки дисперсной поверхностной микрофазы. Целью исследования является теоретическое описание закономерности смачивания водой подобных двумерных систем.
Предположим, что на плоской гидрофильной поверхности имеется гидрофобный участок в виде круга радиусом г0. При смачивании такой поверхности водой ее пленка образуется на гидрофильной поверхности и симметрично окружает гидрофобный участок [26] (рис. 3).
Рис. 1. Схема смачивание гидрофильной поверхности в режиме
Дерягина - Венцеля
Твердое тело
Жидкость
Газ
Рис. 2. Схема смачивания гидрофобной поверхности в режиме
Касси - Бакстера
Рис. 3. Схематическое изображение пленки воды на однородной поверхности твердого тела (до и после смыкания «каверны»)
Проследим эволюцию пленки с разрывом сплошности («каверной») по мере увеличения ее толщины. Все искомые характеристики можно получить из функционала свободной энергии в виде уравнений:
При Г]<Го
Р \И(г)] = + щ2а,2 + тг(г02 - г{ )<ти +(Л-тг К )ап,
при п>го
Р 1ИИ] = + щЧг + - Го2)°п +{А~ кг1)(Тп, где И (г) - профиль пленки, индексы относятся к гидрофильным (1) и гидрофобным (1) участкам поверхности, газовой фазе (2) и воде (3); ег,; - соответствующие удельные межфазные свободные энергии; »V = .V /г(г)
площадь свободной поверхности пленки: при 01<9О°
(4)
(5)
F\h(}
>\
= 2ttJ%VI
+ И2 dv.
(6)
при 01>9ОС
F{h(r)] = 2iT
1 r2 J r-sjl + ¡roll- + J* rjl + /?sc/r
(V)
где И+ и И. - верхняя и нижняя ветви двузначной при в\>90{> функции 1г(г); к' = с^/г/йг, г\, Г2 - радиусы внутреннего и внешнего периметров пленки; - площадь твердой поверхности. На рис. 3 изображен случай г\ = гг.
Сила тяжести в (4) и (5) не учитывается, что справедливо при г22 « а 2(а - капиллярная постоянная). Расклинивающее давление также не принимается во внимание - это накладывает ограничения на минимальную толщину рассматриваемой пленки.
В формулах (4) и (5) не учитываются члены, обусловленные линейным натяжением на периметре смачивания. Их учет будет рассмотрен ни-
Анализируя первую и вторую вариации функционалов (4) и (5) при фиксированном объеме пленки, получаем: при 01<9О°
V — 2тг ^ hrdr
(8)
при 01>9ОС
V = 2TV
r2 fj
J h+rdr — I
h rdr
(9)
можно показать, что единственно возможным устойчивым состоянием пленки с полостью является такое состояние, когда внутренний периметр ее совпадает с границей раздела между гидрофобным и гидрофильным участками поверхности, т.е. г\ = го. Краевой угол смачивания в\ на границе раздела увеличивается по мере утолщения пленки (по мере возрастания V). При 0 он равен углу Юнга ср, соответствующему гидрофильной области:
cosy
— S 12'
13
(10)
23
а при некотором объеме V Ккр достигает своего максимального критического значения 0кр.
При ¥> Ккрсостояние пленки с полостью оказывается неустойчивым. Таким образом, если пленка первоначально располагалась на гидрофиль-
ной области, то при постепенном увеличении ее объема, в момент, когда выполнится равенство ¥=¥кр, она самопроизвольно «захлопнется», покрыв собой гидрофобное включение. Этот переход осуществляется скачком, постепенного «наползания» на гидрофобный участок нет.
После «захлопывания» каверны свободная энергия системы изменяется на величину БЕ = Е - Е, где Р - свободная энергия капли с полостью до «захлопывания» при К=Ккр, а Р - свободная энергия капли после исчезновения полости при том же объеме. «Захлопывание» сопровождается выделением энергии (ДБ<0), которая может пойти на инициирование нуклеации льда из переохлажденной воды.
Следствием перехода от молекулярно гладкой поверхности к поверхности с микронеоднородностями является появление линейного натяжения к (двумерного давлениям) в результате искривления линии контакта трех фаз. Здесь уместна аналогия с появлением на искривленной поверхности раздела фаз газ-жидкость поверхностного натяжения под действием капиллярного давления^.
Линейное натяжение к действует по касательной к точкам а и Ь, симметрично расположенным относительно точки пересечения линии контакта трех фаз радиусом г нормалью N (рис. 4).
Линейное натяжение является причиной появления силы ,
действующей в перпендикулярном ^направлении. Тогда на единицу дли-
г 2х • 6а
ны дуги а о действует сила, тогда—-вт— - удельная сила, действующая
аЪ 2
на единицу длины дуги аЬ . При стягивании дуги аЬ —» 0 в точку пересечения нормали N с линией контакта трех фаз величина двумерного натяжения (давления)
6а
2х™— 6а
<7 = Нт--- = X 1нп —-, (11)
аЬ^О аЬ аЬ^О
при аЬ ^ 0
Пт(ба/аЬ) = К1 =1/ г (12)
и
ах = х/г, (13)
где Кь - кривизна в точке пересечения нормали ^ радиусом линии контакта трех фаз г.
Рис. 4. Схема трехфазного контакта
Тогда в уравнение Юнга, выведенное для плоской границы раздела фаз (рис. 5, а), для случая капли С, принадлежащей искривленной линии контакта фаз А и В (рис. 5, б), следует ввести дополнительный корректирующий член - линейное натяжение ах:
°лв олсау&0 от: о^сояФ 0, (14)
здесь у - угол, образованный плоскостью, которой принадлежит линия контакта трех фаз, и границей раздела фаз «газ - твердое».
Рис. 5. Схема смачивания плоской поверхности твердого тела (а)
и искривленной (б)
Искривление линии контакта трех фаз при флотации является причиной линейного натяжения и связанных с ним барьеров - энергетического и силового, - препятствующих образованию границы раздела фаз твердое-жидкость и агрегации мелких частиц (рис. 6, а).
Для достаточно крупных частиц с большим радиусом линии контакта трех фаз г искривление плоской поверхности под действием прижимной силы, характеризующееся углом у>0, компенсирует капиллярная
сила реакции. В случае малых частиц, для которых г^шт, некоторая доля Дах линейного натяжения ах (линейная сила х) оказывается некомпенсированной (рис. 6, б)
• (15)
Г Гсг
Критический радиус гсг линии контакта трех фаз характерен в том отношении, что для него
°аб - °вс - °АС + ХСОБа^ / гсг, (16)
и при соэо:^ рй 1 имеем
\! а
/'•• = —---(17)
сг
1 — cosí?
здесь а = оас и Гсг характеризует размер малой частицы, на которую по вертикали начинает действовать сила
Асг sin acosa. (18)
А
Условие равновесия объемной жидкости со смачивающей пленкой, покрывающей плоскую твердую поверхность, было записано Б.В. Деряги-ным через параметры изотермы расклинивающего давления П(И) в виде [27]:
ос
а^-Ъ + РЛ+fnm (19)
К
здесь Р0, h0 - капиллярное давление и толщина смачивающей пленки, образующей равновесный краевой угол смачивания 60.
Вид изотермы расклинивающего давления с учетом линейного натяжения, полученный в [26, 27], характерен в том отношении, что, во-первых, доказывает существование устойчивых полимолекулярных смачи-
7 ^ дП _
вающих ленок в интервале толщин ti>n>0, для которых —— 0.
d(h)
Здесь t\ - точка пересечения изотермы расклинивающего давления П(И) с осью абсцисс на расстоянии, равном радиусу действия поверхностных сил. Переходная зона ограничена областью h0<h<t\. Во-вторых, вид изотермы расклинивающего давления отражает возможность образования объемной жидкостью с тонкой смачивающей пленкой конечного равновесного краевого угла 0q> 0.
Рис. 6. Твердая сфера на границе раздела фаз «твердое - жидкость»(а) и связь внешней прижимной силы с линейным натяжением (б) при флотации мелких частиц с т^Уст
Составленный из линейных участков вид этой изотермы приведен на рис. 7, а. Полученная изотерма качественно отражает основные особенности экспериментально полученных изотерм расклинивающего давления (рис. 7, б), характерных для условий неполного смачивания твердых поверхностей водой.
Таким образом, формально для учета эффекта измененной искривлением переходной зоны можно ввести в уравнение изотермы расклинивающего давления дополнительную корректирующую поправку в виде безразмериой кривизны линии трехфазного контакта
К = \х/<тЩ. (20)
П
п,
о
-и
\ 6
йч 1 •Я, -п
Рис. 7. Вид расчетной (а) и типовой экспериментальной изотермы расклинивающего давления (б) для случая неполного
смачивания
При таком подходе реально существующая переходная зона (левая часть рис. 8) заменяется линией трехфазного контакта (правая часть рис. 8), которой придается некоторое линейное натяжение х. Это натяжение, действующее на окружности радиуса Ь, дает при конечных значениях Ь
дополнительную горизонтальную составляющую силы, точке трехфазного контакта.
приложенную в
Рис. 8. Схема переходной зоны при неполном смачивании
Оценка величины линейного натяжения х для условий флотации приводит к значению х>10-5, что не противоречит другим результатам [28 - 32].
При исследовании влияния степени занятости поверхности пузырьков на результат флотации установлено, что при занятости поверхности пузырька >12 % ценным извлекаемым минералом частиц пустой породы на поверхности пузырьков практически нет. С уменьшением степени минерализации пузырька ценным извлекаемым минералом возрастает количество закрепившихся на его поверхности минералов пустой породы. При занятости поверхности ценным извлекаемым минералом на 3.. .4 % в пенный продукт пузырьками выносится одинаковое по весу количество ценных извлекаемых минералов и минералов пустой породы. Эти закономерности флотации характерны для технологии извлечения микродисперсий золота минералами-носителями. На рис. 9 приведена качественно-количественная схема флотации руд Березняковского месторождения с использованием в качестве минералов-носителей чернового концентрата, выделенного из исходного питания в три приема.
В опыте, моделирующим замкнутый цикл флотации (7 навесок руды), извлечение золота в концентрат, содержащий 30,73 г/т Аи, извлечено 87,0 % металла.
Рис. 9. Качественно-количественная схема флотации руд
Теоретически рассмотрены специфические закономерности смачивания водой микронеоднородной поверхности твердого тела. При смачивании такой поверхности на ней образуется полимолекулярный слой, сплошность которого разорвана"сухими пятнами" - гидрофобными участками со свободной поверхностью.
Высказано предположение, что, если распад метастабильной толстой у#-пленки связан с ее переходом в термодинамически более устойчивую тонкую а-пленку, то обратный переход - вполне устойчивой а-пленки в метастабильное состояние у#-пленки - связан с тем, что а-пленка имеет мозаичную текстуру, в которой гидрофобные участки ("сухие пятна") чередуются с гидрофильными, в то время как у#-пленки представляют собой
сплошную фазу жидкости. Поверхность пленки между гидрофобными участками может быть искривлена.
Формально для учета эффекта измененной искривлением переходной зоны можно ввести в уравнение Юнга и в уравнение изотермы расклинивающего давления дополнительную корректирующую поправку в виде безразмерной кривизны линии трехфазного контакта. При таком подходе реально существующая переходная зона на изотерме расклинивающего давления заменяется линией трехфазного контакта, которой придается некоторое линейное натяжение. Это натяжение, действующее на линию трехфазного контакта, дает при конечных значениях его размера дополнительную горизонтальную составляющую силы, приложенную в точке контакта трех фаз.
Получено выражение для определения критического радиуса периметра смачивания, соответствующего возможности компенсации линейного натяжения вдоль поверхности сферы. Здесь уместно провести аналогию между зависимостью поверхностного натяжения от радиуса капли жидкости и зависимостью величины линейного натяжения от кривизны линии трехфазного контакта. Величина линейного натяжения составляет порядка 10-5 дин.
В лабораторных условиях проведена апробация технологии извлечения из руды микродисперсий золота введением в систему относительно крупных минералов-носителей. В качестве минералов-носителей использован черновой концентрат, выделенный из руды по схеме струйной флотации. Полученные результаты флотации можно интерпретировать с использованием разработанных теоретических положений.
Результаты исследования механизма процессов коагуляции и флотации для оптимизации процессов эффективного извлечения микродисперсий металлов из руд и россыпей представляют интерес для смежных направлений металлургии [34 - 36].
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках соглашения № 23-27-00093 «Теоретическое и экспериментальное обоснование механизма поверхностных сил в процессах коагуляции и флотации в условиях теплового воздействия на смачивающие пленки для создания и промышленного освоения технологических процессов эффективного извлечения микродисперсий золота из руд и россыпей».
Список литературы
1. Дерягин Б.В. Устойчивость коллоидных систем // Успехи химии. 1979. Т. 48. № 4. С. 675-721.
2. Евдокимов С.И., Герасименко Т.Е. Определение рационального расхода пара при флотации апатит-нефелиновых руд паровоздушной смесью // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 567-578.
3. Евдокимов С.И., Герасименко Т.Е. Разработка режима флотации золотосодержащих руд смесью воздуха с водяным паром // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. № 2. С. 162-177.
4. Wetting hysteresis induced by temperature changes: Supercooled water on hydro-phobic surfaces / G. Heydari [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. P. 21-23.
5. Tie L., Guo Z., Li W. Optimal design of superhydrophobic surfaces using a paraboloidmicrotexture // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 436. Р. 19-28.
6. Slip flow of diverse liquids on robust superomniphobic surface / Y. Wu [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 414. Pp. 9-13.
7. Milne A.J.B., Amirtazli A. The Cassie aquation: How it is meant to be used // Advances in Colloid and Interface Science. 2012. Vol. 170. No 1-2. P. 48-55.
8. The effect of superhydrophobic wetting state on corrosion protection -The AKD example / L. Ejenstam [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 412. P. 56-64.
9. Zlu J., Zamgari G., Reed M. Three-phase contact force equilibrium of liquid drops at hydrophilic and superhydrophobic surfaces // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 404. Pp. 179-182.
10. Choi H., Liang H. Wettability and spontaneous penetration of a water drop into hydrophobic pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 477. P. 176-180.
11. Rabbani H.S., Joekar-Niasar V., Shokri N. Effect of intermediate wettability on entry capillary pressure in angular pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 473. P. 34-43.
12. The dynamic spreading of nanofluids on solid surfaces - Role of the nanofilm structural disjoining pressure / S. Lim [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 470. P. 22-30.
13. Lee J.B., Derome D., Carmeliet J. Drop impact on natural porous stones // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 469. P. 147-156.
14. Wetting hysteresis induced by temperature changes: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heydari [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. P. 21-23.
15. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Гидрофобные материалы ипокрытия: принципы создания, свойства и применение // Успехи химии. 2008. Т.77. Вып. 7. С. 619-638.
16. The effect of superhydrophobic wetting state on corrosion protection - The AKD example / L. Ejenstam [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 412. Р. 56-64.
17. Zlu J., Zamgari G., Reed M. Three-phase contact force equilibrium of liquid drops at hydrophilic and superhydrophobic surfaces // Journal of Colloid and Interface Science.2013. Vol. 404. Р. 179-182.
18. Choi H., Liang H. Wettability and spontaneous penetration of a water drop into hydrophobic pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 477. Р. 176-180.
19. Rabbani H.S., Joekar-Niasar V., Shokri N. Effect of intermediate wettability on entry capillary pressure in angular pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 473. Р. 34-43.
20. The dynamic spreading of nanofluids on solid surfaces - Role of the nanofilm structural disjoining pressure / S. Lim, H. Zhang, P. Wu, A. Nikolov, D. Wasan // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 470. Р. 22-30.
21. Lee J.B., Derome D., Carmeliet J. Drop impact on natural porous stones // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 469. Р. 147-156.
22. Wetting hysteresis induced by temperature changes: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heydari [and others] // Journal of Colloid and Interface Science.2016. Vol. 468. Р. 21-23.
23. Wetting hysteresis induced by temperature changes: Supercooled water on hydro-phobic surfaces / G. Heydari [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. Р. 21-23.
24. Slip flow of diverse liquids on robust superomniphobic surface / Y. Wu [and others] // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 414. Р. 9-13.
25. Milne A.J.B., Amirtazli A. The Cassie aquation: How it is meant to be used // Advances in Colloid and Interface Science. 2012. Vol. 170. No 1-2. Р. 48-55.
26. Алмазов Л. А., Смородин В. Е., Товбин М. В. Смачивание водой ультра-микронеоднородной поверхности твердых тел // Коллоидный журнал. 1980. Т. XLII. № 2. С. 201-209.
27. Дерягин Б. В. Чураев Н. В. Смачивающие пленки. М.: Наука, 1984. 160 с.
28. Старов В. М., Чураев Н. В. Равновесие капель жидкости на твердой подложке и линейное натяжение // Коллоидный журнал. 1980. Т. XLII. № 4. С. 703-710.
29. Размерная зависимость краевого угла и линейного натяжения при смачивании нанокаплей поверхности подложки / З. О. Бесланеева, Т. М. Таова, Б. Б. Алчагиров, Х. Б. Хоконов //Изв. РАН. Сер. Физическая. 2017. Вып. 81. № 5. С. 669-676.
30. Шелудко А., Тошев Б.В., Платиканов Д. О механике и термодинамике исистем с линией трехфазного контакта // Сб. науч. тр. «Современ-
ная теория капиллярности: К 100-летию теории капиллярности Гиббса» // под ред. А.И. Русанова, Ф.Ч. Гудрича. Л.: Химия. 1980. 344 с. С. 275-299.
31. Платиканов Д., Недялков М., Шелудко А. Линейное натяжение на границе ньютоновская черная пенная пленка/раствор. Поверхностные силы в тонких пленках // Сб. науч. тр. VI Конф. по поверхностным силам. М.: Наука, 1979. С. 191-196.
32. Коларов Т., Зорин З.М. Измерение линейного натяжения на периметре смачивания между первичной черной пленкой и объемной жидкостью // Коллоидный журнал. 1980. Т. XLII. № 6. С. 1075-1079.
33. Дерягин Б.В., Самыгин В.Д., Лившиц А.К. Изучение флокуля-ции частиц минералов при турбулентном режиме // Коллоидный жур-нал.1964. Т. XXVI. № 2. С. 179-185.
34. Complex Assessment of X-ray Diffraction in Crystals with Face-Centered Silicon Carbide Lattice / I.I. Bosikov [and others] // Crystals 2023. 13. 528.
35. Utilization and Zinc Extraction Based on Mechanochemical Activation / V.I. Golik [and others] // Materials. 2023. 16. 726.
36. Modeling and Complex Analysis of the Topology Parameters of Ventilation Networks When Ensuring Fire Safety While Developing Coal and Gas Deposits / I.I. Bosiko[and others] // Fire. 2023. 6. 95.
Евдокимов Сергей Иванович, канд. техн. наук., доц., eva-ser@mail.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет),
Герасименко Татьяна Евгеньевна, канд. техн. наук., доц., нач. отдела, gerasi-menko_74@mail.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет),
Голик Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., v.i.golik@mail.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет); Москва, Московский политехнический университет
FLOTATION OF GOLD MICRODISPERSIONS ON CARRIER MINERALS S.I. Evdokimov, T.E. Gerasimenko, V.I. Golik
Theoretical considerations are given to the specific regularities of water wetting of a microinhomogeneous surface of a solid body and the appearance of linear tension (two-dimensional pressure) as a result of the curvature of the contact line of three phases during flotation. An expression is obtained for determining the critical radius of the wetting perimeter, which corresponds to the possibility of compensating the linear tension along the surface of the sphere. Here it is appropriate to draw an analogy between the dependence of surface tension on the radius of a liquid drop and the dependence of the linear tension on the curvature of the three-phase contact line. The technology for extracting gold microdispersions from
ore by introducing carrier minerals into the system was tested. As carrier minerals, a rough concentrate was used, separated from the ore according to the jet flotation scheme. The obtained results offlotation can be interpreted using the developed theoretical principles.
Key words: gold-bearing ore, flotation scheme, micro-inhomogeneous surface, wetting regime, linear tension, disjoining pressure, corrective correction.
Evdokimov Sergey Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, eva-ser@,mail.ru, Russia, Vladikavkaz, North Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State Technological University),
Gerasimenko Tatiana Evgenievna, candidate of technical sciences, docent, head of department, gerasimenko_74@mail.ru , Russia, Vladikavkaz, North Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State Technological University),
Golik Vladimir Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, v.i.golik@,mail.ru , Russia, Vladikavkaz, North Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State Technological University); Moscow, Moscow Polytechnic University
Reference
1. Deryagin B.V. Stability of colloidal systems // Uspekhi khimii. 1979. Vol. 48. No. 4. pp. 675-721.
2. Evdokimov S.I., Gerasimenko T.E. Determination of rational steam consumption during flotation of apatite-nepheline ores by steam-air mixture // Notes of the Mining Institute. 2022. Vol. 256. pp. 567-578.
3. Evdokimov S.I., Gerasimenko T.E. Development of the flotation regime of gold-bearing ores with a mixture of air with water vapor // Physico-technical problems of mineral development. 2021. No. 2. pp. 162-177.
4. Wetting hysteresis caused by temperature change: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heidari [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. pp. 21-23.
5. Tie L., Guo Z., Li U. Optimal design of superhydrophobic surfaces using paraboloid microtexture // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 436. pp. 19-28.
6. The sliding flow of various liquids on a strong superomniphobic surface / Yu. Wu [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 414. pp. 9-13.
7. Milne A.J.B., Amirtazli A. Aquacia Cassi: how it should be used // Achievements in the field of colloids and interfacial interactions. 2012. Volume 170. No. 1-2. pp. 48-55.
8. The effect of the superhydrophobic state of wetting on corrosion protection - an example of AKD / L. Eyenstam [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 412. pp. 56-64.
9. Zlu J., Zamgari G., Reed M. Equilibrium of three-phase contact forces of liquid droplets on hydrophilic and superhydrophobic surfaces // Journal of Colloidal Science and interphase interactions. 2013. Vol. 404. pp. 179-182.
10. Choi H., Liang H. Wettability and spontaneous penetration of water droplets into hydrophobic pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 477. pp. 176-180.
11. Rabbani H.S., Joekar-Niasar V., Shokri N. The effect of intermediate wettability on the input capillary pressure in angular pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 473. pp. 34-43.
12. Dynamic spreading of nanofluids on solid surfaces - the role of pressure separating the nanofilm structure / S. Lim [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 470. pp. 22-30.
13. Lee J.B., Derom D., Karmeliet J. The effect of drops on natural porous stones // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 469. pp. 147-156.
14. Wetting hysteresis caused by temperature change: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heidari [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. pp. 21-23.
15. Boynovich L.B., Emelianenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of creation, properties and application // Uspekhi khimii. 2008. Vol.77. Issue 7. pp. 619638.
16. The influence of the superhydrophobic state of wetting on corrosion protection -an example of AKD / L. Eugenstam [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 412. pp. 56-64.
17. Zlu J., Zamgari G., Reed M. Three-phase equilibrium of contact forces of liquid droplets on hydrophilic and superhydrophobic surfaces // Journal of Colloidal Science and the science of interface boundaries.2013. Vol. 404. pp. 179-182.
18. Choi H., Liang H. Wettability and spontaneous penetration of water droplets into hydrophobic pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 477. pp. 176-180.
19. Rabbani H.S., Joekar-Niasar V., Shokri N. The effect of intermediate wettability on the inlet capillary pressure in angular pores // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 473. pp. 34-43.
20. Dynamic spreading of nanofluids over solid surfaces - the role of pressure separating the nanofilm structure / S. Lim, H. Zhang, P. Wu, A. Nikolov, D. Vasan // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 470. pp. 22-30.
21. Lee J.B., Derom D., Karmeliet J. The effect of drops on natural porous stones // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 469. pp. 147-156.
22. Wetting hysteresis caused by temperature change: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heidari [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. pp. 21-23.
23. Wetting hysteresis caused by temperature change: Supercooled water on hydrophobic surfaces / G. Heidari [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 468. pp. 21-23.
24. The sliding flow of various liquids on a strong superomniphobic surface / Yu. Wu [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. Vol. 414. pp. 9-13.
25. Milne A.J.B., Amirtazli A. Aquacia Cassi: how it should be used // Achievements in the field of colloids and interfacial interactions. 2012. Volume 170. no. 1-2. p. 48-55.
26. Almazov L. A., Smorodin V. E., Tovbin M. V. Assessment of the water surface-the micro-homogeneous surface of bodies // Colloidal journal. 1980. Vol. XLII. No. 2. pp. 201-209.
27. Deryagin B. V. Churaev N. V. Wetting films. M.: Nauka, 1984. 160 p.
28. Starov V. M., Churaev N. V. Equivalent chaplain of liquid on a solid substrate and linen tension // Colloidal journal. 1980. Vol. XLII. No. 4. pp. 703-710.
29. The dimensional dependence of the edge angle and linear tension when wetting the substrate surface with nanocapsules / Z. O. Beslaneeva, T. M. Taova, B. B. Alchagirov, H. B. Hokonov //Izv. RAS. Ser. Physical. 2017. Issue 81. No. 5. pp. 669-676.
30. Sheludko A., Toshev B.V., Platykanov D. On mechanics and thermodynamics of systems with a three-phase contact line // Collection of scientific tr. Modern theory of capillarity: To the 100th anniversary of the Gibbs theory of capillarity // edited by A.I. Rusanov, F.C. Goodrich. L.: Chemistry. 1980. 344 p. pp. 275-299.
31. Platykanov D., Nedyalkov M., Sheludko A. Linear tension at the boundary of the Newtonian black foam film/solution. Surface forces in thin films // Sb. nauch. tr. VI Kon. according to surface forces. M.: Nauka, 1979. pp. 191-196.
32. Kolarov T., Zorin Z.M. The change of linear tension based on a comparison between a primary black film and an ordinary liquid // Colloidal Journal. 1980. Vol. XLII. No. 6. pp. 1075-1079.
33. Deryagin B.V., Samygin V.D., Livy A.K. Volcanic eruption-a particle of minerals in a turbulent regime // Colloidal Journal-nal. 1964. Vol. XXVI. No. 2. pp. 179-185.
34. Complex evaluation of X-ray diffraction in crystals with a face-centered silicon carbide lattice / I.I. Bosikov [et al.] // Crystals 2023. 13. 528.
35. Utilization and extraction of zinc based on mechanochemical activation / V.I. Golik [et al.] // Materials. 2023. 16. 726.
36. Modeling and complex analysis of the topology parameters of ventilation networks in ensuring fire safety during the development of coal and gas fields / I.I. Bosiko[et al.] // Pozhar. 2023. 6. 95.
