CC BY
18Химия и химические технологии
УДК 546.05
СИНТЕЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАНОРЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ
Д. И. Чистяков, Д. И. Сайкова
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: bberch@yandex.ru
Изучен синтез и подобраны условия получения новых наноразмерных флотореагентов на основе дибутил-дитиофосфатов меди и свинца, использование которых способно повысить эффективность и скорости флотации руд цветных и редких металлов.
Ключевые слова: синтез, наночастицы, флотация, медь, свинец, дибутилдитиофосфат.
SYNTHESIS OF PERSPECTIVE NANO REAGENTS FOR FLOTATION PROCESS
D. I. Chistyakov, D. I. Saykova
Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: bberch@yandex.ru
The article studies synthesis and the conditions to obtain new nanosized flotation agents based on copper and lead dibutyldithiophosphates, that can improve the efficiency and flotation rates of ores of non-ferrous and rare metals.
Keywords: synthesis, nanoparticles, flotation, copper, lead, dibutyldithiophosphate.
Получение цветных и редких металлов, необходимых для всех отраслей народного хозяйства, в том числе и для космической отрасли, немыслимо без использования процесса флотации, основанного на различии в гидрофобности нужного компонента и пустой породы [1]. В связи с изменением качественного и количественного состава руд задача повышения селективности процесса разделения руд и выделения целевого компонента, несмотря на непрерывно ведущиеся исследования в этом направлении, сохраняет свою актуальность до настоящего времени [2].
Диалкилдитиофосфаты (аэрофлоты) щелочных металлов многими исследователями рассматриваются в качестве эффективных флотореагентов [3-5]. Их использование обеспечивает полноту извлечения мелкодисперсных частиц сульфидов, содержащих цветные и благородные металлы. Кроме того, дитио-фосфаты проявляют селективные свойства при отделении сульфидов цветных металлов от сульфидов железа. По зарубежным данным, объем потребления аэрофлотов в общем объеме потребления сульфгид-рильных собирателей составляет до 25 %. При этом на российских предприятиях аэрофлоты находят весьма ограниченное применение.
Наночастицы (НЧ) дибутилдитиофосфата меди, полученные и исследованные в данной работе, могут формироваться в ходе флотации сульфидных минералов, так как дибутилдитиофосфаты щелочных металлов, способны образовывать соединения с металлами как непосредственно на поверхности минералов, так и в растворе. Наночастицы накапливаются на поверхности минералов и формируют особый микрорельеф,
который может оказывать влияние на прилипание пузырька воздуха к минеральной поверхности, а, следовательно, на повышение эффективности и скорости флотации. Таким образом, целями данной работы является разработка методик синтеза наноразмерных частиц дибутилдитиофосфатов меди и свинца и их исследование физическими методами.
Экспериментальная часть. Частицы получали простым сливанием равных объемов водных растворов РЪ(Ш3)2 (0,4-2 ммоль/л (мМ)) и Си804 (2 • 10-3 М) с предварительно очищенным дибутилдитиофосфа-том натрия (Я8№, 1-8 ммоль/л) при различных температурах (30-60 °С). Реакции протекают в соответствии с уравнениями:
РЪ2+ + 2(С4Н<,0)2Р88- = РЪ((С4И90)2Р88)2, 4(С4Н90ЬР88- + 2Си2+ = 2(С4Н90ЬР88Си: +
+ ((С4Н90)2Р88)2.
В оптических спектрах полученных золей наблюдаются максимумы поглощения при длинах волн 320 нм и 420 нм что, в соответствии с литературными данными, доказывает образование дибутилдитиофос-фатов свинца и меди (рис. 1).
Определение гидродинамического диаметра проводили с использованием метода динамического рассеяния света (БЬ8). Установлено, что гидродинамические диаметры частиц 50-100 нм и 700-800 нм для меди и свинца соотвтественно. Однако судя по микрофотографиям истиные размеры частиц 50-70 нм (рис. 2).
Решетневские чтения. 2017
1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
400 500 1500 Длинна волны, нм
а
200 3 00 400 500
Длина волны, ны
б
600
Рис. 1. Вид оптических спектров поглощения золей дибутилдитиофосфатов: свинца (а) и меди (б) при концентрации ДБДТФ 1-8 мМ, 2-5 мМ и РЬ(К03)2 2 мМ
ь
200nm 50 nm
а б
Рис. 2. Микрофотография наночастиц дибутилдитиофосфата: меди (а) и свинца (б)
В ходе исследования изучено влияние различных факторов на гидродинамический диаметр частиц и найдены условия получения стабильных гидрозолей. Для частиц свинца оптимальными являются следующие условия: концентрация РЬ(Ы03)2 -0,4 ммоль/л и ДБДТФ 1 ммоль/л, время синтеза 15 мин, температура 30 °С. Для частиц меди: концентрация и Си804 - 2 ммоль/л и ДБДТФ - 6-8 ммоль/л. Время синтеза обоих систем 10-15 мин. Подобран селективный растворитель дибутилдисульфида меди (I).
Библиографические ссылки
1. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. М. : Недра, 1993. 412 с.
2. Применение селективного собирателя при флотации медно-цинковых руд / В. И. Рябой [и др.] // Обогащение руд. 2008. № 3. С. 20-22.
3. Повышение качества медного концентрата при флотации медно-цинковых руд Гайского месторождения / К. М. Асончик [и др.] // Обогащение руд. 2006. № 6. С. 7-9.
4. Рябой В. И., Шендерович В. А., Кретов В. П. Применение аэрофлотов при флотации руд. Обогащение руд. 2005. № 6. C. 43-44.
5. Рябой В. И. Разработка новых флотореагентов в России. Горное дело. 2009. № 4. С. 12-14.
References
1. Abeamov A. A. [Flotation methods of dressing]. Moscow, Nedra, 1993. 412 p.
2. Rjaboj V. I., Asonchik K. M., Pol'kin V. N. [The use of a selective collector in the flotation of copper-zinc ores]. Obogashhenie rud. 2008. № 3. Pp. 20-22.
3. Asonchik K. M., Pol'kin V. N., Starostin Ju. I. [Improvement of the quality of copper concentrate during flotation of copper-zinc ores of the Gajskoе deposit]. Obogashhenie rud. 2006. № 6. Pp. 7-9.
4. Rjaboj V. I., Shenderovich V. A., Kretov V. P. [The use of aeroflot in the flotation of ores]. Obogashhenie rud. 2005. № 6. Pp. 43-44.
5. Rjaboj V. I. [Development of new flotation agents in Russia]. Gornoe delo. 2009. № 4. Pp. 12-14.
© Чистяков Д. И., Сайкова Д. И., 2017
