Воздействие диметилдитиокарбамата на флотируемость сульфидных минералов бутиловым ксантогенатом Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

------------------------------------ © Т.В. Недосекина, Ю.С. Панина,

2005

УДК 622.765

Т.В. Недосекина, Ю.С. Панина

ВОЗДЕЙСТВИЕ ДИМЕТИЛДИТИОКАРБАМАТА НА ФЛОТИРУЕМОСТЬ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ БУТИЛОВЫМ КСАНТОГЕНАТОМ*

Семинар № 19

Яизкомолекулярные органические депрессоры хорошо известны и довольно широко используются в практике флотационного обогащения сульфидных руд цветных металлов. В состав этих реагентов входят функциональные группы характерные для собирателей и полярные группы типа -ОН, -СООН, -803Н, что не обеспечивает необходимой степени селективности. Применение этих реагентов возможно, как правило, лишь в случае извлечения в концентрат природногидрофобных минералов, например, молибденита, при подавлении флотации сульфидов других металлов.

Нами рассматривается другой принцип воздействия на флотационные свойства сульфидных минералов, который основан на использовании реагентов-собирателей класса дитиокарбаматов, не содержащих полярных групп, но отличающихся наличием в

молекуле коротких углеводородных радикалов, в частности диметилдитиокарбамата (ДМДК). Известно, что дитиокарбаматы щелочных металлов химически активнее и образуют значительно более труднорастворимые соединения с катионами тяжелых цветных металлов, чем ксантогенаты (табл. 1).

Естественно предположить, что, дитиокарбаматы будут выигрывать в конкуренции с ксантогенатами при адсорбции на поверхности сульфидов, а также способны вытеснить адсорбировавшийся ксантогенат из поверхностных соединений. При этом если в их молекуле содержатся короткие, например, метильные углеводородные радикалы, на поверхности минерала образуется слабогидрофобное покрытие, что в свою очередь облегчает флотационную селекцию с использованием традиционных неорганических депрессоров.

Таблица 1

Произведения растворимости соединений сульфгидрильных собирателей с некоторыми металлами

Металл Собиратель

Этиловый ксантогенат Бутиловый ксантогенат Диэтилдитио-карбамат

Си (I) 5,2 © 10-20 4,7 © 10-20 5,5 © ;■ 10-22

Хп 4,9 © 10-9 3,7 © 10-11 8,9 © ;■ 10-17

9 О ,5 00 5, 4 О 0 4,2 © > 10-21

са 2,6 © 10-14 2,08 © 10-16 6,3 © ;■ 10-22

1,55 © 10-38 1,4 © 10-40 1,1 © ;■ 10-44

*Работа выполнена при поддержке гранта НШ-472.2003.5 и гранта РФФИ 04-05-64014

о 50 100 150 200

Концентрация БКс и ДМДК, мг/л

Нами исследовано влияние карбамата, содержащего метильные углеводородные радикалы - диметилдитиокарбамата (ДМДК) на флотационные свойства чистого пирротина в присутствии ксантогена-та и на процесс адсорбции бутилового ксантогената. Оценивалось влияние ДМДК дозируемого во флотацию и в процесс сорбции как до ксантогената, так и после него.

Результаты представлены на рис. 1. Видно, что подача ДМДК во флотацию

Рис 1. Флотируемость пирротина бутиловым ксантогенатом (1) и его сочетанием с ДМДК в зависимости от последовательности обработки минерала собирателями: 2 - БКс до ДМДК; 3 - БКс после ДМДК (концентрация БКс 50 мг/л)

вызывает снижение извлечения пирротина бутиловым ксантогенатом, причем при подаче ДМДК перед ксантогенатом флотируемость пирротина снижается более интенсивно.

Для выяснения механизма действия ДМДК в процессе снижения флотируемости пирротина бутиловым ксантогенатом были выполнены исследования по влиянию ДМДК на количество ксантогената адсорбирующегося на поверхности минерала и на формы сорбции ксантогената. В этих экспериментах использовали метод УФ-спктрофото-метрирования жидкой фазы, отделенной от минерала после перемешивания его с реагентами и органической фазы, используемой для экстрагирования в нее органи-

Таблица 2

Содержание ксантогената и диметилдитиокарбамата в жидкой фазе опытов и расчетная адсорбция реагентов на пирротине

Форма нахождения реагентов № опыта и порядок его проведения

1 Опыт с одним бутиловым ксантогенатом 2 Опыт с последовательной подачей сначала ДМДК потом БКс 3 Опыт с последовательной подачей сначала БКс потом ДМДК

Содержание, мг/г минерала

БКс БКс ДМДК БКс ДМДК

Ионная форма Диксантогенид Соль металлов Итого в жидкой фазе Расчетная адсорбция на пирротине*-1 0,599 0,027 0,063 0,689 1,811 1,800 0,253 0,078 2,131 0,369 0,776 0,0015 0,777 1,722 1,489 0,149 0,033 1,671 0,829 0,998 0,0026 1,0006 1,499

* Исходное количество каждого из реагентов 2,5 мг/г минерала

10

5

0

0 20 40 60 80 100 120

Концентрация ДМДК или смеси ДМДК с тиурамом (77 и 23% соответственно), мг/л

ческих соединений из водной фазы.

Влияние ДМДК на процесс взаимодействия бутилового ксантогената с пирротином характеризуется данными, приведенными в табл. 2.

Результаты, представленные в табл. 2 свидетельствуют о том, что в присутствии ДМДК количество ксантогената адсорбированного на пирротине сокращается. В случае контактирования минерала сначала с ДМДК потом с ксантогенатом адсорбция ксантогената на пирротине, вычисленная по разнице между исходным количеством реагентов в растворе и определенным в жидкой фазе после перемешивания с минералом, почти в 5 раз ниже, чем в опыте без ДМДК. В опыте, отличающемся подачей сначала БКс, а затем ДМДК, снижение адсорбции ксантогената составило около 50%. Диметилдитиокарбамат сорбируется на пирротине активно. В первом случае (опыт 2, табл. 2) на 1 грамме минерале закрепилось 1,722 мг ДМДК, во втором (опыт 3, табл. 2) - 1,499 мг.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что основной причиной ухудшения флотируемости пирротина ксантогенатом в присутствии ДМДК является резкое снижение количества ксанто-гената закрепляющегося на поверхности минерала. При этом сам диметилдитиокарбамат, способный при-давать поверхности только слабогидрофобные свойства, по-

Рис 2. Флотируемость пирротина бутиловым ксантогенатом (концентрация 50 мг/л в присутствии ДМДК (сплошныге линии) или смеси ДМДК с тиурамом (пунктирныге линии) (б)

глощается минералом на 70-60 % и образует покрытие соизмеримое с тем, которое образуется при взаимодействии с одним ксантогенатом.

Дитиокарбаматы, содержащие в молекулах тиольную группу, так же как и ксантоге-наты, способны окисляться, образуя нейтральные молекулы тиурамдисульфидов, что может привести к изменению флотационных свойств реагента. Поэтому нами было исследовано влияние процесса окисления раствора ДМДК на селективность его действия при флотации пирротина.

Частичное окисление диметилдитио-карбамата до тиурама выполняли путем добавления к раствору ДМДК перекиси водорода. Окислению подвергали 0.1 % раствор ДМДК. К нему добавляли 3 % раствор перекиси водорода в стехиометрическом соотношении, т.е. на 2 г/моля ДМДК - 1 г/моль перекиси водорода. Полученную смесь перемешивали в колбе с помощью магнитной мешалки при низком числе оборотов, чтобы исключить образование воронки и засасывание атмосферного воздуха. При экстрагировании раствора гексаном и последующем УФ-спектрофото-метрировании органической фазы обнаружено присутствие в ней тиурама, о чем свидетельствует поглощение низкой интенсивности при 278 и 255 нм и интенсивное поглощение при длине волны 220 нм, что совпадает с литературными данными о спектре тетраме-тилтиурамадисульфида в гексане [1].

Изучение влияния диметилдитиокар-бамата и смеси диметилдитиокарбамата с тиурамом на флотируемость пирротина проводили при добавлении ксантогената до концентрации 50 мг/л после ДМДК.

0 1 2 3 4 5 6

Время, мин

Результаты этих экспериментов представлены на рис. 2. Из рисунка видно, что в присутствии ДМДК не подвергнутого окислению (сплошные линии) извлечение пирротина стабильно снижается. Пунктирными линиями обозначена зависимость извлечения минералов бутиловым ксантогенатом от расхода си ДМДК с растворимой формой ма. В этом случае также наблюдается снижение извлечения пир-ротина, ко, при концентрации смеси 100 мг/л влечение этого минерала составило 18 % вместо 12 % полученных после

ния до той же концентрации ДМДК, не подвергавшегося окислению.

При аэрации, т.е. интенсивном перемешивании, сопровождающемся засасыванием воздуха, также возможно

Рис. 3. Для выяснения механизма действия ДМДК в процессе снижения флотируемости пирротина бутиловым ксантогенатом были выполнены исследования по влиянию ДМДК на количество ксанто-гената адсорбирующегося на поверхности минерала и на формы сорбции ксантогената В этих экспериментах использовали метод УФ-спктрофото-метрирования жидкой

ние сульфгидрильных реагентов. Нами было исследовано влияние аэрации пирротина с раствором ДМДК на флотируемость нерала бутиловым ксантогенатом. На рис. 3 представлены результаты флотации пирротина бутиловым ксантогенатом (концентрация 50 мг/л) в присутствии ДМДК (концентрация 100 мг/л) в зависимости от длительности аэрации. В этих условиях извлечение пирротина увеличивается за 5 минут аэрации с 12 до 52 %.

Таким образом, снижению флотируе-мости пирротина бутиловым ксантогенатом способствует диметилдитиокарбамат находящийся в жидкой фазе в ионной форме. Окисление ДМДК до тиурама перекисью водорода приводит к некоторому ухудшению этого процесса, а аэрирование пульпы, вызывает дестабилизацию флотации и нарушение селекции.

— Коротко об авторах -----------------------------------

Недосекина Т.В. - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, Панина Ю.С. - мл. научный сотрудник,

ИПКОНРАН