Реагенты-собиратели для флотации золота

Анионные собиратели представляют собой наиболее обширную группу реагентов, применяемых для флотации золота и сульфидных (ксантагенаты и дитиофосфаты) и несульфидных минералов (жирные кислоты и их мыла, сульфокислоты и тд.).

Реагенты-собиратели – органические вещества, которые избирательно закрепляются на поверхности минеральных частиц и вызывают ее гидрофобизацию, т.е. понижение смачиваемости, что способствует закреплению минеральных частиц на воздушных пузырьках. Т.о., собиратели предназначаются для повышения гидрофобности поверхности минералов, чтобы обеспечить закрепление их на воздушных пузырьках.

Большинство реагентов-собирателей – гетерополярные и аполярные вещества. Молекулы гетерополярных собирателей состоят из двух частей: полярной и аполярной. Аполярная часть – это углеводородный радикал, алифатического или циклического ряда. Полярная группа собирателя определяет его химические свойства и способность закрепляться на полярных минералах, поэтому еще она называется солидофильной или функциональной (Рис. 2.1, а).

Действие гетерополярных реагентов-собирателей сводится к следующему: их молекулы своей полярной частью закрепляются на поверхности минерала, а их аполярная (гидрофобная) часть обращена в воду (Рис. 2.1, б).

 

а) полярная часть б)

(группы –СООН, -СОН, -SH, – NH₂ и тд.) водная фаза

 

 

аполярная часть –

углеводородный радикал

минерал

 

Рис 2.1 Схема строения гетерополярной молекулы реагента-собирателя (а) и характера ее закрепления на поверхности минерала (б)

Большинство гетерополярных реагентов растворимы в воде. Аполярные реагенты в воде практически нерастворимы. По общепринятой в обогащении классификации все реагенты – собиратели делятся на две большие группы: ионогенные и неионогенные. В свою очередь ионогенные подразделяются на анионные, при диссоциации которых гидрофобизирующий углеводородный радикал входит в состав аниона, и катионные, у которых углеводородный радикал входит в состав катиона.

Наиболее широкое применение получили ионогенные анионные собиратели, являющиеся органическими производными угольной, фосфорной, серной и соответствующих им тиокислот, а также алкилгидроксамовые кислоты и их соли.

Аполярные собиратели являются неионогенными соединениями. В большинстве своем это органические жидкости (масла, керосины), являющиеся продуктами нефтепереработки. Аполярные реагенты в воде не растворяются и распределяются в объеме пульпы в виде мелких капель с помощью эмульгаторов или при перемешивании. Аполярные реагенты применяют при флотации природно гидрофобных минералов – угля, графита, серы, молибденита и тд. В практике флотации углей наиболее широкое применение нашли осветительный, тракторный, отсульфированный керосины, ААР-1, ААР-2 (аполярные ароматизированные реагенты). Реагенты этого класса характеризуются непостоянством состава, что обусловлено различием в химическом составе нефти различных месторождений.

Эффективными собирателями для флотации золота являются сульфгидрильные собиратели: ксантагенаты, особенно бутиловый С₄Н₉0СSSК(Nа) и дитиофосфаты (аэрофлоты).

Ксантагенаты представляют собой твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, с характерным запахом. Цвет ксантагената зависит от металла и углеводородного радикала, входящих в их состав, но обычно они окрашены в светлые тона, от белого до светло-желтого.

Ксантагенаты обладают наибольшей флотационной активностью в слабо- и среднещелочных пульпах при рН=7-12. В кислых и сильнощелочных пульпах они разлагаются.

Ксантагенаты используют для флотации сульфидных руд и окисленных руд меди, свинца, цинка с предварительной сульфидизацией руд благородных металлов и самородной меди. Большинство сульфидных минералов не требуют предварительной активации для успешного взаимодействия с ксантагенатами, однако для пирротина или цинковой обманки операция предварительной активации необходима.

Весьма ценными свойствами ксантагенатов являются полное отсутствие у них пенообразовательных свойств, что позволяет использовать их как весьма селективные реагенты, и то, что ксантагенаты не являются собирателями для минералов пустой породы: окислов, силикатов, алюмосиликатов и солеобразных минералов щелочноземельных металлов.

Ксантагенаты являются токсичными веществами. Действие паров ксантагенатов и продуктов их разложения аналогично действию сероуглерода.

Дитиофосфаты (аэрофлоты) представляют собой технические диарил- и диалкилдитиофосфорные кислоты и их соли:

R – O S

P

R - O SH(Me)

где R – ароматический или алифатичекий углеводородный радикал.

В настоящее время производится несколько видов аэрофлотов: жидкие (фенольные) – крезиловый и ксиленоловый и сухой (спиртовый) – калиевый бутиловый аэрофлоты.

Аэрофлоты находят широкое применение для флотации медных минералов, особенно при селективной флотации, когда требуется отделение флотируемых минералов от пирита. Они также используются при флотации серебро- и золотосодержащих руд, иногда в смеси с другими реагентами, например, ксантагенатом. Тонкие зерна минералов лучше флотируются с применением аэрофлотов, чем ксантагенатов.

При работе с фенольными аэрофлотами необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Диалкилдитиофосфорные кислоты, основные компоненты аэрофлотов, обладая сильнокислотными свойствами и большой реакционной способностью, при определенных обстоятельствах могут обусловливать выделение вредных газов, а при попадании на кожу – оставлять ожоги. При случайном попадании в аэрофлот таких солей как цианид или сернистый натрий, будут выделяться ядовитые газы – синильная кислота и сероводород, а при попадании в аэрофлот карбида кальция, в результате разложения его и содержащихся в нем примесей арсенида и фосфидов, будут выделяться ацетилен и мышьяковый фосфористый водород.

При попадании в аэрофлот воды и одновременном воздействии повышенной температуры (что возможно в летнее время в южных районах страны) из него выделяется сероводород.

В силу указанных выше причин, аэрофлоты не нашли распостраненного применения, как ксантагенаты и активно вытесняются ими.

Возможно применение меркаптобензотиазола при флотации окисленных или частично окисленных золотых руд. Это порошок желтого цвета, хорошо растворимый в оде в присутствии едкой щелочи. Раствор меркаптобензотиазолав воде с едкой щелочью называют капатксом.

Общая формула меркаптобензотиазола:

S

C – SH(Ме)

N

 

Меркаптобензатиазол наряду с собирательными свойствами обладает некоторыми пенообразующими свойствами. Находит также применение при флотации меди и цинка, окисленных свинцовых руд как самостоятельно, так и с небольшими добавками ксантагената или аэрофлота без предварительной сульфидизации.

Меркаптобензатиазол применяется только в щелочных пульпах. Его натриевая соль легко растворима в воде и поэтому не требует длительного перемешивания пульпы перед флотацией.

Токсичное действие меркаптобензотиазола иногда выражается в том, что вдыхание пыли его, весьма горькой на вкус, способствует значительному расстройству вкуса.