Повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия

Хабарова, Ирина Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия"

На правах рукописи

ХАБАРОВА Ирина Анатольевна

ПОВЫШЕНИЕ КОНТРАСТНОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФЛОТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПИРРОТИНА И ПЕНТЛАНДИТА НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2011 3 О ИЮН 2011

4851197

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН (УРАН ИПКОН РАН), лаборатория теории разделения минеральных компонентов отдела проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья

Научный руководитель

академик РАН, доктор технических наук, профессор Чантурия Валентин Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

Седельникова Галина Васильевна кандидат технических наук

Якушкин Валерий Петрович

Ведущая организация - ФГУП "Институт "ГИНЦВЕТМЕТ"

Защита состоится «13» сентября 2011 г. в 14 час. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 002.074.01 при Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук по адресу: 111020, Е-20, Москва, Крюковский тупик, 4; тел./ факс 8-495-360-89-60.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УРАН ИПКОН РАН. Автореферат разослан «&£» июня 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

Папичев В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основу современной минерально-сырьевой базы России составляют тонковкрапленные и труднообогатимые руды со сложным вещественным составом. Для их глубокой, комплексной переработки требуются новые процессы, позволяющие высокоэффективно и без значительного экологического ущерба извлекать необходимые полезные ископаемые (В.А. Чантурия, 2008).

Характерная особенность сульфидных медно-никелевых руд заключается в низкой контрастности флотационных свойств пирротина и пентландита, что делает их труднообогатимыми и определяет сложность выделения высококачественного никелевого концентрата. Загрязнение пирротином медного и никелевого концентратов приводит к снижению их качества и существенному повышению содержания диоксида серы в отходящих газах на стадии металлургической переработки, а также увеличению безвозвратных потерь ценных компонентов с отвальными железистыми шлаками (И.Н. Храмцова и др., 2005).

Традиционные методы улучшения качественно-количественных показателей обогащения сульфидных медно-никелевых руд, которые направлены на совершенствование схем обогащения и процессов измельчения, сочетание гравитационных и флотационных операций, поиск новых флотационных реагентов, эффективно разрабатываются в ГНЦ РФ «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ», ЗАО «Механобр инжиниринг» и ОАО «ГМК «Норильский никель». Однако большинство известных на данный момент методов селекции пирротина и пентландита не позволяют в полной мере достичь их максимального разделения. В связи с этим, проблема разработки новых процессов и методов, обеспечивающих повышение извлечения и качества никелевого концентрата, является весьма актуальной.

В последние годы в России и за рубежом проводятся исследования по разработке нетрадиционных методов дезинтеграции минерального сырья и повышения контрастности технологических свойств минералов на основе использования энергетических воздействий, а именно, электрохимической, электроимпульсной, СВЧ-, магнитно-импульсной обработки, воздействия потоком ускоренных электронов, мощными наносекундными электромагнитными импульсами (МЭМИ). Теоретические основы воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на процессы дезинтеграции и вскрытия тонкодисперсных минеральных комплексов и извлечения благородных металлов из руд изложены в диссертационной работе на соискание ученой степени доктора технических наук И.Ж. Бунина. В ИПКОН РАН было экспериментально показано, что обработка тонкодисперсного минерального сырья МЭМИ вызывает как селективное раскрытие сростков, так и модифицирование структуры поверхности, изменение химического и фазового состава приповерхностного слоя сульфидов (В.А. Чантурия и др., 2005,2008; М.В. Рязанцева, 2009).

Однако для обоснования перспектив применения этого способа обработки для флотационного разделения пирротина и пентландита необходимо было

проведение специальных исследований по изучению влияния электромагнитного импульсного воздействия на химический и фазовый состав поверхности, обеспечивающий повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств сульфидных минералов и, как следствие, увеличение извлечения и качества концентратов.

Цель работы - установление основных закономерностей изменения фазового состава и физико-химических свойств поверхности пирротина и пентлан-дита от параметров электромагнитной импульсной обработки и обоснование на их основе оптимальных режимов флотационного разделения сульфидов.

Идея работы - возможность эффективного использования воздействия МЭМИ для направленного изменения химического и фазового состава поверхности, повышения контрастности флотационных свойств пирротина и пент-ландита.

Методы исследований: электронная микроскопия (микроскоп LEO 1420VP), рентгеноспектральный микроанализ (энергодисперсионный спектрометр INCA Oxford 350); сканирующая зондовая микроскопия (атомно-силовой микроскоп ИНТЕГРА Прима, НТ-МДТ); экстракционно-фотометрический метод для определения количества элементной серы на поверхности минералов; колориметрический метод для определения концентрации трехвалентного железа в фильтрате водной фазы минеральной суспензии; инфракрасная Фурье спектроскопия (спектрометр Nexus); УФ-спектрофотометрия (спектрофотометр "Shimadzu UV-1700"); измерение электродных потенциалов минералов; метод газоадсорбционной релаксометрии и диодно-лазерный способ мониторинга концентрации сорбируемого водяного пара на тонкодисперсных минеральных частицах (Акваспек); флотационные эксперименты; методы математической статистики для обработки результатов исследований.

Научная новизна работы:

• на основе комплекса современных физико-химических методов исследования поверхности пирротина и пентландита при воздействии мощных электромагнитных импульсов впервые выявлена связь химического состава поверхностных новообразований с электрохимическими, сорбционными и флотационными свойствами сульфидов;

• экспериментально установлено (ИК-Фурье спектроскопия, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, химический анализ жидкой фазы минеральной суспензии) последовательное окисление пирротина с образованием оксидов (гидроксидов) и сульфатов двух- и трехвалентного железа при электроимпульсном воздействии, тогда как на пентланди-те наблюдается образование элементной серы, что обеспечивает контрастность электрохимических, сорбционных и флотационных свойств минералов;

• впервые методом диодно-лазерной спектроскопии установлено, что в результате воздействия МЭМИ происходит более интенсивное поглощение молекул воды пирротином вследствие образования каналов пробоя, микродефектов поверхности и наноразмерных пленок сульфатов железа по сравнению

с пентландитом, на котором обнаружено помимо оксидов (гидроксидов) железа и никеля образование элементной серы;

• в процессе электромагнитного импульсного воздействия (103 импульсов) электродный потенциал пирротина вследствие образования оксидов (гидроксидов) и сульфатов железа сдвигается в отрицательную сторону, что обеспечивает снижение сорбции ксантогената и, как следствие, уменьшение флотационного извлечения минерала, тогда как электродный потенциал пентландита приобретает более положительные значения за счет дополнительного образования элементной серы, что вызывает увеличение сорбции ксантогената и, как следствие, повышение извлечения сульфида при флотации.

Практическое значение работы заключается в разработке оптимальных условий и параметров воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на минеральное сырье для повышения селективности флотационного разделения пирротина и пентландита при обогащении сульфидных медно-никелевых руд.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается использованием комплекса современных физико-химических методов исследований, непротиворечивостью полученных результатов и выводов; способностью прогнозирования эффективности наносекундного импульсного воздействия на труднообогати-мое минеральное сырье с целью повышения контрастности физико-химических свойств поверхности сульфидов в процессе их флотационного разделения; применением методов математической статистики для обработки полученных экспериментальных данных.

Личный вклад автора заключается в проведении аналитического обзора научно-технической информации о методах разделения пирротина и пентландита при обогащении сульфидных медно-никелевых руд, выполнении экспериментальных исследований по влиянию МЭМИ на физико-химические, электрохимические, сорбционные и флотационные свойства поверхности пирротина и пентландита, проведении флотации на рудном сырье, анализе и обобщении полученных результатов.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Физико-химическое модифицирование поверхности пирротина и пентландита в результате воздействия МЭМИ связано как с нарушениями исходной структуры их поверхности (возникновение каналов пробоя, микротрещин и микропор), так и с изменением химического и фазового состава приповерхностного слоя исследуемых сульфидов.

2. Электромагнитная импульсная обработка приводит к следующим разнонаправленным изменениям электрохимических свойств пирротина и пентландита:

- увеличению отрицательного значения электродного потенциала пирротина;

- росту положительного значения электродного потенциала пентландита, что способствует повышению контрастности флотационных свойств минералов.

Переход электродного потенциала пирротина в область отрицательных значений в результате предварительного импульсного воздействия (103 имп) препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость минерала.

Сдвиг электродного потенциала пентландита в область более положительных значений способствует увеличению адсорбции анионного собирателя (ксантогената) и флотируемости минерала.

3. В результате электромагнитного импульсного воздействия поверхность пирротина приобретает большую способность к поглощению молекул воды по сравнению с контрольной пробой (диодно-лазерная спектроскопия), что может свидетельствовать об образовании каналов пробоя, микродефектов и поверхностных микро- и нанофаз. При адсорбции воды на пентландите, МЭМИ-обработка слабо влияет на интенсивность поглощения молекул воды.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на VII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2006г); международных совещаниях «Плаксинские чтения» (г.Красноярск, 2006; г.Апатиты, 2007; г.Казань, 2010); 3-й, 4-й и 7-й Международных научных школах молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (УРАН ИПКОН РАН, Москва, 2006, 2007, 2010гг); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения INTERMATIC - 2006» (Москва, 2006г); VI и VIII конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2007, 2011 гг); научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2007, 2008гг); IV, V и VII Российских ежегодных конференциях молодых научных сотрудников и аспирантов (Москва, ИМЕТ РАН, 2007, 2008, 201 Огг); XII Балканском конгрессе по обогащению полезных ископаемых (Греция, 2007г); научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодые - наукам о Земле" (Москва, РГГРУ, 2008г); XXIV Международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых (Пекин, Китай, 2008г); международных форумах по нанотехнологиям «РОСНАНОТЕХ», (Москва, 2008, 2009гг); XIV Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности» (Москва - Клязьма, 20Юг); XIII Международной конференции по обогащению полезных ископаемых и экологии (Чехия, 20 Юг); Международных конференциях молодых ученых и аспирантов «Ломоносов», (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008, 2009,2010,2011гг).

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.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 39 научных работ, в том числе в рекомендованных ВАК РФ изданиях - 7, в прочих печатных изданиях - 32.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка использованной литературы из 124 наименований и содержит 107 страниц машинописного текста, 32 рисунка и 9 таблиц.

Автор глубоко признателен академику РАН, доктору технических наук, профессору В.А. Чантурия за постоянную поддержку и консультации на протяжении всей работы.

Автор выражает благодарность и признательность за помощь и поддержку на протяжении всей работы доктору технических наук И.Ж. Бунину.

Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории теории разделения минеральных компонентов научного отдела проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья УРАН ИПКОН РАН к.т.н. Т.А. Ивановой, к.т.н. Т.В. Недосекиной, к.т.н. В.В. Гетман и другим сотрудникам Института за консультации, помощь и поддержку, сотрудникам Центра изучения минерального вещества при комплексном освоении недр УРАН ИПКОН РАН канд. геол.-минер. наук Е.В. Копорулиной и А.Н. Краснову, а также сотрудникам Института Общей Физики им. A.M. Прохорова РАН канд. физ.-мат. наук В.Г. Артемову и канд. физ.-мат. наук В.Д. Травкину за оказанную помощь.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы исследований, сформулированы цель, идея и задачи работы, основные защищаемые положения, научная новизна, практическое значение диссертации, приведены сведения о методах исследований и публикациях автора.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ПИРРОТИНА И ПЕНТЛАНДИТА ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД

Сульфидные медно-никелевые руды являются источником получения никеля, меди и других ценных компонентов. Кроме основных, в рудах присутствуют такие сопутствующие элементы, как золото, серебро, платина, палладий, кобальт, селен, теллур и другие редкие и рассеянные элементы, тесно связанные с сульфидами основных металлов (А.Д. Генкин и др., 1981; A.A. Абрамов, 2005).

Месторождения сульфидных медно-никелевых руд составляют основу минерально-сырьевой базы ведущих стран производителей никеля: России, Канады, Австралии, Китая и ЮАР.

В настоящее время основное количество металлов из медно-никелевых руд производят за счет богатых руд, с которыми связана перспектива развития производства металлов в Норильском промышленном районе (НПР) (М.И. Манцевич и др., 2008).

Наиболее распространенным типом богатых медно-никелевых руд являются руды пирротинового состава. Состав их определяется присутствием пирротина (35-60 %), пентландита (1-9%) и халькопирита (10- 12%), сопровождаемых магнетитом (5-8 %). В состав богатых сульфидных руд входят следующие нерудные минералы (25 - 30 %): плагиоклаз, калиевый полевой шпат, моноклинный пироксен, кварц, хлорит, ангидрит, кальцит и другие (М.И. Манцевич и др., 2008).

Отмечается (И.Н. Храмцова и др., 2007, 2008), что запасы богатых медно-никелевых руд Талнахского и Октябрьского месторождений более чем на 90 % представлены минеральными разновидностями пирротинового типа. Особенностью этого типа руд является высокое содержание (30 - 60 %) нестехиомет-рических сульфидов железа группы пирротина Ре,.хБ (основного аккумулятора серы), и чрезвычайно тонкое взаимное прорастание сульфидных минералов, затрудняющее их разделение традиционными методами обогащения. В рудах Норильска содержание пирротина в 1,5-2 раза выше, чем, например, в рудах Канады (И.Н. Храмцова и др., 2007).

Богатые сульфидные медно-никелевые руды НПР до 1996 г. перерабатывались по традиционной схеме прямой селективной флотации (И.А. Блатов, 1998; И.Н. Храмцова и др., 2007). В настоящее время данный тип руд перерабатывается по схеме селективно-коллективно-селективной флотации (СКС) с последовательным получением медного, никелевого, пирротинового концентратов и отвальных хвостов (И.Н. Храмцова и др., 2008). На стадии коллективной флотации формируется никель-пирротиновый концентрат (НПК), селекция которого в значительной степени осложнена низкой контрастностью флотационных свойств разделяемых сульфидов - пирротина и пентландита (И.Н. Храмцова и др., 2007). Попадая в никелевый концентрат, пирротин снижает его качество, вызывая тем самым серьезные проблемы, связанные с утилизацией избыточного количества диоксида серы в металлургическом переделе (М.И. Манцевич и др., 2008).

Проблема селекции пирротина и пентландита при обогащении медно-никелевых руд актуальна, о чем свидетельствует большое количество публикаций, посвященных этому вопросу (В.А. Иванов, 1995; Т.Е. Колтунова и др., 2009; М.И. Манцевич, 1996; М.И. Манцевич и др., 2008; В.В. Рыбас и др., 1995; И.Н. Храмцова и др., 2005,2007,2008; Б. Ке1еЬек и др., 1995, 1996; Б. Ке1еЬек и С. Тике1, 1999 и др.). Универсального решения этой проблемы не существует, что определяется разнообразием вещественного состава минерального сырья, технологические свойства которого могут варьироваться даже в пределах месторождения.

Анализ существующих методов флотационного разделения пирротина и пентландита выявил три основные направления повышения их селекции: совершенствование технологических схем флотации; применение реагентов (ксантогенат, диэтилентриамин, диметилдитиокарбамат, полиамин с сульфитом натрия и др); замена воздуха на газообразный азот при аэрации пульпы.

Однако данные методы селективной флотации не обеспечивают максимально возможного содержания никеля в концентрате, что определяет актуальность разработки принципиально нового подхода к решению проблемы разделения пирротина и пентландита и повышения технологических показателей флотационного обогащения.

Анализ современной литературы по проблемам переработки полезных ископаемых показывает, что энергетические воздействия рассматриваются как эффективный способ интенсификации процессов переработки минерального сырья и применяются для повышения контрастности свойств минералов с близкими технологическими свойствами. Вопросам применения энергетических воздействий на геоматериалы с целью интенсификации процессов переработки минерального сырья посвящены труды видных отечественных и зарубежных ученых: И.Н. Плаксина, Р.Ш. Шафеева, В.А. Чантурия, Ю.В. Гуляева, Г.Р. Бочкарева, В.А. Черепенина, В.А. Вдовина, И.Ж. Бунина, В.Д. Лунина, Г.В. Седельниковой, В.П. Якушкина, А.Т. Ковалева, В.Е. Вигдергауза, В.И. Ростовцева, Ю.П. Вейгельта, С.А. Гончарова, П.П. Ананьева, В.И. Куреца, Ф.Ф. Борискова, К.Е. Haque, S. Kingman, N.A. Rowson, С. Sahyoun и других. Обработка сульфидного медно-никелевого минерального сырья мощными на-носекундными электромагнитными импульсами представляется наиболее перспективным способом вследствие его глубокой теоретической и экспериментальной обоснованности и технологичности. Однако для выяснения возможностей применения этого вида энергетического воздействия для решения проблем флотационного разделения пирротина и пентландита требуется проведение комплекса дополнительных исследований по изучению механизмов влияния МЭМИ на структурно-химические и флотационные свойства поверхности сульфидных минералов железа и никеля.

В работе представлены результаты исследований влияния электромагнитного импульсного воздействия на химический и фазовый состав поверхности, физико-химические, электрохимические, сорбционные и флотационные свойства пирротина и пентландита. Показана возможность повышения технологических показателей флотационного обогащения богатой сульфидной медно-никелевой руды, а также смеси (шихты) вкрапленных и медистых медно-никелевых руд НПР в результате предварительной обработки МЭМИ.

Материалы и методы исследований

В главе представлены данные о материалах исследований, основных физико-технических параметрах и условиях электромагнитной импульсной обработки минералов, методах проведения исследований и экспериментальном оборудовании.

Исследования проводились на образцах пирротина Fei.xS и пентландита (Fe,Ni)9Sg, выделенных из медно-никелевой руды Норильского промышленного района, а также на пробе богатой медно-никелевой руды Талнахского месторождения и смеси вкрапленных и медистых медно-никелевых руд НПР. Увлажненные материалы (Т:Ж=5:1) обрабатывались на лабораторной установке

для электроимпульсной обработки минеральных продуктов УОМЭП-1 (УРАН ИПКОН РАН) высоковольтными импульсами с наносекундным фронтом (1-5 не) и длительностью импульса не более 50 не, напряженностью электрической компоненты поля - 107В/м, амплитудой импульса ~ 30 кВ; частота повторения импульсов 100 Гц, энергия в импульсе 0,1 Дж. Диапазон изменения «дозы» электромагнитного импульсного воздействия: 0-И О4 импульсов (0-1 кДж).

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЭМИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ, ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПИРРОТИНА И ПЕНТЛАНДИТА

В главе представлены результаты исследований влияния воздействия мощных наносекундных электромагнитных импульсов на изменение фазового состава, структуры, физико-химических, электрохимических и сорбционных свойств поверхности пирротина и пентландита.

Результаты ИК-Фурье спектроскопии

Результаты ИК-Фурье спектроскопии свидетельствуют о том, что в результате электромагнитного импульсного воздействия поверхность частиц пирротина и пентландита подверглась окислению, и продукты окисления представлены, в основном, сульфатами железа Fex(S04)y.

Результаты сканирующей зондовой микроскопии

С помощью методов сканирующей зондовой микроскопии, а именно, атомно-силовой микроскопии в полуконтактном режиме (АСМ, ИНТЕГРА Прима, НТ-МДТ) были изучены особенности рельефа поверхности минералов на мезо- (менее 100 нм) и наноуровне после электромагнитной импульсной обработки. Низкоразмерная пленка (толщиной менее 100 нм) новых фаз, предположительно, сульфатов железа Fex(S04)y, образованная на поверхности пирротина под воздействием МЭМИ и диагностируемая лишь с использованием атомно-силовой микроскопии (рис. 1а), плотно заполняет пространство вблизи эрозионных лунок каналов пробоя и микротрещин.

а) б)

Рис. 1 - Образование низкоразмерной пленки новых фаз на поверхности пирротина (а) и эрозионных фигур пробоя на поверхности пентландита (б) в результате воздействия наносекундных МЭМИ. АСМ

На поверхности пентландита после МЭМИ-обработки плотной пленки окисленных фаз не обнаружено (рис. 16). Электроимпульсное воздействие вызывало образование эрозионных фигур электрического пробоя и продуктов окисления поверхности, по-видимому, сульфатов железа, локализованных на выступающих участках минеральных частиц (ребрах и вершинах кристаллов, рис. 36).

Изучение адсорбционной активности поверхности пирротина и пентландита

Впервые методом диодно-лазерной спектроскопии исследован эффект влияния МЭМИ на поглотительную способность поверхности пирротина и пентландита молекул воды. Установлено, что в результате электроимпульсного воздействия частицы пирротина имеют большую способность к поглощению молекул водяного пара по сравнению с контрольной пробой, что может свидетельствовать как об образовании каналов пробоя и микродефектов поверхности, так и о формировании плотных наноразмерных гигроскопичных пленок сульфатов железа на поверхности пирротина. Предварительная обработка МЭМИ пентландита в меньшей степени (по сравнению с пирротином) влияет на скорость поглощения молекул воды поверхностью минеральных частиц. Наблюдающееся в экспериментах увеличение их влагоемкости с ростом числа МЭМИ происходит, в основном, за счет образования дефектов поверхности.

Результаты РЭМ-РСМА исследований

С применением современных методов растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа (РЭМ-РСМА) были изучены размеры, морфология, элементный состав новообразований на поверхности минералов.

: хЛ_1 Г / \ А

• 7 4 « '1 Ь / и * И) Пилн»- 990 -мп Кг„сир в '09 -8 лш,)

0 Г

1 - ,. - .... / 4-

в)

г)

Рис. 2 - Влияние МЭМИ на химический и фазовый состав поверхности пирротина (а, б): микро- и нанообразования оксидов (гидроксидов) и сульфатов железа; рентгеновские спектры от них (в, г). РЭМ-РСМА

в) г)

Рис. 3 - Поверхность частицы пентландита в исходном состоянии (а) и после МЭМИ-обработки (б); рентгеновские спектры от новообразований: до (в) и после МЭМИ (г). РЭМ-РСМА

Показано, что в результате наносекундного электромагнитного импульсного воздействия на поверхности частиц пирротина и пентландита произошли следующие структурно-химические изменения: обнаружено возникновение многочисленных дефектов на различных структурных уровнях и новых микро-и нанофаз на поверхности минералов (рис. 2, 3). На рентгеновских спектрах от локальных участков поверхности (рис. 2в, 2г, Зг), относящихся к областям локализации структурных дефектов, помимо пиков интенсивности, соответствующих Ре и Б, прослеживается четкий пик, соответствующий кислороду. Это может свидетельствовать о появлении новообразований оксидов (гидроксидов) и сульфатов железа. Данные, полученные с помощью рентгеновского микроанализатора, согласуются с результатами, полученными при исследовании физико-химических свойств минеральных порошков и их суспензий после электроимпульсной обработки проб в том же режиме (103 имп).

Изменение физико-химических свойств и фазового состава пирротина и пентландита в результате воздействия МЭМИ

При исследовании физико-химических свойств поверхности пирротина после электроимпульсной обработки (0,5-103, КГ, 5-103 и 104 имп) установлено изменение состава поверхности и концентрации ионов в водной фазе минеральной суспензии за счет перехода водорастворимых новообразований в раствор. Результаты представлены в таблице 1.

Экспериментально показано, что в водной фазе суспензии пирротина в результате предварительной импульсной обработки (103 имп) повышается концентрация трехвалентного железа в 2 раза, что свидетельствует об образовании

на поверхности минерала сульфата трехвалентного железа Ре2(804)з, при этом на поверхности пирротина определяется минимальное количество элементной серы.

Полученные данные согласуются с результатами ИК-Фурье спектроскопии и рентгеновского микроанализа химического состава поверхности минеральных частиц пирротина.

Таблица 1 - Изменение физико-химических свойств минеральной суспензии и поверхности пирротина и пентландита в результате воздействия МЭМИ

N •''имп, 103 Минеральная суспензия Концентрация Ре3+ в водной фазе Ре|.х3, мг/л Содержание Б0 на поверхности, мг/г

ЕЬ, мВ рн

Ре,.^ (Ре,№)988 Ре,.^ (Ре,№)958 Ре,.^ (Ре,№)958

0 194 147 5,59 4,63 1,12 0,055 0,041

0,5 208 144 5,47 4,68 1,19 0,059 0,065

1 210 137 5,39 4,72 2,38 0,062 0,118

5 221 142 5,10 5,02 1,56 0,069 не опр.

10 238 144 4,83 5,31 1,57 0,139 не опр.

В отличие от пирротина, анализ жидкой фазы суспензии пентландита показал иное изменение физико-химических характеристик, а именно, снижение ЕЬ (на 7 % при 103 имп) и повышение рН (на 11 %) водной фазы минеральной суспензии по сравнению с контрольной пробой. Для режима обработки 103 имп установлен максимум количества элементной серы (0,12 мг/г), смытой гекса-ном с поверхности пентландита. Увеличение количества серы (в 3 раза) связано, по-видимому, с окислением сульфидной поверхности и переходом серы из сульфидной в элементную.

Влияние МЭМИ на электрохимические свойства пирротина и пентландита

Получены экспериментальные данные о влиянии МЭМИ на электрохимические свойства (электродный потенциал) пирротина и пентландита (рис. 4), согласно которым электродный потенциал пирротина при обработке 103имп сдвигается в сторону более отрицательных значений (рис. 4а). Максимальная разница значений электродного потенциала до и после обработки (Афтах) равна 73 мВ и достигается в щелочной среде при рН 10.Электродный потенциал пентландита при обработке 103 имп сдвигается в сторону более положительных значений при рН 5,5+8,7 (рис. 46). В диапазоне значений рН от 8,7 до 11 потенциал поверхности обработанного МЭМИ пентландита незначительно снижается (на 10 мВ).

Поскольку электродный потенциал поверхности минерала в значительной степени определяет энергетическое состояние поверхности, а значит и ее сорб-ционные свойства, было изучено влияние МЭМИ на сорбцию бутилового ксантогената калия (БКс) на поверхности исследуемых минералов.

рН

а) б)

Рис. 4 - Влияние МЭМИ на электродный потенциал пирротина (а) и пент-ландита (б); белые точки - обработка МЭМИ; черные - без обработки

Влияние МЭМИ-обработки на сорбцию БКс

Минимальная сорбция БКс (снижение на 17 %) на поверхности пирротина обнаружена при режиме воздействия 103 имп (рис. 5а), что согласуется с данными по влиянию обработки МЭМИ на его электродный потенциал: резкий сдвиг электрохимического потенциала пирротина в область более отрицательных значений (рис. 4а) приводит к снижению сорбции анионного собирателя на минерале. Максимум сорбции БКс на пентландите обнаружен при режиме воздействия 103 имп (рис. 56).

I 0 4 /\-

а ' V-*-

0,3 ^^

С о 2

2000 4000 6000 8000 10000 N. имп

а)

б)

Рис. 5 - Влияние МЭМИ-обработки на сорбцию БКс на пирротине (а) и

пентландите(б)

Таким образом, в процессе электромагнитного импульсного воздействия (всего 103имп) электродный потенциал пирротина вследствие образования оксидов (гидроксидов) и сульфатов железа сдвигается в отрицательную сторону, что обеспечивает снижение сорбции ксантогената и, как следствие, уменьшение флотационного извлечение минерала, тогда как электродный потенциал

пентландита приобретает более положительные значения за счет дополнительного образования элементной серы, что вызывает увеличение сорбции ксанто-гената и, как следствие, повышение извлечения сульфида никеля.

РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Мономинеральная флотация пирротина и пентландита

Флотируемость пирротина в присутствии БКс изменяется нелинейно при увеличении числа импульсов. В области малой интенсивности импульсного воздействия характерно небольшое снижение флотируемости минерала (рис. ба). Наибольшая депрессия пирротина наблюдалась при обработке 103 имп; далее с увеличением числа импульсов флотируемость пирротина увеличивается, по-видимому, вследствие роста количества элементарной серы на поверхности.

Для пентландита максимальный выход минерала в пенный продукт флотации достигался при режиме импульсной обработки 103 имп (рис. ба) вследствие роста количества элементной серы на поверхности и повышения электродного потенциала сульфида.

Предварительная электроимпульсная обработка проб пирротина и пентландита и введение при флотации диметилдитиокарбамата натрия (рис. 66) приводит к повышению селективности флотационного разделения данных минералов (Де = 35 % без обработки МЭМИ, Де = 55 % при обработке 103 имп).

2000 4000 6000 8000 10000

N. имп

4000 6000 N имп.

а) б)

Рис. 6 - Влияние воздействия МЭМИ на флотируемость пентландита и пирротина при рН 10,5 в присутствии БКс (а) и его сочетания с ДМДК (б)

Анализ всех экспериментальных данных позволил впервые экспериментально установить эффект последовательного окисления поверхности пирротина с образованием оксидов (гидроксидов) и сульфатов двух- и трехвалентного железа при электромагнитном импульсном воздействии, тогда как на пент-ландите наблюдается образование элементной серы, что обеспечивает контра-

стность электрохимических, сорбционных и флотационных свойств минералов.

Влияние МЭМИ на технологические показатели флотации сульфидной медно-никелевой руды

Для исследования влияния МЭМИ на технологические показатели флотации богатой сульфидной медно-никелевой руды были выбраны режимы электроимпульсной обработки 0,5-103 и 103 импульсов, при которых в экспериментах по мономинеральной флотации максимально проявлялся эффект разделения пирротина и пентландита. Также для сравнения были поставлены флотационные опыты по реагентному режиму, приближенному к фабричному, но без электроимпульсной обработки хвостов медной флотации (базовый опыт).

На рисунке 7 представлены технологическая схема исследований и реа-гентный режим флотации богатой медно-никелевой руды Талнахского месторождения, проведенных в лабораторных условиях УРАН ИПКОН РАН.

Проба богатой медно-никелевой руды (300 г)

^-^.Измельчение до 70 % кл. -0,04 мм

^т^_______ Бутиловый аэрофлот 10 г/г

Аэрация

Сосновое масло 4 г/т

Медная флотация

Медный концентрат

Хвосты медной флотации Филь¥роваиие

Хвосты медной флотации ('А часть) Обработка МЭМИ

ДП-4 20 г/т

ДМДК 100 г/г

Ксантогенат 10 г/т

,„ Сосновое масло 2 г/г

Коллективная никель-

Коллективный никель-пирротиновый концентрат

пирротиновая флотация

I I

Хвосты

Рис. 7 - Схема проведения исследования влияния МЭМИ на флотацию богатой

медно-никелевой руды

Как видно из полученных результатов (таблица 2), электромагнитная импульсная обработка хвостов медной флотации богатой медно-никелевой руды приводит к увеличению извлечения никеля в никель-пирротиновый концентрат

(на 2,1-3,3%) при улучшении его качества по никелю (на 0,26-0,39%) по сравнению с базовым опытом (без обработки МЭМИ).

Таблица 2 - Технологические показатели флотации богатой медно-никелевой руды до и после обработки МЭМИ

Наименование продукта Выход, % Содержание, % Извлечение, %

№ Си № Си

Си концентрат 42,72 1,79 12,93 26,16 87,72

Без МЭМИ-обработки

Никель-пирротиновый концентрат 41,1 6,81 2,27 75,40 69,40

Хвосты 58,9 1,55 0,70 24,60 30,60

Исходное питание 100 3,70 1,34 100 100

0,5'103 имп

Никель-пирротиновый концентрат 40,57 7,20 2,28 77,48 68,04

Хвосты 59,43 1,45 0,70 22,52 31,96

Исходное питание 100 3,70 1,32 100 100

103 имп

Никель-пирротиновый концентрат 41,17 7,07 2,34 78,69 72,55

Хвосты 58,83 1,34 0,62 21,31 27,45

Исходное питание 100 3,70 1,33 100 100

Также была установлена возможность улучшения показателей флотационного обогащения смеси вкрапленных и медистых медно-никелевых руд НПР после воздействия МЭМИ. В результате импульсной обработки материала повышается извлечение ценных компонентов (меди и никеля) при флотации на 1,7-4,1 % при одновременном улучшении качественных показателей, что связано с селективным раскрытием минеральных сростков и физико-химическими изменениями поверхности сульфидов.

Таким образом, в результате проведенных исследований на примере богатой сульфидной медно-никелевой руды и смеси вкрапленных и медистых мед-но-никелевых руд Норильского промышленного района продемонстрирована возможность применения предварительной электромагнитной импульсной обработки минерального сырья для повышения эффективности флотационного разделения пирротина и пентландита, а также извлечения меди и никеля в соответствующие концентраты с улучшением их качества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В диссертации на основании выполненных автором экспериментальных исследований решена актуальная научная задача обоснования механизма изменения физико-химических свойств и фазового состава поверхности пирротина и пентландита при воздействии мощных электромагнитных импульсов, что позволило обосновать оптимальные режимы обработки, обеспечивающие флотационное разделение сульфидов, имеющее важное значение при обогащении медно-никелевых руд.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. На основе комплекса современных физических и физико-химических методов исследования поверхности сульфидных минералов при воздействии мощных электромагнитных импульсов впервые выявлена связь химического состава поверхностных новообразований с электрохимическими, сорбционны-ми и флотационными свойствами пирротина и пентландита.

2. Экспериментально установлено (ИК-Фурье спектроскопия, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, химический анализ жидкой фазы) последовательное окисление поверхности пирротина с образованием оксидов (гидроксидов) и сульфатов двух- и трехвалентного железа при электромагнитном импульсном воздействии, тогда как на пентландите наблюдается образование элементной серы, что обеспечивает контрастность электрохимических, сорбционных и флотационных свойств минералов.

3. Электроимпульсная обработка приводит к разнонаправленному изменению электрохимических свойств пирротина и пентландита: увеличению отрицательного значения электродного потенциала пирротина и росту положительного значения электродного потенциала пентландита, что способствует повышению контрастности флотационных свойств минералов. Сдвиг электродного потенциала пентландита в область более положительных значений способствует адсорбции анионного собирателя (ксантогената) и гидрофобизации поверхности минерала. Переход электродного потенциала пирротина в область отрицательных значений после предварительного воздействия 103 импульсов препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость минерала.

4. С использованием метода диодно-лазерной спектроскопии установлено, что в результате воздействия МЭМИ происходит более интенсивное поглощение молекул воды пирротином вследствие образования каналов пробоя, микродефектов поверхности и наноразмерных пленок сульфатов железа по сравнению с пентландитом, на котором обнаружено помимо оксидов (гидроксидов) железа и никеля образование элементной серы.

5. Для мономинеральной флотации пирротина и пентландита установлен и экспериментально обоснован оптимальный режим предварительной электромагнитной импульсной обработки (103 импульсов) минералов, при котором существенно (на 20 %) повышается контрастность их флотационных свойств.

6. Разработаны технологические режимы и параметры обработки медно-никелевых руд Норильского промышленного района МЭМИ, повышающие эффективность флотационного разделения пирротина и пентландита, извлечение меди и никеля в соответствующие концентраты с улучшением их качества:

- предварительная МЭМИ-обработка хвостов медной флотации богатой медно-никелевой руды Талнахского месторождения обеспечивает прирост извлечения никеля на 2,1 - 3,3 % при увеличении качественных показателей флотации;

- в результате электромагнитной импульсной обработки смеси вкрапленных и медистых руд НПР повышается извлечение ценных компонентов (меди и никеля) при флотации на 1,7-4,1 % при одновременном улучшении качественных показателей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Чантурия В.А., Иванова Т. А., Хабарова И. А., Рязанцева М. В. Влияние озона при воздействии наносекундными электромагнитными импульсами на физико-химические и флотационные свойства поверхности пирротина // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2007. - № 1. - С. 91 -99.

2. Иванова Т.А., Бунин И.Ж., Хабарова И.А. Химическое модифицирование поверхности сульфидов при воздействии мощными электромагнитными импульсами // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ, «Горная книга». -2008,-№5. -С. 342-350.

3. Бунин И.Ж., Хабарова И.А., Недосекина Т.В., Гетман В.В. О способах повышения эффективности обогащения вкрапленных медно-никелевых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ, «Горная книга». - 2009. - № 13. -Отдельный выпуск. Обогащение руд. - С. 42-53.

4. Иванова Т.А., Бунин И.Ж., Хабарова И.А. Об особенностях процесса окисления сульфидных минералов при воздействии наносекундных электромагнитных импульсов // Известия РАН. Серия. «Физическая». - 2008. - Т. 72. - № 10. - С. 1403-1406.

5. Чантурия В.А., Артемов В.Г., Бунин И.Ж., Волков A.A., Миненко В.Г., Травкин В.Д., Хабарова И.А. Аномальная диффузия молекул воды в дисперсных минеральных средах II Известия РАН. Серия. «Физическая». - 2011. - Т. 75. - № 5. - С. 696-699.

6. Хабарова И.А. Экспериментальное изучение структурно-химических изменений поверхности платиносодержащих сульфидов и их технологических свойств при использовании энергетических воздействий // Перспективные материалы. - 2007. - Спец. вып. (ноябрь).-С. 290-293.

7. Хабарова И.А. Электроимпульсный метод повышения эффективности обогащения вкрапленных медно-никелевых руд // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып. (ноябрь).-С. 613-616.

Тезисы и статьи в материалах научных конференций:

8. Чантурия В.А., Иванова Т.А., Хабарова И.А., Рязанцева М.В. О химических превращениях на поверхности пирротина при импульсном вскрытии продуктов, содержащих благородные металлы // Материалы международного совещания «Прогрессивные методы обогащения и технологии глубокой переработки руд цветных, редких и платиновых металлов», Плаксинские чтения 2006. - Красноярск: Изд-во ГОУ ВПО «ГУЦ-МиЗ», ИХХТ СО РАН. - 2006. - С. 183-186.

9. Хабарова И.А. Влияние мощных наносекундных электромагнитных импульсов (МЭМИ) на состав поверхности частиц пирротина // Материалы III международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых»: - М.: ИПКОН РАН. - 2006. - С. 180-184.

10. Хабарова И.А., Рязанцева М.В. Влияние мощных электромагнитных импульсов на химический состав и технологические свойства сульфидных минералов // Материалы международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», INTERMATIC 2006. - М.: МИРЭА. - 2006. - Ч. 1. -С. 219-222.

11. Хабарова И.А. Влияние мощных электромагнитных импульсов на физико-химические и флотационные свойства пирротина // Тезисы VII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке». - Томск: Изд-во ТПУ. - 2006. - С. 53-54.

12. Chanturiya V.A., Bunin I.Zh., Ivanova T.A., Khabarova I. A. Effect of high-power nanosecond electromagnetic pulses on disintegration process and physics-chemical properties of sulphide minerals and noble metal-containing beneficiation products // Proceedings of the XII Balkan Mineral Processing Congress 2007. - Delphi, Greece. - 2007. - PP. 75-80.

13. Бунин И.Ж., Иванова Т.А., Хабарова И.А. Направленное изменение физико-химических свойств сульфидных минералов мощными наносекундными электромагнитными импульсами // Материалы международного совещания «Современные методы комплексной переработки руд и нетрадиционного минерального сырья», Плаксинские чтения 2007. - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2007. - Часть 2 - С. 257-261.

14. Иванова Т.А., Бунин И.Ж., Хабарова И. А. Об использовании реагентов комплек-сообразователей для усиления контрастности флотационных свойств сульфидных минералов после энергетических воздействий // Труды VI конгресса обогатителей стран СНГ. - М.: Альтекс, 2007. - Т. 2. - С. 170-171.

15. Степанова В.В., Хабарова И.А. Научные основы повышения эффективности обогащения медно-никелевых платиносодержащих руд // Труды VI конгресса обогатителей стран СНГ. - М.: Альтекс, 2007. - Т. 2. - С. 162-164.

16. Степанова В.В. Хабарова И.А. Современные методы повышения эффективности обогащения медно-никелевых платиносодержащих руд // Сборник докладов VI международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». - М: УРАН ИПКОН РАН. - 2007. - С. 38-42.

17. Хабарова И.А. Модификация поверхности пирротина мощными наносекундными электромагнитными импульсами // Тезисы VIII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке». Томск: Изд-во ТПУ. - 2007. - С. 91-92.

18. Хабарова И.А. Структурно-химические изменения поверхности сульфидных минералов при нетепловом воздействии наносекундных электромагнитных импульсов // Материалы XI Московской международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука». Секция «Перспективные наукоемкие технологии», направление «Техническая физика и энергетика» - МИФИ. - октябрь-декабрь 2007 г. - М.: ЦНИТ МИФИ. - 2007. - Д 706.

19. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Хабарова И.А. Использование мощных наносекундных электромагнитных импульсов в процессах дезинтеграции тонкодисперсных минеральных комплексов благородных металлов // Сборник аннотаций докладов конференции по физике конденсированного состояния, сверхпроводимости и материаловедению. - Российский научный центр «Курчатовский институт», 26-30 ноября, 2007. - М.: РНЦ «Курчатовский институт». - 2007. - С. 186.

20. Bunin I.Zh., Khabarova I.A. Effect of High-Power Nanosecond Electromagnetic Pulses on Physical-Chemical Properties of Precious Metals Containing Sulphide Minerals // Proceedings of the XII Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava, Czech Republic, 2008. - Ostrava: VSB - Technical University of Ostrava, 2008. - Part I. - PP. 29-33.

21. Khabarova I. A., Stepanova V.V. Advanced technologies for high efficiency of copper-nickel PGM-containing ore processing // Proceeding: XXIV International Mineral Processing Congress, Beijing, China, 2008. - Beijing: Science Press. - 2008. - Vol. 2. - PP. 1671-1678.

22. Хабарова И.А. Поверхностные изменения сульфидных минералов при воздействии наносекундными электромагнитными импульсами. // Материалы научно-технической конференции «Молодые - наукам о земле». - М.: РГГРУ. - 2008. - С. 167.

23. Хабарова И.А. Направленное изменение физико-химических свойств поверхности сульфидных минералов и получение геоматериалов высокого качества // Труды XV международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов - 2008». - М.: МГУ, СП Мысль. - 2008. - С. 103.

24. Рязанцева М.В., Хабарова И.А. Нанообразования на поверхности сульфидов в процессе энергетических воздействий на минеральные суспензии // Труды международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, проходящего в рамках Международного форума по нанотехнологиям «Rusnanotech 2008», 3-5 декабря, 2008, Москва, ЦБК «Экспоцентр». - М.: Роснано. - 2008. - С. 389-391.

25. Bunin I.Zh., Khabarova I.A. Effect of High-Power Electromagnetic Pulses on Technological Properties of Disseminated Copper-Nickel Ore // Proceedings of the XIII Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava, Czech Republic, 2009. - Ostrava: VSB -Technical University of Ostrava. - 2009. - Part I. - PP. 193-198.

26. Хабарова И.А. Микро- и нанообразования на поверхности сульфидных минералов медно-никелевых руд в процессе нетеплового воздействия наносекундными электромагнитными импульсами // Труды XVI международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов - 2009», секция «Геология», подсекция «Геохимия». - М.: МГУ, СП Мысль. - 2009. - С. 2-3.

27. Хабарова И.А. Влияние мощных наносекундных электромагнитных импульсов на технологические свойства медно-никелевых руд // Сборник тезисов докладов участников международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, проходящего в рамках международного форума по нанотехнологиям «Rusnanotech 2009», секция «Химические технологии наноматериалов». - Москва, Экспоцентр, 2009. - М: Роснано. - 2009.

28. Хабарова И.А. Структурно-химические преобразования поверхности пентландита и пирротина при воздействии наносекундных электромагнитных импульсов // Материалы международного молодежного научного форума «Ломоносов-2010», МГУ им. М.В.Ломоносова, секция Геология, подсекция Минералогия, 12-15 апреля 2010. -М.: МАКС Пресс, 2010.

29. Бунин И.Ж., Хабарова И.А., Копорулина Е.В. Влияние мощных наносекундных импульсов на сорбционные и флотационные свойства пирротина и пентландита // Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности: Материалы XIV Всероссийского симпозиума с участием иностранных ученых. - Москва -Клязьма, 26-30 апреля 2010. - М.: УРАН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН. - 2010. - С. 186.

30. Bunin I.Zh., Khabarova I.A. Structural and Chemical Transformations of Pentlandite and Pyrrhotite under High-Power Nanosecond Pulses // Proceedings of the XIV Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava, Czech Republic, 2010. - Ostrava: VSB -Technical University of Ostrava, 2010. - Part II. - PP. 221-227.

31. Бунин И.Ж., Ковалев A.T., Копорулина E.B., Хабарова И.А. О механизмах структурно-химических преобразований поверхности сульфидных минералов в процессах электроимпульсной дезинтеграции тонкодисперсных минеральных комплексов // Физика низкоразмерных систем и поверхностей (Low Dimensional System): Труды II международного междисциплинарного симпозиума «LDS-2». - Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ АПСН. - 2010. - С. 39-43.

32. Бунин И.Ж., Хабарова И.А., Копорулина Е.В. О механизмах диссипации энергии импульсного электромагнитного излучения и структурно-химических преобразований поверхности сульфидных минералов // Научные основы и современные процессы комп-

лексной переработки труднообогатимого минерального сырья. Материалы международного совещания «Плаксинские чтения - 2010», Казань. - С. 64-68.

33. Хабарова И.А. Повышение эффективности флотационного разделения пирротина и пентландита и механизм воздействия высоковольтных наносекундных импульсов на структурно-химические свойства поверхности сульфидов железа и никеля И Сборник материалов VII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов». - М.: ИМЕТ им.А.А.Байкова РАН, 2010. - С.439-441.

34. Хабарова И.А. Повышение эффективности флотационного разделения пирротина и пентландита на основе использования воздействия наносекундных электромагнитных импульсов при обогащении медно-никелевых руд // 7 Международная научная школа молодых ученых и специалистов. 15-19 ноября 2010г. - М.: УРАН ИПКОН РАН. - С. 424-427.

35. Bunin I.Zh., Chanturiya V.A., Kovalev A.T., Khabarova I.A., Koporulina E.B. Application of High-Power Nanosecond Pulses to Flotation Separation of Sulfide Minerals // EPD Congress 2011 : Proceedings of Sessions and Symposia sponsored by the Extraction and Processing Division (EPD) of The Minerals, Metals and Materials Society (TMS): Held during the TMS Annual Meeting and Exhibition, San Diego, California, USA. - 2011. - TMS: John Wiley & Sons, Inc., Publication. - Mineral Processing and Analisis. - PP. 47-54.

36. Хабарова И.А., Бунин И.Ж. Интенсификация процесса флотационного разделения пирротина и пентландита на основе использования воздействия наносекундных электромагнитных импульсов // Труды VIII Конгресса обогатителей стран СНГ. - М.: МИ-СиС, 2011.-T. И.-С. 155-159.

37. Хабарова И.А. Повышение эффективности обогащения сульфидных медно-никелевых руд // Материалы международного молодежного научного форума «Ломоно-сов-2011». - Отв. ред. А.И. Андреев и др. [Электронный ресурс]. - М.: МАКС Пресс, 2011. - МГУ им. М.В. Ломоносов. - Секция «Геология». - DVD-ROM. - ISBN 978-5317-03634-8.

38. Бунин И.Ж., Хабарова И.А. Экспериментальное изучение эффекта влияния наносекундных электромагнитных импульсов на физико-химические и технологические свойства сульфидных минералов // Тезисы докладов ежегодного Семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ЕСЭМПГ-2011). - М.: ОНТИ ГЕОХИ РАН. - С. 12-13.

39. Хабарова И.А., Бунин И.Ж., Недосекина Т.В. О перспективах применения высоковольтных наносекундных импульсных воздействий в процессах флотационного разделения сульфидных минералов // Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения 2011): Материалы международного совещания, Верхняя Пышма, 1924 сентября 2011 г. - М.: УРАН ИПКОН РАН, 2011. - (в печати).

Лицензия JIP № 21037 Подписано в печать с оригинал-макета 02.062011 г. Формат 60x84 1/16. Бумага «Future multitech». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 187.

Издание УРАН ИПКОН РАН

111020 г. Москва, Крюковский тупик, 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Хабарова, Ирина Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.;.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ПИРРОТИНА И ПЕНТЛАНДИТА ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ

1.1. Актуальность и современное состояние проблемы селекции пирротина и пентландита при обогащении сульфидных медно-никелевых руд.

1.2. Методы повышения флотационной селективности разделения пирротина и пентландита.

1.3. Энергетические методы модифицирования поверхности минералов и интенсификации флотационных процессов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия"

Для России месторождения медно-никелевых руд представляют стратегический интерес, поскольку в них сконцентрировано 35,8 % мировых запасов никеля, 14,5 % - меди, 14,5 % - кобальта и 40,2 % запасов металлов платиновой группы. Объем добычи никельсодержащих руд в России составляет 25 % от мирового. Основные запасы этих руд сосредоточены в Норильском промышленном районе (Валетов и др., 2000; Резник и др., 2000).

Традиционные методы улучшения качественно-количественных показателей обогащения сульфидных медно-никелевых руд, которые, в основном, направлены на совершенствование схем обогащения и процессов измельчения, сочетание гравитационных и флотационных операций, поиск новых флотационных реагентов, эффективно разрабатываются в ГНЦ РФ «Институт <<ГИНЦВЕТМЕТ>>, ЗАО «Механобр инжиниринг» и ОАО «ГМК «Норильский никель». Однако большинство известных на данный момент методов селекции пирротина и пентландита не позволяют в полной мере достичь их максимального разделения. В связи с этим, проблема разработки новых процессов и методов, обеспечивающих повышение извлечения и качества никелевого концентрата, является весьма актуальной.

В последние годы в России и за рубежом проводятся исследования по разработке нетрадиционных методов дезинтеграции минерального сырья и повышения контрастности технологических свойств минералов на основе использования энергетических воздействий, а именно, электрохимической, электроимпульсной, СВЧ-, магнитно-импульсной обработки, воздействия потоком ускоренных электронов, мощными наносекундными электромагнитными импульсами. Вопросам применения энергетических воздействий на геоматериалы с целью интенсификации процессов переработки минерального сырья посвящены труды видных отечественных и зарубежных ученых: И.Н. Плаксина, Р.Ш. Шафеева, В.А. Чантурия, Ю.В. Гуляева, Г.Р. Бочкарева, В.А. Черепенина, В.А. Вдовина, И.Ж. Бунина, В.Д. Лунина, Г.В. Седельниковой, В.П. Якушкина, А.Т. Ковалева, В.Е. Вигдергауза, В.И. Ростовцева, Ю.П. Вейгельта, С.А. Гончарова, П.П. Ананьева, В.И. Куреца, Ю.А. Гуськова, К.Е. Haque, S. Kingman, N.A. Rowson, С. Sahyoun и других.

Метод воздействия на геоматериалы мощными наносекундными электромагнитными импульсами (МЭМИ), теоретически и экспериментально обоснованный и разработанный в УРАН ИПКОН РАН, УРАН ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, ФГУП «ЦНИГРИ» и ООО «ИЦИТ», выгодно отличается от других нетрадиционных методов дезинтеграции минеральных комплексов сравнительно малыми энергозатратами, экологической безопасностью и высокой эффективностью.

Теоретические основы воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на процессы дезинтеграции и вскрытия тонкодисперсных минеральных комплексов и извлечения благородных металлов из руд изложены в диссертационной работе на соискание ученой степени доктора технических наук И.Ж. Бунина. В ИПКОН РАН было экспериментально показано, что обработка тонкодисперсного минерального сырья МЭМИ вызывает как селективное раскрытие сростков, так и модифицирование структуры поверхности, изменение химического и фазового состава приповерхностного слоя сульфидов (В.А. Чантурия и др., 2005, 2008; М.В. Рязанцева, 2009). Однако для обоснования перспектив применения этого способа обработки для флотационного разделения пирротина и пентландита необходимо было проведение специальных исследований по изучению влияния электромагнитного импульсного воздействия на химический и фазовый состав поверхности, обеспечивающий повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств сульфидных минералов и, как следствие, увеличение извлечения и качества концентратов.

Цель диссертационной работы — установление основных закономерностей изменения фазового состава и физико-химических свойств поверхности пирротина и пентландита от параметров электромагнитной импульсной обработки и обоснование на их основе оптимальных режимов флотационного разделения сульфидов.

Идея работы — возможность эффективного использования воздействия МЭМИ для направленного изменения химического и фазового состава поверхности, повышения контрастности флотационных свойств пирротина и пентландита.

Методы исследований. Для осуществления поставленной в работе цели использован комплекс современных экспериментальных методов исследования, таких как:

- аналитическая электронная микроскопия для определения размера, морфологии, элементного состава новых фаз на минеральных поверхностях пирротина и пентландита;

- сканирующая зондовая микроскопия для получения истинного трёхмерного изображения поверхности (топографии) с высоким разрешением;

- экстракционно-фотометрический метод для определения количества элементной серы на поверхности минералов; колориметрический метод для определения концентрации трехвалентного железа в фильтрате водной фазы суспензии пирротина;

- инфракрасная Фурье-спектроскопия для изучения новых фаз на поверхности пирротина и пентландита;

- метод ультрафиолетовой спектрофотометрии при исследовании сорбции флотореагентов и снятии их спектров поглощения;

- измерение электродных потенциалов пирротина и пентландита для изучения влияния МЭМИ-обработки на электрохимические свойства минералов;

- метод газовой релаксометрии, сочетающий метод объемного анализа и диодно-лазерный способ мониторинга концентрации сорбируемого водяного пара на тонкодисперсных минеральных частицах;

- флотационные эксперименты;

- минералогический и химический методы анализа для определения содержания металлов и, минералов в исходных и конечных продуктах;

- методы математической статистики для обработки результатов исследований, а также ряд других стандартных методик.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. Электромагнитная импульсная обработка приводит к следующим разнонаправленным изменениям. электрохимических свойств пирротина и пентландита:

- увеличению отрицательного значения электродного потенциала пирротина; росту положительного значения электродного потенциала пентландита, что способствует повышению контрастности флотационных свойств минералов.

Переход электродного потенциала пирротина в область отрицательных значений в результате предварительного импульсного воздействия о

10 импульсов) препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость минерала.

Научная новизна работы:

1. На основе комплекса современных физико-химических методов исследования поверхности пирротина и пентландита при воздействии мощных электромагнитных импульсов впервые выявлена связь химического состава поверхностных новообразований с электрохимическими, сорбционными и флотационными свойствами сульфидов.

2. Экспериментально установлено (ИК-Фурье спектроскопия, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, химический анализ жидкой фазы минеральной суспензии) последовательное окисление пирротина с образованием оксидов (гидроксидов) и сульфатов двух- и трехвалентного железа при электроимпульсном воздействии, тогда как на пентландите наблюдается образование элементной серы, что обеспечивает контрастность электрохимических, сорбционных и флотационных свойств минералов.

3. Впервые методом диодно-лазерной спектроскопии установлено, что в результате воздействия МЭМИ происходит более интенсивное поглощение молекул водяного пара пирротином вследствие образования каналов пробоя, микродефектов поверхности и наноразмерных пленок сульфатов железа по сравнению с пентландитом, на котором обнаружено помимо оксидов (гидроксидов) железа и никеля образование элементной серы. о

4. В процессе электромагнитного импульсного воздействия (10 имп) электродный потенциал пирротина вследствие образования оксидов (гидроксидов) и сульфатов железа сдвигается в отрицательную сторону, что обеспечивает снижение сорбции ксантогената и, как следствие, уменьшение флотационного извлечения минерала, тогда как электродный потенциал пентландита приобретает более положительные значения за счет дополнительного образования элементной серы, что вызывает увеличение сорбции ксантогената и, как следствие, повышение извлечения сульфида при флотации.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается использованием комплекса современных физико-химических методов исследований, непротиворечивостью полученных результатов и выводов; способностью прогнозирования эффективности наносекундного импульсного воздействия на труднообогатимое минеральное сырье с целью повышения контрастности физико-химических свойств поверхности сульфидов в процессе их флотационного разделения; применением методов математической статистики для обработки полученных экспериментальных данных.

Личный вклад автора заключается в проведении аналитического обзора научно-технической информации о методах разделения пирротина и пентландита при обогащении сульфидных медно-никелевых руд, выполнении экспериментальных исследований по влиянию МЭМИ на физико-химические, электрохимические, сорбционные и флотационные свойства поверхности пирротина и пентландита, в проведении флотации на рудном сырье, анализе и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на VII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2006г); Международном совещании «Прогрессивные методы обогащения и технологии глубокой переработки руд цветных, редких и платиновых металлов (Плаксинские чтения 2006)» (Красноярск, 2006г); 3-й, 4-й и 7-й Международных научных школах молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (УРАН ИПКОН РАН, Москва, 2006, 2007, 201 Orr); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения INTERMATIC - 2006» (Москва, 2006г); VI и VIII Конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2007, 2011гг); Международном совещании «Современные методы комплексной переработки руд и нетрадиционного минерального сырья (Плаксинские чтения — 2007)» , (Апатиты, 2007г); научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2007, 2008гг); IV, V и VII Российских ежегодных конференциях молодых научных сотрудников и аспирантов (Москва, ИМЕТ РАН, 2007, 2008, 201 Orr); XII Балканском конгрессе по обогащению полезных ископаемых (Греция, 2007г); научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодые - наукам о Земле" (Москва, РГГРУ, 2008г);

Международных конференциях молодых ученых и аспирантов «Ломоносов», (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008 - 201 Irr); XXIV Международном конгрессе по обогащению полезных ископаемых (Китай, Пекин, 2008г); Международных форумах по нанотехнологиям «РОСНАНОТЕХ», (Москва, 2008, 2009гг); XIV Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности» (Москва -Клязьма, 20 Юг); XIII Международной конференции по обогащению полезных ископаемых и экологии (Чехия, 20 Юг); Международном совещании «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья (Плаксинские чтения — 2010)» (Казань, 20 Юг).

Результаты работы 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 развития малого предпринимательства в научно-технической сфере.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы:

- в рекомендованных ВАК РФ изданиях - 7,

- в прочих печатных изданиях - 32,

- всего научных работ — 39.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка использованной литературы из 124 наименований и содержит 107 страниц машинописного текста, 32 рисунка и 9 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Хабарова, Ирина Анатольевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. На основе комплекса современных физических и физико-химических методов исследования поверхности сульфидных минералов при воздействии мощных электромагнитных импульсов впервые выявлена связь химического состава поверхностных новообразований с электрохимическими, сорбционными и флотационными свойствами пирротина и пентландита.

3. Электроимпульсная обработка приводит к разнонаправленному изменению электрохимических свойств пирротина и пентландита: увеличению отрицательного значения электродного потенциала пирротина и росту положительного значения электродного потенциала пентландита, что способствует повышению контрастности флотационных свойств минералов. Сдвиг электродного потенциала пентландита в область более положительных значений способствует адсорбции анионного собирателя (ксантогената) и гидрофобизации поверхности минерала. Переход электродного потенциала пирротина в область отрицательных значений после предварительного о воздействия 10 импульсов препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость минерала.

4. С использованием . метода диодно-лазерной спектроскопии установлено, что в результате воздействия МЭМИ происходит более интенсивное поглощение молекул воды пирротином вследствие образования каналов пробоя, микродефектов поверхности и наноразмерных пленок сульфатов железа по сравнению с пентландитом, на котором обнаружено помимо оксидов (гидроксидов) железа и никеля образование элементной серы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Хабарова, Ирина Анатольевна, Москва

1. Абрамов; A.A. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых: Учебник для. вузов. В 3 т. — М.: Изд. МГТУ, 2004. Т.П. Технология обогащения полезных ископаемых. - 510с.

2. Абрамов A.A. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов: Учебное пособие для вузов. В 2 кн. — М.: Изд. МГГУ, 2005. -Кн.2. Pb, Pb-Cu, Zn^ Pb-Zn, Pb-Cu-Zn, Cu-Ni, Co-, 'Bi-, Sb-, Hg-содержащие РУДЫ.-470c. ;

3. Абрамов A.A., Леонов С.Б. Обогащение руд цветных металлов; М.: Недра, 1991.-407 с.

4. Авдохин В.М., Абрамов A.A. Окисление сульфидных минералов в процессах обогащения. М.: Недра, 1989. - 230 с.

5. Алексеева Л.И., Кайтмазов Н.Г., Баскаев П.М. и др. Развитие технологии обогащения вкрапленных и медистых руд // Записки Горного института. СПб. - 2005. - Т. 165. - С. 16-35.

6. Алексеева Л.И., Кайтмазов Н.Г., Салайкин ТО.А. и др. Вкрапленные руды Норильска новый подход к технологии обогащения // Цветные металлы. - 2007. - № 7. - 26-31.

7. Артемов B.F. Спектроскопия молекул воды при диффузии в пористой среде// Автореферат дисс. .канд. физ.-матем. наук.-Москва, 2010. -27 с.

8. Белкин B.C. Бухарин В.А., Дубровин В.К. и др. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение/ под ред. В.В. Крымкого. -Челябинск: Издатель Татьяна Лурье, 2001. 110 с.

9. Бердоносов C.G. Микроволновая химия // Соросовскийобразовательный журнал. 2001 . -№ 1. - С. 32-38.

10. Бехтле Г.А., Глембоцкий О.В., Десятое A.M., Нед осеки н А.Г., Недосекина Т.В. Повышение эффективности флотации вкрапленных руд // Цветные металлы. 1981 ; - № 1. - С. 85-90.

11. Бочкарев Г.Р., Вейгельт Ю.П., Ростовцев В.И. Совершенствование технологии обогащения руд сложного вещественного состава // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1999. - № 5. — С. 97-102.

12. Бочкарев Г.Р., Вейгельт Ю.П., Ростовцев В.И. Фазовые превращения сульфидных комплексов при радиационно-термической обработке // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2000. -№ 1. - С.94-101.

13. Бочкарев Г.Р., Ростовцев В.И., Вейгельт Ю.П. и др. Перспективы использования энергии ускоренных электронов в процессах первичной переработки руд // Новые процессы в комбинированных схемах обогащения полезных ископаемых. -М.: Наука, 1989 С. 175-183.

14. Бунин И.Ж., Бунина Н.С., Вдовин В.А., Воронов П.С., Гуляев Ю.В., Корженевский A.B., Лунин В.Д., Чантурия В.А., Черепенин В.А.

15. Экспериментальное исследование нетеплового воздействия мощных электромагнитных импульсов на упорное золотосодержащее сырье // Известия АН. Серия «Физическая». 2001. - Т. 65. - № 12. - С. 1788-1792.

16. Бунин И.Ж., Иванова Т.А., Лунин В.Д. Влияние энергетических воздействий на процесс растворения золотосодержащих минералов // Горный информационно-аналитический бюллетень (ГИАБ). 2002. -№ 8. -С. 172-176.

17. Валетов A.B., Бадиев Б.П. и др. Современное состояние минерально-сырьевой базы ОАО «Норильская горная компания» // Цветные металлы. -2000.-№6.-С. 10-14.

18. Вейгельт Ю.П., Ростовцев В.И. Интенсификация процессов обогащения медно-никелевых Норильских руд с использованием энергетических воздействий // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2000. № 6. — С. 85-89.

19. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д., Филимонова A.A. и др.

20. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. М.: Наука, 1981.-234 с.

21. Гетман B.B. Селективная концентрация платиноидов из медно-никелевых руд на основе использования комплексообразующих реагентов и модифицированных термоморфных полимеров // Диссертация . канд. техн. наук. Москва, 2010. - 115 с.

22. Гуськов Ю.А., Зёцер Ю.И., Нус Г.С., Ратников Е.В. Применение сверхвысокочастотного (СВЧ) нагрева при обогащении никелевых руд // Физико-технические проблемы обогащения полезных ископаемых. 1993. -№ 1.-С. 110-117.

23. Иванов В.'А. Основные направления совершенствования и развития технологии обогащения // Цветные металлы. — 1995. — № 6. С. 35-36.

24. Иванова' Т.А., Бунин И.Ж., Хабарова И.А. Химическое модифицирование поверхности сульфидов при воздействии мощными электромагнитными импульсами // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ. - 2008. - № 5. - G.342-350.

25. Капралов И.О., Артёмов В.Г., Макуренков A.M., Тихонов В.И., Волков A.A. Диодно-лазерный спектрометр для измерения Орто/Пара-состава водяного пара // Приборы и техника эксперимента. 2008. - № 6. -С. 123-126.

26. Капралов П^О., Артёмов В.Г., Гусев Г.А., Тихонов В.И., Волков

27. A.A. Кинетика диффузии молекул воды в нанопористом адсорбенте // Известия РАН. Серия «Физическая». 2008. - Т.72. - № 12. - С. .1791.

28. Ковалев. А.Т. Генерация электрических полей в неоднородных минералах при облучении электронным пучком // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 1997. № 3. - С. 92-97.

29. Колтунова Т.Е., Урнышева С.А., Аксенова Г.Я.

30. Усовершенствование схемы и режима в цикле никелевой флотации при обогащении смеси богатых Талнахских руд и медистых руд рудника «Октябрьский» с целью повышения качества никелевого концентрата // Обогащение руд. 2009. - № 1. - С. 20-24.

31. Кортюм Г., Браун В., Герцог Г. Принципы и методика измерения в спектроскопии диффузного отражения // Успехи физических наук. 1965. — Т.85. — № 2. — С.365-380.

32. Кошель Е.А., Крылова Г.С., Седельникова Г.В., Ананьев ПЛ., Соловьев В.И. Повышение' эффективности измельчения золотосодержащего сырья на основе методов энергетического воздействия

33. Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ.- 2004. -№11.- С.229-231.

34. Кулебакин В. Г. Превращения сульфидов при активировании. — Новосибирск: Наука, 1983. 208 с.

35. Куликов Б.Ф., Зуев В.В., Вайншенкер И.А., Митенков Г.А.

36. Минералогический справочник технолога-обогатителя. JL: Недра, 1985.- 264 с.

37. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.И. Физическая химия озона.- М.: Изд-во МГУ, 1998. 480 с.

38. Максимов И.И., Ядрышников А.О., Колтунова Т.Е., Отрожденнова Л.А., Нечай Л.А., Урнышева С.А. Совершенствование технологии обогащения богатых Талнахских руд и медистых руд рудника «Октябрьский» // Обогащение руд. 2007. - № 1. - С. 3-5.

39. Малинский P.A., Нагибин В.Д., Акимова Н.П., Щербаков В.А., Шевалева С.Л. Использование быстрых электронов в качестве активаторов флотации руд цветных металлов // Цветная металлургия. — 1998.-№8.-С. 15-17.

40. Манцевич М.И. Развитие теории и практики флотации никель-пирротинового сырья в комбинированных и традиционных схемах его переработки. // Автореферат дисс. . докт. техн. наук. -М, 1996.

41. Манцевич М.И., Малинский P.A., Херсонский М.И., Лапшина Г.А.

42. Поиск путей повышения качества концентратов при обогащении медно-никелевых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ. - 2008. - № 7. - С. 359-363.

43. Матвеева Т.Н., Громова Н.К. Исследование сорбции меркаптобензотиазола и дитиофосфата на Pt-Cu-Ni минералах в условиях флотации // Физико-технические проблемы обогащения полезных ископаемых. 2007. - № 6. - С. 129-134.

44. Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии. -М.: Металлургия, 1988. 360 с.

45. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера, 2004. - 114 с.

46. Митрофанов С. И. Селективная флотация. М.: Недра, 1967. - 420 с.

47. Острожная Е.Е. Селективное разделение минералов улучшает экологию Норильского промышленного района // Обогащение руд. 2001. -№ 6. - С. 34.

48. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин A.A. и др. Введение в физику поверхности. М.: Наука, 2006. - 490 с.

49. Патент РФ №2176558 / Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы / Бунин И.Ж., Вдовин В.А., Гуляев Ю.В., Корженевский A.B., Лунин В.Д., Чантурия В.А., Черепенин В.А. -Бюллетень ФИПС. 2001. - № 34.

50. Патент РФ № 2108168 / Способ флотации пентландита из полиметаллических пирротинсодержащих материалов / Малиновская И.Н., Острожная Е.Е., Баскаев П.М. и др. Бюллетень ФИПС. - 1998. -(заявл. 14.02.97; опубл. 10.04.1998).

51. Плаксин И.Н., Шафеев Р.Ш., Чантурия В.А. Взаимосвязь энергетического строения кристаллов минералов с их флотационными свойствами // Избранные труды. Обогащение полезных ископаемых. М.: Наука, 1970.- С. 136-147.

52. Плаксин И.Н., Шафеев Р.Ш., Чантурия В.А., Якушкин В.П. Овлиянии ионизирующих излучений на флотационные свойства некоторых минералов // Избранные труды. Обогащение полезных ископаемых. М.: Наука, 1970.-С. 292-300.

53. Прогрессивные технологии комплексной переработки минерального сырья / Под ред. В.А. Чантурия. М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2008. - 283 с.

54. Пул Ч., Оуэне Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2007. - 376 с.

55. Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнеерсон Я.М. Никель: в Зх томах. М.: ООО «Наука и Технология», 2000. - Т. 1.-383 с.

56. Рид С. Дж. Б. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии. М.: Техносфера, 2008. - 232 с.

57. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М.: Стройиздат, 1973.-293 с.

58. Рыбас В.В., Иванов В.А., Волков В.И. Манцевич М.И., Баскаев П.М., Салайкин Ю.А. Разработка эффективной технологии селективной флотации медно-никелевых руд// Цветные металлы. —1995—№ 6.-С. 37-39.

59. Рыбас В.В., Пономарев Г.П., Погосянц Г.Р., Попов Б.В., Геоня Н.И., Манцевич М.И., Щербаков В.А. Промышленное применение азота при флотации руд на Норильской обогатительной фабрике // Цветные металлы. 1990. - № 9. - С. 93-95.

60. Рябикин В.А., Торгашин A.C., Шклярик Г.К., Осипов P.A.

61. Вкрапленные руды Норильских медно-никелевых месторождений -перспективный источник платинометалльного сырья // Цветные металлы. 2007. - № 7. - С. 16-21.

62. Рязанцева М.В. Механизм воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на структурно-химические и флотационные свойства пирита и арсенопирита // Диссертация . канд. техн. наук. -Москва, 2009. 111 с.

63. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 176 с.

64. Седельникова Г.В., Крылова Г.С., Ананьев П.П. Опыт применения магнитно-импульсной технологии для интенсификации процессовизвлечения'золота из руд и концентратов // Руды и металлы. 2005; - № 1. -С. 71-73.

65. Суслов A.A.,. Чижик С.А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор) // Материалы, Технологии, Инструменты — 1997. — Т.2.- № 3. С. 78-89. , ' \ . - ' ' ■■■.'■ .•" ' V

66. Таусон В;Л., Логинов Б;А;, Акимов В.В., Липко С.В. Неавтономные фазы как потенциальные источники некогерентных элементов // Доклады АН. 2006. - Т. 406. - Хо 6. - С. 806-809.

67. Учайкин В.В; Метод дробных производных. — Ульяновск: Артишок, 2008; — 51'2'с. . ; •.'■ . v . : "

68. Храмцова И.11., Яценко A.A., Баскаев ГТ.М и др. Реконструкция Талнахской обогатительной фабрики с внедрением новых эффективных технологий и оборудования // Цветные металлы. 2001. -№ 6. - С. 39-40.

69. Чантурия В.А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России // Физико-технические; проблемы разработки полезных ископаемых. 1999. - № 3. - С. 107-121; Обогащение руд. - 2000. - № 6. -С. 3-8. ■'.•'•.''■

70. Чантурия В.А. Прогрессивные технологии обогащения руд, комплексных месторождений благородных металлов // Геология; рудных месторождений. 2003. - Т. 45. - № 4. - С. 321-328.

71. Чантурия В.А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России // Горный журнал. — 2005. — № 12. — С. 56-64.

72. Чантурия В;А., БунинЖЖ.,.Ковалев А.Т. Механизмы дезинтеграции минеральных сред при воздействии мощных электромагнитных импульсов // Известия РАН. 2004. - Т. 68. - № 5. - С. 629-631.

73. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Иванова Т.А. Влияние мощных электромагнитных импульсов на процесс растворения и физико-химические свойства поверхности сульфидных минералов // Материаловедение. 2005. - № 11. - С. 21-26.

74. Чантурия В.А., Бунин И.Ж., Иванова Т.А., Недосекина Т.А.

75. Исследование влияния высокоимпульсных (pulsed power) воздействий на физико-химические свойства поверхности сульфидных минералов и продуктов обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ. - 2005. - № 8. - С. 313-319.

76. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е. Научные основы и перспективы промышленного использования энергии ускоренных электронов в обогатительных процессах // Горный журнал. 1995. - № 7. - С. 53-57.

77. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. М.: Издательский дом «Руда и Металлы». - 2008. -272 с.

78. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е., Лунин В.Д., Беликов В.В.

79. Высокоэффективные методы рудоподготовки и комплексной переработки полиметаллических руд // Горный вестник. 1997. - № 5. - С. 93-102.

80. Чантурия В.А., Гуляев Ю.В., Лунин В.Д., Бунин И.Ж., Черепенин В.А., Вдовин В.А., Корженевский A.B. Вскрытие упорных золотосодержащих руд при воздействии мощных электромагнитных импульсов // Доклады АН. 1999. - Т.366. - № 5. - С. 680-683.

81. Чантурия В.А., Иванова Т.А., Хабарова И.А., Рязанцева М.В.

82. Влияние озона при воздействии наносекундными электромагнитными импульсами на физико-химические и флотационные свойства поверхности пирротина // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. - № 1. - С. 91-99.

83. Чантурия В.А., Лунин В.Д. Электрохимические методы интенсификации процесса флотации. М: Наука. - 1983. - 144 с.

84. Чантурия В.А., Недосекина Т.В., Манцевич М.И;, Храмцова И;Н.

85. Влияние диметилдитиокарбамата на процесс взаимодействия пирротина с бутиловым ксантогенатом // Цветные металлы-2002 — № 10 — С. 19-21.

86. Чантурия В;А., Недосекина Т.В., Матвеева Т.М; Особенности взаимодействия сульфгидрильных реагентов с сульфидными минералами медно-никелевых руд // Материалы IV Конгресса обогатителей стран СНГ.-2003.-С. 86-88.

87. Чантурия В.А.,; Рязанцева M.BL, Филиппова И;В.,Филиппов Л;0.

88. Наночастицы в процессах разрушения и вскрытия геоматериалов (монография). М: ИПКОН РАН. - 2006. - 216 с. :

89. Чантурия;? В.А., Шафеев Р.Ш. Химия поверхностных явлений при флотации.-М.: Недра, 1977. 191 с.

90. Черепанова ЛШ:,Результаты испытания реагентов-собирателей НТК, Z-200 и АБ-1 при флотации руды Кальмакырского месторождения // Бюл. Цвет.металлургия. 1971.-№ 8. - С. 17-18:

91. Шавшукова С.Ю; Интенсификация химических процессоввоздействием микроволнового. излучения А;втореферат диссканд.,технич. наук. Уфа: УГНТУ, 2003: 24 с.

92. Шафеев Р.Ш., Чантурия В.А., Якушкин В.П. Влияние ионизирующих "излучений на процесс флотации. М. : Наука, 1973. - 5 8 с.

93. Яценко А.А., Алексеева Л.И., Захаров Б.А. и др. Создание новых технологий обогащения на. Норильской обогатительной фабрике // Цветные металлы. 2001. — № 6. - С. 35-38.

94. Agar G.E. Flotation of chalcopyrite,.pentlandite, pyrrhotite ores // Flotation of sulphide minerals 1990. Elsevier, Amsterdam - London - New York -Tokio, 1991.- PP. 1-19.

95. Andres U., Jirestig J., Timoshkin I. Liberation of Minerals by HighVoltage Electrical Pulses // Powder Technology. 1999. - Vol. 104.-№.1.— PP. 37-49.

96. Basilioi C.J;, Marticorena M.A., Kerr A.N., Stratton-Crawley R. Studies of the pyri'hotite depression mechanism with diethylenetriamine // Proceeding of XIX International Mineral Processing Congress: Colorado, USA, 1995. -Vol. 3.-PP: 181-187. ; :

97. Bochkarev G. R:, Chanturiya V. A., Vigdiergauz V. E., Eunin V. D: et al:

98. Prospects of electron accelerators used for realizing effective low-cost technologies of mineral processing // Proceeding of XX International Mineral

99. Processing Congress: 21-26 September 1997, Aachen, Germany, ClausthalZellerfeld, GDMB, 1997.-Vol. l.-PP. 231-243.

100. Bozkurt V., Xu Z., Finch J.A. Pentlandite/pyrrhotite interaction and xanthate adsorption // International Journal of Mineral Processing. 1998. - № 52.-PP. 203-214.

101. Chanturiya V.A. Innovation processes in technologies for the processing of refractory mineral raw materials // Geology of Ore Deposits. 2008. -Vol. 50. - № 6. - PP. 491 -501.

102. Chanturiya V.A., Bunin I.J. Nanosecond Pulsed Power Technologies for Disintegration and Breaking-Up of Fine Disseminated Mineral Complexes // ICNT 2005: Proceeding of The International Congress of Nanotechnology. -San Francisco, USA. 2005. - PP. 1-16.

103. Chanturiya V.A., Bunin I.Zh., Lunin V.D., Gulyaev Yu.V., Bunina N.S.,Vdovin V.A. ,Voronov P.S., Korzhenevskii A.V. and Cherepenin V.A.

104. Use of high-power electromagnetic pulses in processes of disintegration and opening of rebellious gold-containing raw material // Journal of Mining Science. 2001. -№ 37. - PP. 427-437.

105. Farmer V.C. The infrared spectra of mineral. — London: Mineralogical society, 1974.

106. Haque K.E. Microwave energy for mineral treatment processes a brief review // Int. J. Miner. Process. - 1999. - Vol. 57. - PP. 1-24.

107. Henda R., Hermas A., Gedye R., Islam M. R. Microwave enhanced recovery of nickel-copper ore: communition and floatability aspects // Journal of Microwave Power Electromagnetic Energy. — 2005. — Vol. 40. № 1. — PP. 7-16.

108. Kelebek S., Fekete S.O., Wells P.F. Selective depression using sulfur dioxide-DETA reagent combination // Proceedings: XIX International Mineral Processing Congress. 1995. - Vol. 3. - PP. 181-187.

109. Kelebek S.,Wells P.F., Fekete S.O. Selective flotation process for separation of sulphide minerals // US Patent № 5411148. 1995.

110. Kelebek S. and Tukel C. The effect of sodium metabisulfite and triethylenetetramine system on pentlandite-pyrrhotite separation // International Journal of Mineral Processing. 1999. - Vol. 57. - № 2. - PP. 135-152.

111. Kelebek S., Wells P.F., Fekete S.O. Differential flotation of chalcopyrite, pentlandite and pyrrhotite in Ni-Cu sulfide ores // Canadian Metallurgical Quarterly. 1996. - Vol. 35. -№ 4. -PP. 329-336.

112. Kingman S. Recent Developments in Microwave Processing of Minerals // International Materials Reviews. 2006. - Vol. 51. - № 1. - PP. 1-12.

113. Kingman S., Jackson K., Cumbane A., Bradshaw S.M., Rowson N.A., Greenwood R. Recent Developments in Microwave-Assisted Comminution // International Journal of Mineral Processing. 2004. - Vol. 51. - № 1-4. -PP. 71-83.

114. Kingman S., Rowson N.A. Microwave Treatment of Minerals. A Review //Minerals Engineering. - 1998. - Vol. 11.-№ 11.-PP. 1081-1087.

115. SaIsman J.B., Williamson R.L., Tolley K., Rice D.A. Short-Pulse Microwave Treatment of Disseminated Sulfide Ores // Mineral Engineering. — 1996. Vol. 9. -№ 1. - PP. 43-54.

116. Xu Z., Rao S.R., Finch J.A., Kelebek S., Wells P. Role of ¿¡ethylene triamine (DETA) in pentlandite-pyrrhotite separation // Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section C. 1997. - Vol. 106.-PP. 15-20.

117. WaIkiewicz J.W., Kazonich G., McGill S.L. Microwave heating characteristics of selected minerals and compounds // Mineral and Metallurgical Processing 1988. - Vol. 5. - PP. 39-42.

118. Wang H. A Review on process-related characteristics of pyrrhotite // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2005. - Vol. 26. -№3-4.-PP. 1-41.

119. Yoon R.H., Basilio C.I., Marticorena M.A., Kerr A.N., Stratton-Crawley R. A study of pyrrhotite depression mechanism by diethylenetriamine // Minerals Engineering. 1995. - Vol. 8. - № 7. - PP. 807-816.

Информация о работе

Хабарова, Ирина Анатольевна
кандидата технических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.13

Диссертация

Повышение контрастности физико-химических и флотационных свойств пирротина и пентландита на основе использования электромагнитного импульсного воздействия - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы