Promising reagents for the extraction of strategic metals from difficult-to-enrich mineral raw materials
- 1 — Ph.D., Dr.Sci. Deputy Director Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the RAS ▪ Orcid
- 2 — Researcher Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the RAS ▪ Orcid
- 3 — Researcher Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the RAS ▪ Orcid
Abstract
The need of the mining and processing industry for new types of directional reagents is due to the deterioration of the material composition of the processed ores. Low Au content (less than 0.5-1.0 g/t), finely dispersed Au inclusions (0.1-10.0 microns) in the ore, similar properties of the separated minerals have an extremely negative effect on flotation performance when using traditional reagents, which leads to significant losses of valuable metal with enrichment tailings. Expanding the range of domestic flotation reagents based on the latest achievements of fundamental research and their targeted application at mining and processing companies will compensate for the negative impact of the mineral composition of raw materials and ensure maximum extraction of strategic metals from difficult-to-enrich ores. The use of modern research methods (scanning electron and laser microscopy, UV spectrophotometry, XRF and chemical analysis) made it possible to visualize the adsorption layer of new reagents-collectors of a number of dithiocarbamates with different structures of a hydrocarbon radical and an organic modifier on the surface of gold-containing sulfides. The amount of adsorbed reagents on the surface of minerals has been experimentally determined. The specific features of the fixation of reagents on minerals of various compositions led to optimal correlations of their consumption in the flotation process. Scientifically based reagent regimes ensured an increase in the gold content in the concentrate and a decrease in the loss of gold with tailings by 5-6 % during flotation enrichment of the refractory ore of the Malinovskoe deposit.
References
- Чантурия В.А., Козлов А.П. Современные проблемы и приоритетные направления научных исследований в области переработки минерального сырья / Материалы Российского совещания с международным участием «Роль технологической минералогии в рациональном недропользовании». Москва, 15-16 мая 2018 г. М.: ВИМС, 2018. С. 11-15.
- Чантурия В.А. Научное обоснование и разработка инновационных процессов комплексной переработки минерального сырья // Горный журнал. 2017. № 11. C. 7-13. DOI: 10.17580/gzh.2017.11.01
- Чантурия В.А. Научное обоснование и разработка инновационных процессов извлечения циркония и РЗЭ при глубокой и комплексной переработке эвдиалитового концентрата // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 505-516. DOI: 10.31897/PMI.2022.31
- Чантурия В.А., Николаев А.И., Александрова Т.Н. Инновационные экологически безопасные процессы извлечения редких и редкоземельных элементов из комплексных руд сложного вещественного состава // Геология рудных месторожде-ний. 2023. Т. 65. № 5. С. 402-415. DOI: 10.31857/S0016777023050040
- Иваник С.А., Илюхин Д.А. Флотационное выделение элементарной серы из золотосодержащих кеков // Записки Горного института. 2020. Т. 242. С. 202-208. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.202
- Chanturiya V.A., Kondratiev S.A. Contemporary Understanding and Developments in the Flotation Theory of Non-Ferrous Ores // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2019. Vol. 40. Iss. 6. P. 390-401. DOI: 10.1080/08827508.2019.1657863
- Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Каюмов А.А. Теория и практика разделения минералов массивных упорных полиме-таллических руд цветных металлов. М.: Горная книга, 2019. 432 c.
- Александрова Т.Н., Прохорова E.О. Модификация свойств породообразующих минералов при флотации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 12. С. 123-138. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_12_0_123
- Александрова Т.Н., Орлова А.В., Таранов В.А. Повышение эффективности переработки комплексных медных руд варьированием реагентного режима // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2020. № 6. С. 116-124. DOI: 10.15372/FTPRPI20200610
- Соложенкин П.М. Влияние катионов свинца и меди на флотацию антимонита // Обогащение руд. 2024. № 1. С. 39-43. DOI: 10.17580/or.2024.01.07
- Рябой В.И., Шепета Е.Д. Влияние поверхностной активности и гидрофобизирующих свойств диалкилдитиофос-фатов на флотацию медных мышьяксодержащих руд // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 29-34. DOI: 10.17580/or.2016.04.05
- Шумилова Л.В., Костикова О.С. Сульфидизация серебро-полиметаллических руд месторождения «Гольцовое» для снижения потерь серебра с хвостами обогащения // Записки Горного института. 2018. Т. 230. С. 160-166. DOI: 10.25515/PMI.2018.2.160
- BalaRamesh P., Venkatesh P., Jabbar A.A. Influence of Dithiocarbamate on Metal Complex and Thin Film Depositions // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2014. Vol. 3. № 8. P. 15301-15309. DOI: 10.15680/IJIRSET.2014.0308033
- Ly N.H., Nguyen T.D., Zoh K.-D., Joo S.-W. Interaction between Diethyldithiocarbamate and Cu(II) on Gold in Non-Cyanide Wastewater // Sensors. 2017. Vol. 17. Iss. 11. № 2628. DOI: 10.3390/s17112628
- Чантурия В.А., Гетман В.В. Экспериментальные исследования взаимодействия модифицированных термоморфных полимеров с золотом и платиной в условиях обогащения труднообогатимых руд благородных металлов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015. № 3. С. 138-144
- Wei Sung Ng, Connal L.A., Forbes E., Franks G.V. A review of temperature-responsive polymers as novel reagents for solid-liquid separation and froth flotation of minerals // Minerals Engineering. 2018. Vol. 123. P. 144-159. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.03.027
- Semushkina L., Abdykirova G., Mukhanova A., Mukhamedilova A. Improving the Copper-Molybdenum Ores Flotation Technology Using a Combined Collecting Agent // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss. 11. № 1416. DOI: 10.3390/min12111416
- Aleksandrova T., Nikolaeva N., Afanasova A. et al. Extraction of Low-Dimensional Structures of Noble and Rare Metals from Carbonaceous Ores Using Low-Temperature and Energy Impacts at Succeeding Stages of Raw Material Transformation // Minerals. 2023. Vol. 13. Iss. 1. № 84. DOI: 10.3390/min13010084
- Spooren J., Binnemans K., Björkmalm J. et al. Near-zero-waste processing of low-grade, complex primary ores and secondary raw materials in Europe: technology development trends // Resources, Conservation and Recycling. 2020. Vol. 160. № 104919. DOI: 10.1016/j.resconrec.2020.104919
- Milosavljević M.M., Marinković A.D., Rančić M. et al. New Eco-Friendly Xanthate-Based Flotation Agents // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 4. № 350. DOI: 10.3390/min10040350
- Марфицин А. Экономический эффект применения реагентов Flotent для горной промышленности // Золото и тех-нологии. 2020. № 4 (50). С. 102-105.
- Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Каюмов А.А. Методы извлечения золота при обогащении упорных золотосодержащих колчеданных медно-цинковых руд. Часть 1. Анализ практики и выбор направлений селективного выделения минеральных фаз золота из колчеданных медно-цинковых руд // Цветные металлы. 2017. № 4. С. 11-16. DOI: 10.17580/tsm.2017.04.01
- Жаролла Н.Д., Ергешев А.Р., Игнаткина В.А. Оценка селективности действия сульфгидрильных собирателей на основе дитиофосфатов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 11. С. 14-26. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-14-26
- Yushina T.I., Purev B., D’Elia Yanes K.S., Malofeeva P.R. Improvement of porphyry copper flotation efficiency with auxiliary collecting agents based on acetylene alcohols // Eurasian Mining. 2019. № 1. P. 25-30. DOI: 10.17580/em.2019.01.06
- Кондратьев С.А., Семьянова Д.В. Связь структуры углеводородного радикала флотационного реагента с его собирательными свойствами // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 6. С. 161-172. DOI: 10.15372/FTPRPI20180616
- Кондратьев С.А. Физическая форма сорбции реагента и ее назначение во флотации. Новосибирск: Наука, 2018. 182 с.
- Митрофанова Г.В., Черноусенко Е.В., Компанченко А.А., Калугин А.И. Особенности действия реагента-собирателя из класса алкиловых эфиров фосфорной кислоты при флотации апатит-нефелиновых руд // Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 637-645.
- Бурдонов А.Е., Вчисло Н.В., Верочкина Е.А., Розенцвейг И.Б. Синтез новых производных ксантогенатов и дитио-карбаматов и их применение в процессах обогащения // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. № 2. С. 160-171. DOI: 10.21285/2227-2925-2023-13-2-160-171
- Курков А.В., Ануфриева С.И., Темнов А.В. Перспективы разработки и внедрения комплексных технологий переработки отходов недропользования // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 2 (48). С. 179-187. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-2-179-187
- Курков А.В., Мамошин М.Ю., Ануфриева С.И., Авдонин Г.И. Иониты молекулярного распознавания – прорывное направление селективного извлечения металлов высоких технологий // Разведка и охрана недр. 2020. № 3. С. 35-46.
- Shangyong Lin, Runqing Liu, Yongjie Bu et al. Oxidative Depression of Arsenopyrite by Using Calcium Hypochlorite and Sodium Humate // Minerals. 2018. Vol. 8. Iss. 10. № 463. DOI: 10.3390/min8100463
- Rui-zeng Liu, Wen-qing Qin, Fen Jiao et al. Flotation separation of chalcopyrite from galena by sodium humate and ammonium persulfate // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016. Vol. 26. Iss. 1. P. 265-271. DOI: 10.1016/S1003-6326(16)64113-4
- Lopéz R., Jordão H., Hartmann R. et al. Study of butyl-amine nanocrystal cellulose in the flotation of complex sulphide ores // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2019. Vol. 579. № 123655. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2019.123655
- Xiao Jingjing, Liu Guangyi, Zhong Hong et al. The flotation behavior and adsorption mechanism of O-isopropyl-S-[2-(hydroxyimino) propyl] dithiocarbonate ester to chalcopyrite // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2017. Vol. 71. P. 38-46. DOI: 10.1016/j.jtice.2016.12.022
- Tijsseling L.T., Dehaine Q., Rollinson G.K., Glass H.J. Flotation of mixed oxide sulphide copper-cobalt minerals using xanthate, dithiophosphate, thiocarbamate and blended collectors // Minerals Engineering. 2019. Vol. 138. P. 246-256. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.04.022
- Kyaw Z.Y., Tiagalieva Z.A., Htet Z., Phyo K.K. Improvement of reagent flotation modes of sphalerite and pyrite from deposits of copper-zinc pyrite, polymetallic copper-zinc pyrite and polymetallic ores // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 942. № 012004. DOI: 10.1088/1755-1315/942/1/012004
- Sarquís P.E., Menéndez-Aguado J.M., Mahamud M.M., Dzioba R. Tannins: the organic depressants alternative in selective flotation of sulfides // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 84. P. 723-726. DOI: 10.1016/j.jclepro.2014.08.025
- Иванова Т.А., Зимбовский И.Г., Е.В. Копорулина Е.В. Повышение комплексности использования борщевика при обогащении золотосодержащих сульфидов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 2. С. 128-134.
- Matveeva T.N., Chanturiya V.A., Getman V.V. et al. The Effect of Complexing Reagents on Flotation of Sulfide Minerals and Cassiterite from Tin-Sulfide Tailings // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2022. Vol. 43. Iss. 3. P. 346-359. DOI: 10.1080/08827508.2020.1858080
- Матвеева Т.Н., Громова Н.К., Ланцова Л.Б., Гладышева О.И. К вопросу о механизме взаимодействия реагентов морфолиндитиокарбамата и цианэтилдиэтилдитиокарбамата с низкоразмерным золотом на поверхности сульфидных минералов при флотации труднообогатимых золотосодержащих руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022. № 4. С. 98-107. DOI: 10.15372/FTPRPI20220410
- Матвеева Т.Н., Громова Н.К., Ланцова Л.Б. Экспериментальное обоснование применения собирателей класса циклических и алифатических дитиокарбаматов для извлечения золотоносных сульфидов из комплексных руд // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. № 1. С. 137-145. DOI: 10.15372/FTPRPI20210113
- Матвеева Т.Н., Громова Н.К., Минаев В.А. Количественная оценка адсорбционного слоя комбинированного ди-этилдитиокарбамата на халькопирите и арсенопирите методом измерения параметров рельефа поверхности // Цветные ме-таллы. 2018. № 7. С. 27-32. DOI: 10.17580/tsm.2018.07.04
- Доброшевский К.Н. Геологическая позиция и минералого-геохимические особенности Малиновского золоторудного месторождения (Центральное Приморье): Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. Владивосток: Дальневосточный геологический институт Дальневосточного отделения РАН, 2019. 30 с.