Мыс-қалайы рудаларына қатысты жинағыштар қоспаларының флотациялық қаблетін бағалау
Мазмұны
Кіріспе
І ТАРАУ Әдеби шолу
1.1 Мысты және мыс.мырышты кендер. Кеннің минералдық құрамы және технологиялық ерекшеліктері. 4
1.2 Жаңа флотореагенттердің түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиетіне әсерін зерттеу. 8
1.3 Темір құрамдас кендердің флотациясының химико.технологиялық параметрлері 11
II ТАРАУ Тәжірбиелік бөлім
2.1 Флотация жүргізу әдісі 13
2.2 Сорбция жүргізу әдісі 15
2.3 Атомды.абсорбциялық сараптама әдісі 16
2.4 Қолданылған реактивтер мен ерітінділер 18
III ТАРАУ Нәтижелерді талқылау
3.1 Аяқ.Қоджан кен орнының кенінің сипаты 19
3.2 Флотация жүргізудің нәтижелері 19
3.3 Қатты зат . сұйық шекарасында адсорбция жүргізудің нәтижелері 21
Қорытынды 22
Пайдаланылған әдебиттер 23
Кіріспе
І ТАРАУ Әдеби шолу
1.1 Мысты және мыс.мырышты кендер. Кеннің минералдық құрамы және технологиялық ерекшеліктері. 4
1.2 Жаңа флотореагенттердің түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиетіне әсерін зерттеу. 8
1.3 Темір құрамдас кендердің флотациясының химико.технологиялық параметрлері 11
II ТАРАУ Тәжірбиелік бөлім
2.1 Флотация жүргізу әдісі 13
2.2 Сорбция жүргізу әдісі 15
2.3 Атомды.абсорбциялық сараптама әдісі 16
2.4 Қолданылған реактивтер мен ерітінділер 18
III ТАРАУ Нәтижелерді талқылау
3.1 Аяқ.Қоджан кен орнының кенінің сипаты 19
3.2 Флотация жүргізудің нәтижелері 19
3.3 Қатты зат . сұйық шекарасында адсорбция жүргізудің нәтижелері 21
Қорытынды 22
Пайдаланылған әдебиттер 23
Кіріспе
Соңғы уақытта өндірістік өңдеуге, қарапайым байыту жағдайында жұқа ұсақталуды қажет ететіндіктен, минералдардың маңызды бөлігі қалдыққа кететін, қиын байтылатын полиметаллды рудалар келіп түсетін болған. Сол себептен көмірлі аса жұқа заттардың құрамы көп болғандықтан, негізгі реагенттер адсорбат ретінде жоғалады.
Осыған байланысты металдардың концентратқа ауысудың технологиялық көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіндік беретін, көміртекті заттардың эффективті модификаторлары, флотациялық әрекеттің синергетикалық эффектісіне ие композициялық жинағышты қолдану негізінде қиын байытылатын полиметалл кендерінің флотациясы үшін жаңа эффективті модифицирленген реагенттерді құру өзекті мәселе болып табылады.
Қазақстан Республикасының дамыған тау-металлургиялық комплексімен көптеген байыту фабрикалары әрекет етеді, дегенмен олардың эффективті флотореагенттерге деген сұранысы үнемі артып келеді. Қазіргі уақыттағы отандық флотациялық реагенттердің өндірісі, әсіресе жинағыштар мен көпірткіштердің өндірісі шектеулі. Өзіндік реагенттерді енгізуде белсенді саясатты шетелдік фирмалар жүргізіп келеді. Алыстан келетін реагенттер көп жағдайда жоғары сапалы емес, түрлі кендер типтерін байытуда шектеулі қолданысқа ие. Осы орайда, республикада бар шикізаттан отандық өндірісті флотореагенттерді байыту фабрикаларының тәжірибесіне енгізу үшін өндіру қажеттілігі туындап отыр. Берілген жұмыста физико-химиялық зерттеулер комплексі негізінде Майқайын кен орнының мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі жинағыштар қоспасының флотациялық қабілетін бағалау қарастыралады.
Минералды шикізат сапасының төмендеуі мен экологиялық нормаларды сақтау қажеттілігі, органикалық химия мен флотация теориясында соңғы жетістіктерді қолданатын, принципиалды жаңа реагентті режимдерді құрастыру қажеттілігі пайда болды. Эффективті байытудың маңызы артуынан басқа, реагентті режимдерге қойылатын минималды токсикалық, минералдардың максималды селективтілігі, реагенттердің шығымы мен бағасына деген талаптарға тіреледі. Флотацияның технологиялық көрсеткіштері қолданылатын флотореагенттердің ассортименті мен сапасына тәуелді. Осыған байланысты қиын полиметалл шикізатын эффективті байытуға мүмкіндік беретін жаңа флотореагенттерді алу мен қолдану маңызды мәселе болып табылады.
Жұмыстың мақсаты – мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі аммоний және натрий дибутилдитиофосфаты қоспасының флотациялық қабілетін бағалау болып табылады.
Соңғы уақытта өндірістік өңдеуге, қарапайым байыту жағдайында жұқа ұсақталуды қажет ететіндіктен, минералдардың маңызды бөлігі қалдыққа кететін, қиын байтылатын полиметаллды рудалар келіп түсетін болған. Сол себептен көмірлі аса жұқа заттардың құрамы көп болғандықтан, негізгі реагенттер адсорбат ретінде жоғалады.
Осыған байланысты металдардың концентратқа ауысудың технологиялық көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіндік беретін, көміртекті заттардың эффективті модификаторлары, флотациялық әрекеттің синергетикалық эффектісіне ие композициялық жинағышты қолдану негізінде қиын байытылатын полиметалл кендерінің флотациясы үшін жаңа эффективті модифицирленген реагенттерді құру өзекті мәселе болып табылады.
Қазақстан Республикасының дамыған тау-металлургиялық комплексімен көптеген байыту фабрикалары әрекет етеді, дегенмен олардың эффективті флотореагенттерге деген сұранысы үнемі артып келеді. Қазіргі уақыттағы отандық флотациялық реагенттердің өндірісі, әсіресе жинағыштар мен көпірткіштердің өндірісі шектеулі. Өзіндік реагенттерді енгізуде белсенді саясатты шетелдік фирмалар жүргізіп келеді. Алыстан келетін реагенттер көп жағдайда жоғары сапалы емес, түрлі кендер типтерін байытуда шектеулі қолданысқа ие. Осы орайда, республикада бар шикізаттан отандық өндірісті флотореагенттерді байыту фабрикаларының тәжірибесіне енгізу үшін өндіру қажеттілігі туындап отыр. Берілген жұмыста физико-химиялық зерттеулер комплексі негізінде Майқайын кен орнының мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі жинағыштар қоспасының флотациялық қабілетін бағалау қарастыралады.
Минералды шикізат сапасының төмендеуі мен экологиялық нормаларды сақтау қажеттілігі, органикалық химия мен флотация теориясында соңғы жетістіктерді қолданатын, принципиалды жаңа реагентті режимдерді құрастыру қажеттілігі пайда болды. Эффективті байытудың маңызы артуынан басқа, реагентті режимдерге қойылатын минималды токсикалық, минералдардың максималды селективтілігі, реагенттердің шығымы мен бағасына деген талаптарға тіреледі. Флотацияның технологиялық көрсеткіштері қолданылатын флотореагенттердің ассортименті мен сапасына тәуелді. Осыған байланысты қиын полиметалл шикізатын эффективті байытуға мүмкіндік беретін жаңа флотореагенттерді алу мен қолдану маңызды мәселе болып табылады.
Жұмыстың мақсаты – мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі аммоний және натрий дибутилдитиофосфаты қоспасының флотациялық қабілетін бағалау болып табылады.
Пайдаланылған әдебиеттер
1. Абрамов, А. А. Технология переработки обогащения руд цветных металлов : учеб. пособие для вузов : в 2 кн. / А. А. Абрамов. — М. : Изд-во Моск. гос. горн. ун-та, 2005. — Кн. 2 : Pb, Pb-Cu, Zn, Pb-Zn, Pb-Cu-Zn, C-Ni, Co-, Bi-, Sb-, Hg-содержащие руды.
2. Интернет желісі: http://www.5ballov.kz/kz/raboty-dlya-studentov/doc_details/15--------?tmpl=component.
3. Абрамов, А. А. Обогащение руд цветных и редких металлов в странах Азии, Африки и Латинской Америки / А. А. Абрамов, С. И. Г орловский, В. Рыбаков. — М. : Недра, 1991.
4. Cемушкина Лариса Валерьевна, автореферат Усовершенствование технологии флотации полиметаллических руд с применением новых флотореагентов, Алматы, 2010.
5. Семушкина Л.В. Влияние нового флотореагента тетрагидропиранового ряда на флотацию сульфидных минералов //КИМС, 2007 г. - №6. - С.29-32.
6. Рязанцева Мария Владимировна, автореферат Механизм воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на структурно-химические и флотационные свойства пирита и арсенопирита. 2013.
7. Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа. Под редакцией Кремера В. А. М.: Изд. Недра,-1974.-228с.
8. Каретников Г. С., Козырева Н. А., Кудряшов И. В. Практикум по физической химии. М.: Высш. шк., 1986.
9. Под редакцией проф. Петрухина О.М., Практикум по физико-химическим методам анализа, М., 1987г., 245с.
10. Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ, М., 2009г., 784с.
11. Сырьевая база свинца и цинка, меди, золота Казахстана. Алматы, 2002. -102 с.
12. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. М., 2008г.
13. Rudnev V.S., Kilin K.N., Yarovaya T.P., Nedozorov P.M. // Prot. Metals. 2008. V.44. N1. P.62.
1. Абрамов, А. А. Технология переработки обогащения руд цветных металлов : учеб. пособие для вузов : в 2 кн. / А. А. Абрамов. — М. : Изд-во Моск. гос. горн. ун-та, 2005. — Кн. 2 : Pb, Pb-Cu, Zn, Pb-Zn, Pb-Cu-Zn, C-Ni, Co-, Bi-, Sb-, Hg-содержащие руды.
2. Интернет желісі: http://www.5ballov.kz/kz/raboty-dlya-studentov/doc_details/15--------?tmpl=component.
3. Абрамов, А. А. Обогащение руд цветных и редких металлов в странах Азии, Африки и Латинской Америки / А. А. Абрамов, С. И. Г орловский, В. Рыбаков. — М. : Недра, 1991.
4. Cемушкина Лариса Валерьевна, автореферат Усовершенствование технологии флотации полиметаллических руд с применением новых флотореагентов, Алматы, 2010.
5. Семушкина Л.В. Влияние нового флотореагента тетрагидропиранового ряда на флотацию сульфидных минералов //КИМС, 2007 г. - №6. - С.29-32.
6. Рязанцева Мария Владимировна, автореферат Механизм воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на структурно-химические и флотационные свойства пирита и арсенопирита. 2013.
7. Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа. Под редакцией Кремера В. А. М.: Изд. Недра,-1974.-228с.
8. Каретников Г. С., Козырева Н. А., Кудряшов И. В. Практикум по физической химии. М.: Высш. шк., 1986.
9. Под редакцией проф. Петрухина О.М., Практикум по физико-химическим методам анализа, М., 1987г., 245с.
10. Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ, М., 2009г., 784с.
11. Сырьевая база свинца и цинка, меди, золота Казахстана. Алматы, 2002. -102 с.
12. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. М., 2008г.
13. Rudnev V.S., Kilin K.N., Yarovaya T.P., Nedozorov P.M. // Prot. Metals. 2008. V.44. N1. P.62.
Мазмұны
Кіріспе
І ТАРАУ Әдеби шолу
1.1
Мысты және мыс-мырышты кендер. Кеннің минералдық құрамы және технологиялық ерекшеліктері.
4
1.2
Жаңа флотореагенттердің түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиетіне әсерін зерттеу.
8
1.3
Темір құрамдас кендердің флотациясының химико-технологиялық параметрлері
11
II ТАРАУ Тәжірбиелік бөлім
2.1
Флотация жүргізу әдісі
13
2.2
Сорбция жүргізу әдісі
15
2.3
Атомды-абсорбциялық сараптама әдісі
16
2.4
Қолданылған реактивтер мен ерітінділер
18
III ТАРАУ Нәтижелерді талқылау
3.1
Аяқ-Қоджан кен орнының кенінің сипаты
19
3.2
Флотация жүргізудің нәтижелері
19
3.3
Қатты зат - сұйық шекарасында адсорбция жүргізудің нәтижелері
21
Қорытынды
22
Пайдаланылған әдебиттер
23
Кіріспе
Соңғы уақытта өндірістік өңдеуге, қарапайым байыту жағдайында жұқа ұсақталуды қажет ететіндіктен, минералдардың маңызды бөлігі қалдыққа кететін, қиын байтылатын полиметаллды рудалар келіп түсетін болған. Сол себептен көмірлі аса жұқа заттардың құрамы көп болғандықтан, негізгі реагенттер адсорбат ретінде жоғалады.
Осыған байланысты металдардың концентратқа ауысудың технологиялық көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіндік беретін, көміртекті заттардың эффективті модификаторлары, флотациялық әрекеттің синергетикалық эффектісіне ие композициялық жинағышты қолдану негізінде қиын байытылатын полиметалл кендерінің флотациясы үшін жаңа эффективті модифицирленген реагенттерді құру өзекті мәселе болып табылады.
Қазақстан Республикасының дамыған тау-металлургиялық комплексімен көптеген байыту фабрикалары әрекет етеді, дегенмен олардың эффективті флотореагенттерге деген сұранысы үнемі артып келеді. Қазіргі уақыттағы отандық флотациялық реагенттердің өндірісі, әсіресе жинағыштар мен көпірткіштердің өндірісі шектеулі. Өзіндік реагенттерді енгізуде белсенді саясатты шетелдік фирмалар жүргізіп келеді. Алыстан келетін реагенттер көп жағдайда жоғары сапалы емес, түрлі кендер типтерін байытуда шектеулі қолданысқа ие. Осы орайда, республикада бар шикізаттан отандық өндірісті флотореагенттерді байыту фабрикаларының тәжірибесіне енгізу үшін өндіру қажеттілігі туындап отыр. Берілген жұмыста физико-химиялық зерттеулер комплексі негізінде Майқайын кен орнының мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі жинағыштар қоспасының флотациялық қабілетін бағалау қарастыралады.
Минералды шикізат сапасының төмендеуі мен экологиялық нормаларды сақтау қажеттілігі, органикалық химия мен флотация теориясында соңғы жетістіктерді қолданатын, принципиалды жаңа реагентті режимдерді құрастыру қажеттілігі пайда болды. Эффективті байытудың маңызы артуынан басқа, реагентті режимдерге қойылатын минималды токсикалық, минералдардың максималды селективтілігі, реагенттердің шығымы мен бағасына деген талаптарға тіреледі. Флотацияның технологиялық көрсеткіштері қолданылатын флотореагенттердің ассортименті мен сапасына тәуелді. Осыған байланысты қиын полиметалл шикізатын эффективті байытуға мүмкіндік беретін жаңа флотореагенттерді алу мен қолдану маңызды мәселе болып табылады.
Жұмыстың мақсаты - мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі аммоний және натрий дибутилдитиофосфаты қоспасының флотациялық қабілетін бағалау болып табылады.
Бөлім І.
1.1 Мысты және мысты-пиритті кендер. Минералдық құрамы мен технологиялық ерекшеліктері.
Минералдық құрамы. Қазіргі кездегі мысқұрамды минералдардың 170 белгілі түрінен өндірістік масштабта шамамен 17 қолданылады, олардың көпшілігі мыстың сульфидті минералдарымен: халькопирит, борнит, халькози - н, ковеллин, тетраэдрит, теннантит, энаргит және тоттыққан мысты минералдар - куприт, малахит, азурит, хризоколл, брошант және халькантитпен байытылған (1-кесте).
Кесте 1
Негізгі мысты минералдардың сипаттамалары
Минерал
Формула
Мыстың массалық үлесі, %
Тығыздық,
гсм[3]
Қаттылығы
Біріншілік сульфидтер:
Халькопирит
Екіншілік сульфидтер:
Халькозин
Ковеллин
Борнит
Блеклые руды (сульфотұздар):
Тетраэдрит
Теннантит
Оксидтер:
Куприт
Тенорит
Карбонаттар:
Малахит
Азурит
Силикаттар:
Хризоколла
Сульфаттар:
Халькантит
Брошантит
CuFeS2
Cu2S
CuS
Cu5FeS4
Cu2Sb4S2
Cu2As4Si2
Cu2О
CuO
Cu2(CO3) (OH)2
Сu2(СО3)2(OН)2
CuSiO3::nH2O
CuSO4 ::5H2O
Cu4(SO4)(OH)6
34,6
79,9
64,5
63,3
45-51
45-51
88,8
79,9
57,4
55,3
45 дейін
25,4
34,8
4,1-4,2
5,5-5,8
4,6-4,7
4,5-5,3
4,4-5,1
4,4-5,1
5,8-6,2
5,8-6,4
3,9-4,1
3,7-3,9
2,0-2,3
2,2
3,8-3,9
3-4
2,5-3,0
1,5-2,0
3,0
3-4
3,5
3,5-4,0
3,5-4,0
3,5-4,0
3,5-4,0
2-4
2,5
3,5-4,0
Кен орындардағы өздігінен туындаған минералдар ішінен құрамында 97-99 % табиғи мыс және темір, күміс, қорғасын, алтын, сынап пен висмут қоспалары кездеседі. Самородная мыстың тығыздығы 8,4-8,9 гсм3 және қаттылығы 2,5-3,0 құрайды [1].
Халькопирит немесе мысты колчедан CuFeS2 маңызды минералдардың бірі болып табылады және барлық генетикалық типтегі кен орындарда кездеседі, бірақ олардың негізгі өндірістік жинақталуы гидротермалды кенорындармен байланысты. Халькопиритегі мыс құрамы 34,6 %, темір - 30,5 % және күкірт - 34,9 %; аз мөлшерде күміс, мырыш, алтын, мышьяк, селен, теллур, қалайы қоспалары кездеседі. Тетрагоналды жүйеде кристалданады. Кристалдық құрамы сфалеритке ұқсас, бірақ мырыш позициясында мыс пен темір атомдары ретті түрде, ал мыс пен темірдің екі атомымен түзілген күкірт атомдары тетраэдрдің ішінде орналасады. Халькопириттің түсі латунды-сары. Ұсақтау барысында сынғыштықтың бетінде мыс иондарымен қатар, темір мен күкірт иондары да кездеседі.
Халькопирит - қоспа типіндегі жартылай өткізгіш. Олардың ішінде қоспалардың болуы қоспалық деңгейлердің түзілуіне негізделген, олар өткізгіштік аймақтың әртүрлі арақашықтарында орналасқан. Халькопирит қоспаларсыз өткізгіштіктің электрондық типін көрсетеді. Халькопириттің шекті қақтығысуы 10-5-10-1 Ом*м. Халькопиритте электрондардың жоғары қозғалғыштығы байқалады, ол рұқсат етілмеген аймақтың кіші енімен (2,5 эВ) түсіндіріледі. Күкірттің артық мөлшері болғанда, халькопиритте тесіктік өткізгіштік байқалады. Халькопириттің шекті магниттік қабылдауы (0,8-4,5)10-6 см3г құрайды. Кристалдық тордың энергиясы 17 489 кДжмоль .
Борнит немесе шұбарланған кен, Cu5FeS4 екіншілік мыс сульфидінің минералы, кен орындарында пластиналық құрылымды халкопиритпен қатар немесе кейін түзіледі. Негізінен халкопирит-борнит кендерінде және колчеданды кендерде сирек кездеседі. Борнит құрамында 52-65 % Cu, 8-18 % Fe, 20-27 % S және аз мөлшерде күміс, кобальт және никель қоспалары кездеседі. Борнит құрылымы металдық иондардың тертраэдрлі координациямен бірге координациялық антифлюорит түрін көрсетеді. Кристалдық құрылымның негізін үш валентті темір атомдарының жанында күкірт атомынан құралған 8 тетраэдрді құрайды, ол қарапайым кубтың басы мен ортасындағы шектер мен сол кубтағы сегіз октанттардағы төртеуінде орналасқан. Fe-тетраэдрлерінің басында орналасқан күкірт атомдары тығыз кубтық қаптаманы түзеді. Тетраэдрлер қабырғаларындағы координацияланған күкірт атомдарының арасында Cu+ атомдары орналасқан. Осы жағдайда 48 вакантты орындардағы тек 40 орны мыс иондарымен толтырылған, осыған байланысты борниттегі мыс бөлігі Сu2+ дейін тотыққан.
Борнит кубтық сингонияны а0 = 10,97 *10-10 м көрсетеді. Түсі қою қызыл, ұнтақ түрінде қара түсті болып келеді. Дұрыс емес формадағы түйіршікті түзеді. Тығыздығы 4,9-5,3 гсм, қаттылығы 3. Жартылай өткізгіш. Борниттің шекті қақтығысуы 10-5-10-3 Ом*м. Шекті магниттік қабылдау 7,410-6 см3г .
Халькозин немесе мысты жылтыр, Cu2S бірвалентті мыстың атомдары екі, үш және тетраэдрлі координациялық түрдегі күрделі координациялық құрылымды және а0 = 11,9210-10 м, b0 = 27,33-10-10 м және с0 = 13,44 10-10 м ромбылық сингонияны көрсетеді. Құрамында 79,9 % Cu, 20,1 % S және күміс, кейде темір, кобальт, никель, мышьяк және алтын қоспалары кездеседі. Түсі қара, қорғасынды-сұр, таблетка түріндегі кристалдар. Тығыздығы 5,5-5,8 гсм, қаттылығы 2,5-3,0, шекті қақтығысуы 10-4- 4*10-2 Ом*м, шекті магниттік қабылдауы (0,3-0,4)*10-6 см3г. Халькозин кен орындардағы жоғарғы шекараларында кең таралған, ол мыстың көп мөлшерімен ерекшеленеді. Кейбір колчеданды кендерде (Орал) халькозин және оның тотығу өнімдері - куприт пен теноритпен күлді кендердің жинақталуын түзеді, олар кен орындардағы жоғары бөліктерінде орналасқан.
Ковеллин CuS өнеркәсіптік кендерде халькозинмен қатар екіншілік сульфидті минерал түрінде кездеседі. Күрделі қабаттық құрылымды көрсетеді. а0 = 3,796 10-10 м және С0 = 16,3610-10 м гексагоналды сингония. құрамында 66,5 % Cu мен 33,5 % S бар. Қоспалар ретінде темір, селен, күміс және қорғасын кездеседі. Түсі индиго-көк. Жұқа қабаттарға оңай түрде ыдырайды. Тығыздығы 4,6-4,7 гсм, қаттылығы 1,5-2,0. Жақсы өткізгіш, шекті қақтығысуы 10-7-10-6 Ом*м. Магнитті емес, шекті магниттік қабылдау (0,04-0,24)*10-6 см3г. Ковеллин әдетте барлық түйіршікті массаларда кездеседі, оның кристалдары ұсақ және сирек болып келеді. Сонымен қатар, басқа да мыстың судьфидті минералдар қабықша (пленка) түрінде де кездеседі. Теннантит пен тетраэдрит кейбір колчедандық, кейбір кварц-халькопиритті кендерде кездеседі. Бұл минералдар топшасы (күрделі мыстың тиотұздары) жалпы химиялық формуласы Cu2(As, Sb)4Si2 болатын изоморфты қатарды құрады. Құрамында 45,8-51,6 % Cu, 29,2 % Sb, 20,6 % As және 25-28,2 % S бар. Құрамы мырыш, темір, күміс, сынап, никель, кобальт және висмут қоспаларымен күрделенеді. Кубтық жүйеде кристалданады, теннантитта а0 = 10,2*10-10 м, тетраэдритте а0 = 10,34*10-10 м. Кристалдары тетраэдрлік, кубтық, кейде октаэдрлік түрде болады. Жеке түйіршіктер, агрегаттар және массаларды түзеді. Түсі сұр түстен қара түске дейін ауысады, ауада бірден түссізденеді. Тығыздығы 4,4-5,1 гсм, қаттылығы 3-4. Беттік қабатта оңай алынады және тотыққан минералды түрге ауысады -малахит, азурит, ку - прит және т.б. [2].
Мыстың басқа да сульфидті минералдары ішінен кубанитті CuFe2S3 атап өткен жөн, олар мысникелді кендерде (Садбери, Канада) кездеседі және мыстың 23,4%, мысты-никелді Талнах кен орындарынан табылған талнахит Cu9Fe8Si6 және 32,8-34,5 % Cu мыс бар энаргит Cu3AsS4 (48,4 % Cu) теориялық құрамын көрсетеді. Аралас және тотыққан мысты кендерде мыстың тотыққан минералдары - оксидтер, карбонаттар, силикаттар және сульфаттар қатар кездеседі.
Куприт Си2О мыстың қарапайым оксиді, тек мыстың тотыққан аймақтарында ғана кездеседі, олар осы жерде мыстың сульфидті минералдарын түзеді. Мыстың теориялық құрамы 88,8 %. Қоспалары - селен, алюминий, темір, кремний, қорғасын, р-типтегі жартылай өткізгіш. Қызыл түсті, кейде қара түске дейін ауысады. Негізгі минералдары - малахит, азурит, тенорит, хризоколла, халькозин.
Тенорит СиО куприт сияқты таралған, мыстың 79,9 % құрайды. Түсі сұрдан қараға дейін ауысады, сол себептен оны кейде қара мысты кен деп атайды. Кристалдары ұсақ, жылан тәріздес (мелаконит). Қосымша минералдары - куприт, лимонит, марганец тотықтары, хризоколла, малахит, азурит [5].
Малахит Си2(СО3)(ОН)2 - өндірістегі мыстың тотыққан кендерінің негізгі минералы, құрамында 57,4 % Cu бар. Түсі ашық жасылдан қою жасыл түсті көрсетеді. Малахит агрегаттары ине, талшық және жылан тәріздес түрінде болады. Қоспалары ішінен мырыш, кальций, кремний және темір қоспаларын атап өтуге болады. Жанама минералдары - азурит, ку - прит, тенорит.
Азурит Си3(СО3)2(ОН)2 құрамында 55,3 % мыс бар, малахиттің жанама өнімі болып табылады. Мыс кендерінің минералдарын (халькопирит, борнит) бірінішілік тотықтыру барысында түзіледі. Кристалдары таблетка мен призматикалық форманы көрсетеді, түсі - көктен қою көкке дейін ауысады. Қосымша қоспа ретінде алтын болуы мүмкін.
Хризоколла CuSiO3 nH2P (мыс силикаты) мыстың 45 % Cu құрайды, п = 8, кейде 0 мен 4. Ашық жасыл мен көкшіл жасыл түс тән. Қоспалар түрінде алюминий, темір, фосфор болуы мүмкін. Негізінен барлық мыс құрамды кендерде темір сульфидтері кездеседі (2-кесте).
Кесте 2. Негізгі темір сульфидтері минералдарының сипаттамалары
Минерал
Формула
Массалық үлесі, %
Тығыздық,
гсм3
Қаттылық
Темір
Мыс
Пирит
FeS2
46,5
53,5
4,9-5,2
6,0-6,5
Марказит
FeS2
46,5
53,5
4,9
6,0-6,5
Пирротин
Fe2S
58,8-61,8
41дейін
-
3,2-4,5
Пирит FeS2 күкіртті (темірлі) колчедан барлық сульфидті кендерде кең таралған сульфидті минералдардың бірі болып саналады. Пирит кубтық жүйеде кристалданады. Оның кристалдық құрылымында темір атомдары натрий иондарының орнын, ал екі валентті күкірт - хлор орнын алады. Пириттегі темірдің теориялық құрамы 23,4%. Кобальт, никель және мышьяк - пириттегі ең кең таралған қоспалар, сонымен қатар алтын, мыс, күміс, сүрме, мырыш, марганец та болуы мүмкін.
Пирит негізінен кен орындарда жалпақ түйіршікті масса түрінде, кейде сары түсті ірі кристалдар түрінде кездеседі. Пирит жақсы жартылайөткізгіштік қасиет көрсетеді. Никельді пирит құрамында 23,4 % Ni, ал кобальт-пиритте 3 % дейін Co болуы мүмкін [3].
Марказит FeS2 пириттің полиморфты түрі болып табылады. Гидротермалды кен орындарда төмен температураларда (пиритпен салыстырғанда) қалыптасады. Көп жағдайда қос кристалдарды түзеді. Пирит пен пирротиннің тұрақты өнімі.
Пирротин немесе магниттік колчедан, темір құрамына байланысты гексагональды және моноклинді түрді көрсетеді, олар өзара тотықтырғыштығымен, магниттілігімен, электрлігімен және басқа да қасиеттерімен ажыратылады. Құрамында 47,37-ден 47,83 % дейін Fe бар гексагоналды пирротин (Fe7S8) - ферромагнитті. Бірақ табиғи пирротин әртүрлі модификациядағы пирротиндердің байланыстарын көрсетеді, олар байыту үрдісімен бөлінбейді. Пирротиннің кристалдық құрылымы - күкірт пен темірден құралған тығыз гексагоналды қаптама. Құрамында никель, мыс, кобальт, селен қоспалары кездеседі.
0.2 Түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиеттеріне жаңа флотореагенттердің әсерін зерттеу
Сульфидті мономинералдардың бетінде сульфгидрилді флотореагенттердің әрекетін зерттеу үшін флотореагенттердің физико-химиялық қасиеттері (адсорбция, суланудың шеттік бұрышы, -потенциал) зерттелді. Сурет-2 көрініп тұрғандай, рН артуымен аэрацияның болмауы кезінде барлық минералдар теріс зарядталады. Аэрацияның 10-минутынан кейін минералдардың беттері оң зарядқа ауысады. Ортаның рН артқан сайын минералдар бетінде гидроксил- және карбонат- құрамдас қосылыстардың түзілу есебінен - потенциалдың төмендеуі жүзеге асады [4].
Адсорбциялық механизмге сәйкес ең алдымен оттегі молекулаларының сульфидтің бетіне адсорбциясы, кейіннен белсенді комплекстің түзілуі мен оның соңғы өнімдердің түзілуімен оның ыдырауы жүреді, яғни минерал бетіне аэрациядан кейін сульфид-ионы жартылай тотығады және потенциал анықтаушы иондармен ауыр металлдар иондарына айналады.
Мономинералдар бөлшектерінің (пирит, галенит және халькопирит) - потенциалының өзгеруін бутил ксантогенатының концентрациясынан тәуелділігін зерттеді. Алынған нәтижелер сурет-3 келтірілген. Натрий бутил ксантогенатының концентрациясының артуымен зерттелетін минералдар үлгілерінің - потенциалы төмендейді, ал кейін базалық флотореагенттің концентрациясы артқан сайын жүйедегі бөлшектердің қайта зарядталуы жүзеге асады.
б
б
a
a
1 - пирит; 2 - галенит; 3 халькопирит
Сурет 2 - Аэрация жоқ кездегі және 10 минуттық аэрациядан кейінгі ортаның рН тәуелділігіне байланысты өлшемдері (-0,074+0) мм мономинералдар бөлшектерінің электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі.
Алмасу реакциясы есебінен натрий бутил ксантоненаты минералдардың кристалды торында бекітілген ауыр металдар катиондарымен ксантоненаттар түзеді, бұл минералдар бетінің зарядының төмендеуіне әкеледі, бұл кезде сульфидті минералдардың күшеюіне мүмкіндік беретін, беттік гидрофобизациясы жүзеге асады (сурет 3, 1а, 2а, 3а қисықтары).
1 - пирит; 2 - халькопирит, 3 - галенит
Сурет 3 - Натрий бутил ксантогенаты (а) мен КСК-6 (б) реагентінің концентрациясына тәуелді мономинералдардың электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі, рН=8
1 - пирит; 2 - халькопирит, 3 - галенит
Сурет 3 - Натрий бутил ксантогенаты (а) мен КСК-6 (б) реагентінің концентрациясына тәуелді мономинералдардың электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі, рН=8
КСК-6 реагентінің оң зарядталған мономинералдарға электрокинетикалық потенциал әсеріне қатысты, онда берілген реагент минералдар бөлшектерінің бетіне, ксантоненатты топтың ауыр металдар иондарымен алмасу реакциясы мен оның молекуласының оттегі атомының теріс санының физикалық сорбциясы есебінен көпір түрінде бекітіледі. Бұл кезде электрокинетикалық потенциалдың төмендеуіне әкелетін, КСК-6 молекуласының минерал бетіне таралуы жүзеге асады (сурет 3 -1б, 2б, 3б). Жоғарыда аталған флотореагенттер қатысында минералдар бетінің потенциалы мен зарядының өзгеруі, минералдар бетінің суланудың шеткі бұрышы мен адсорбциясы мәліметтері бойынша дәлелдене алады. Өзінің диаксанды циклінде аса гидрофобты радикал - гексильді (-С6Н13) көмірсутекті радикалы бар, КСК-6 реагенті бутил ксантогенатының суланудың шеткі бұрыштары мәндері бойынша орын береді, яғни минерал бетін нашар гидрофобизациялайды. Бұны бутил ксантогенаты диксантогенаттар түзе алуымен түсіндіруге болады, ал құрамында ксантогенат тобы бар, КСК-6 стерикалық қиындатылуға әкелетін, циклді құрылысы үшін дисульфид түзе алмайды. Сурет-4 бутил ксантогенатының, КСК-6 адсорбцияға әсерін және оның қоспаларының ортасының әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының мәнінен халькопирит беті суланудың шеткі бұрышының өзгеруіне әсері көрсетілген. рН=6 кезінде (сур.4) аталған флотореагенттердің адсорбциясы жоғарылаған сайын және беттік потенциал =+5+15 мВ кезінде халькопирит бетінің шектеулі гидрофобизациясы байқалады. Флотореагенттердің әрі қарай жоғарылауы флотореагенттердің функционалды топтарының қайта топтасуы есебінен халькопирит бетінің гидрофилизациясына әкеледі.
рН=8
рН=8
рН=6
рН=6
1- КСК-6; 2 - БКс; 3 - КСК-6 : БКс = 1:1
Сурет 4 - ортаның әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының ζ өзгерісін халькопирит бетіндегі адсорбцияланған флотореагенттердің (б) саны мен суланудың шеткі бұрышының (а) тәуелділігі
1- КСК-6; 2 - БКс; 3 - КСК-6 : БКс = 1:1
Сурет 4 - ортаның әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының ζ өзгерісін халькопирит бетіндегі адсорбцияланған флотореагенттердің (б) саны мен суланудың шеткі бұрышының (а) тәуелділігі
рН=10
рН=10
Ортаның рН артқан сайын (сур. 4) суланудың шеткі бұрышы мен зерттелетін флотореагенттің халькопирит бетіндегі адсорбциясының саны да артады. = f () қисықтарындағы максимумдар ұзынырақ болады және электрокинетикалық потенциалдың оң мәндері жағына ығысады. Ортаның рН артуы кезіндегі флотореагенттер қатысындағы халькопирит бетіндегі гидрофобизацияның артуы, химиялық және физикалық адсорбциялар формалары есебінен флотореагенттердің адсорбциясын жақсартатын, оттегі концентрациясының артуы нәтижесінде халькопирит бетіндегі екі валентті темір мен мыс иондарының пайда болуымен байланысты болуы мүмкін. КСК-6 мен бутил ксантогенатын 1:1 қатынаста қолдану кезінде флотореагенттердің ксантогенаттар топтары хемосорбция есебінен минерал бетіне жабысады, КСК-6 молекуласының цикліндегі оттегі атомдары физикалық адсорбция жолымен поляризациялық бетке жабысуы мүмкін. КСК-6 молекуласының гексильді радикалы мен бутил ксантогенатының көмірсутекті радикалы гидрофобты әрекеттесулер есебінен минерал бетіне қабаттаса алады. Бұл беттің минималды заряды кезінде суланудың шеткі бұрышының артуына әкеледі. БКс:КСК-6 = 1:1 композициясы белсенділігінің күшеюі, КСК-6 бұл жерде жұп функция - КСК-6 молекуласының жартысы көпіршікті түзуге қабілетті, ал екінші бөлігі минерал бетінің ксантогенатты тобына жабыса алуымен байланысты. Бұл уақытта КСК-6 көпіршіктері ксантогенатпен жабылған минералды бөлшектерді көбірек алады [5].
1.3 Темір құрамдас кендердің флотациясының химико-технологиялық параметрлері
Темірқұрамдас минералдардың флотациялық қасиеттері
Барлық сульфидті минералдар сияқты пиритте салыстырмалы түрде тез тотығады; бұл кезде оның бетіне рН пен тотығу-тотықсыздану потенциалына тәуелді темір гидрототығы, темір карбонаттары мен SO42-, S2O32- и SO32- иондары бар темірдің жақсы еритін қосылыстары түзеледі. Пириттің бетінде оң тотығу-тотықсыздану потенциалы мен рН 7 кезінде түзілетін Fе(ОН)3 қабықшасы төмен ерігіштікпен (К = 3,8 ·10-36) және тек жинағыштың жабысуына ғана кедергі келтірмейді, сонымен қатар оның минерал бетінен итеріп шыға алумен сипатталады.
Сурет 7. рН пириттің дитиофосфатпен (1) және оның дисульфидімен флотациялануына әсері
Пириттің түрлері мен модификациялардың флотациялануы жақсы зерттелген. Оның флотациялық қасиеті кристалл тордың физико-химиялық біртексіздігін, темір мен күкірттің түрлі қатынасы мен қоспалардың болуын анықтайтын, минералдардың генезисіне тәуелді. Пирит әлсіз қышқыл немесе бейтарап ортада рН 6-7 кезінде ксантогенаттар мен дитиофосфаттармен эффективті флотацияланады. Сілтілі ортада пириттің флотациясы нашарлайды және рН8 кезінде толығымен жойылады (сур. 7). Дитио- фосфаттар мен дитиокарбоматтар пирит бетіне халькопиритке қарағанда аз дәрежеде сорбцияланады, сондықтан олардың мыс-пиритті кендердің селективті флотациясы кезінде қолданған жөн.
Пириттің ең кең таралған басушысы ретінде, әрекеті пульпаның рН арттыру мен бетінде темір гидрототығының қабықшасының түзілуіне ғана емес, бірақ ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
І ТАРАУ Әдеби шолу
1.1
Мысты және мыс-мырышты кендер. Кеннің минералдық құрамы және технологиялық ерекшеліктері.
4
1.2
Жаңа флотореагенттердің түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиетіне әсерін зерттеу.
8
1.3
Темір құрамдас кендердің флотациясының химико-технологиялық параметрлері
11
II ТАРАУ Тәжірбиелік бөлім
2.1
Флотация жүргізу әдісі
13
2.2
Сорбция жүргізу әдісі
15
2.3
Атомды-абсорбциялық сараптама әдісі
16
2.4
Қолданылған реактивтер мен ерітінділер
18
III ТАРАУ Нәтижелерді талқылау
3.1
Аяқ-Қоджан кен орнының кенінің сипаты
19
3.2
Флотация жүргізудің нәтижелері
19
3.3
Қатты зат - сұйық шекарасында адсорбция жүргізудің нәтижелері
21
Қорытынды
22
Пайдаланылған әдебиттер
23
Кіріспе
Соңғы уақытта өндірістік өңдеуге, қарапайым байыту жағдайында жұқа ұсақталуды қажет ететіндіктен, минералдардың маңызды бөлігі қалдыққа кететін, қиын байтылатын полиметаллды рудалар келіп түсетін болған. Сол себептен көмірлі аса жұқа заттардың құрамы көп болғандықтан, негізгі реагенттер адсорбат ретінде жоғалады.
Осыған байланысты металдардың концентратқа ауысудың технологиялық көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіндік беретін, көміртекті заттардың эффективті модификаторлары, флотациялық әрекеттің синергетикалық эффектісіне ие композициялық жинағышты қолдану негізінде қиын байытылатын полиметалл кендерінің флотациясы үшін жаңа эффективті модифицирленген реагенттерді құру өзекті мәселе болып табылады.
Қазақстан Республикасының дамыған тау-металлургиялық комплексімен көптеген байыту фабрикалары әрекет етеді, дегенмен олардың эффективті флотореагенттерге деген сұранысы үнемі артып келеді. Қазіргі уақыттағы отандық флотациялық реагенттердің өндірісі, әсіресе жинағыштар мен көпірткіштердің өндірісі шектеулі. Өзіндік реагенттерді енгізуде белсенді саясатты шетелдік фирмалар жүргізіп келеді. Алыстан келетін реагенттер көп жағдайда жоғары сапалы емес, түрлі кендер типтерін байытуда шектеулі қолданысқа ие. Осы орайда, республикада бар шикізаттан отандық өндірісті флотореагенттерді байыту фабрикаларының тәжірибесіне енгізу үшін өндіру қажеттілігі туындап отыр. Берілген жұмыста физико-химиялық зерттеулер комплексі негізінде Майқайын кен орнының мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі жинағыштар қоспасының флотациялық қабілетін бағалау қарастыралады.
Минералды шикізат сапасының төмендеуі мен экологиялық нормаларды сақтау қажеттілігі, органикалық химия мен флотация теориясында соңғы жетістіктерді қолданатын, принципиалды жаңа реагентті режимдерді құрастыру қажеттілігі пайда болды. Эффективті байытудың маңызы артуынан басқа, реагентті режимдерге қойылатын минималды токсикалық, минералдардың максималды селективтілігі, реагенттердің шығымы мен бағасына деген талаптарға тіреледі. Флотацияның технологиялық көрсеткіштері қолданылатын флотореагенттердің ассортименті мен сапасына тәуелді. Осыған байланысты қиын полиметалл шикізатын эффективті байытуға мүмкіндік беретін жаңа флотореагенттерді алу мен қолдану маңызды мәселе болып табылады.
Жұмыстың мақсаты - мыс-қалайы кендерін байыту кезіндегі аммоний және натрий дибутилдитиофосфаты қоспасының флотациялық қабілетін бағалау болып табылады.
Бөлім І.
1.1 Мысты және мысты-пиритті кендер. Минералдық құрамы мен технологиялық ерекшеліктері.
Минералдық құрамы. Қазіргі кездегі мысқұрамды минералдардың 170 белгілі түрінен өндірістік масштабта шамамен 17 қолданылады, олардың көпшілігі мыстың сульфидті минералдарымен: халькопирит, борнит, халькози - н, ковеллин, тетраэдрит, теннантит, энаргит және тоттыққан мысты минералдар - куприт, малахит, азурит, хризоколл, брошант және халькантитпен байытылған (1-кесте).
Кесте 1
Негізгі мысты минералдардың сипаттамалары
Минерал
Формула
Мыстың массалық үлесі, %
Тығыздық,
гсм[3]
Қаттылығы
Біріншілік сульфидтер:
Халькопирит
Екіншілік сульфидтер:
Халькозин
Ковеллин
Борнит
Блеклые руды (сульфотұздар):
Тетраэдрит
Теннантит
Оксидтер:
Куприт
Тенорит
Карбонаттар:
Малахит
Азурит
Силикаттар:
Хризоколла
Сульфаттар:
Халькантит
Брошантит
CuFeS2
Cu2S
CuS
Cu5FeS4
Cu2Sb4S2
Cu2As4Si2
Cu2О
CuO
Cu2(CO3) (OH)2
Сu2(СО3)2(OН)2
CuSiO3::nH2O
CuSO4 ::5H2O
Cu4(SO4)(OH)6
34,6
79,9
64,5
63,3
45-51
45-51
88,8
79,9
57,4
55,3
45 дейін
25,4
34,8
4,1-4,2
5,5-5,8
4,6-4,7
4,5-5,3
4,4-5,1
4,4-5,1
5,8-6,2
5,8-6,4
3,9-4,1
3,7-3,9
2,0-2,3
2,2
3,8-3,9
3-4
2,5-3,0
1,5-2,0
3,0
3-4
3,5
3,5-4,0
3,5-4,0
3,5-4,0
3,5-4,0
2-4
2,5
3,5-4,0
Кен орындардағы өздігінен туындаған минералдар ішінен құрамында 97-99 % табиғи мыс және темір, күміс, қорғасын, алтын, сынап пен висмут қоспалары кездеседі. Самородная мыстың тығыздығы 8,4-8,9 гсм3 және қаттылығы 2,5-3,0 құрайды [1].
Халькопирит немесе мысты колчедан CuFeS2 маңызды минералдардың бірі болып табылады және барлық генетикалық типтегі кен орындарда кездеседі, бірақ олардың негізгі өндірістік жинақталуы гидротермалды кенорындармен байланысты. Халькопиритегі мыс құрамы 34,6 %, темір - 30,5 % және күкірт - 34,9 %; аз мөлшерде күміс, мырыш, алтын, мышьяк, селен, теллур, қалайы қоспалары кездеседі. Тетрагоналды жүйеде кристалданады. Кристалдық құрамы сфалеритке ұқсас, бірақ мырыш позициясында мыс пен темір атомдары ретті түрде, ал мыс пен темірдің екі атомымен түзілген күкірт атомдары тетраэдрдің ішінде орналасады. Халькопириттің түсі латунды-сары. Ұсақтау барысында сынғыштықтың бетінде мыс иондарымен қатар, темір мен күкірт иондары да кездеседі.
Халькопирит - қоспа типіндегі жартылай өткізгіш. Олардың ішінде қоспалардың болуы қоспалық деңгейлердің түзілуіне негізделген, олар өткізгіштік аймақтың әртүрлі арақашықтарында орналасқан. Халькопирит қоспаларсыз өткізгіштіктің электрондық типін көрсетеді. Халькопириттің шекті қақтығысуы 10-5-10-1 Ом*м. Халькопиритте электрондардың жоғары қозғалғыштығы байқалады, ол рұқсат етілмеген аймақтың кіші енімен (2,5 эВ) түсіндіріледі. Күкірттің артық мөлшері болғанда, халькопиритте тесіктік өткізгіштік байқалады. Халькопириттің шекті магниттік қабылдауы (0,8-4,5)10-6 см3г құрайды. Кристалдық тордың энергиясы 17 489 кДжмоль .
Борнит немесе шұбарланған кен, Cu5FeS4 екіншілік мыс сульфидінің минералы, кен орындарында пластиналық құрылымды халкопиритпен қатар немесе кейін түзіледі. Негізінен халкопирит-борнит кендерінде және колчеданды кендерде сирек кездеседі. Борнит құрамында 52-65 % Cu, 8-18 % Fe, 20-27 % S және аз мөлшерде күміс, кобальт және никель қоспалары кездеседі. Борнит құрылымы металдық иондардың тертраэдрлі координациямен бірге координациялық антифлюорит түрін көрсетеді. Кристалдық құрылымның негізін үш валентті темір атомдарының жанында күкірт атомынан құралған 8 тетраэдрді құрайды, ол қарапайым кубтың басы мен ортасындағы шектер мен сол кубтағы сегіз октанттардағы төртеуінде орналасқан. Fe-тетраэдрлерінің басында орналасқан күкірт атомдары тығыз кубтық қаптаманы түзеді. Тетраэдрлер қабырғаларындағы координацияланған күкірт атомдарының арасында Cu+ атомдары орналасқан. Осы жағдайда 48 вакантты орындардағы тек 40 орны мыс иондарымен толтырылған, осыған байланысты борниттегі мыс бөлігі Сu2+ дейін тотыққан.
Борнит кубтық сингонияны а0 = 10,97 *10-10 м көрсетеді. Түсі қою қызыл, ұнтақ түрінде қара түсті болып келеді. Дұрыс емес формадағы түйіршікті түзеді. Тығыздығы 4,9-5,3 гсм, қаттылығы 3. Жартылай өткізгіш. Борниттің шекті қақтығысуы 10-5-10-3 Ом*м. Шекті магниттік қабылдау 7,410-6 см3г .
Халькозин немесе мысты жылтыр, Cu2S бірвалентті мыстың атомдары екі, үш және тетраэдрлі координациялық түрдегі күрделі координациялық құрылымды және а0 = 11,9210-10 м, b0 = 27,33-10-10 м және с0 = 13,44 10-10 м ромбылық сингонияны көрсетеді. Құрамында 79,9 % Cu, 20,1 % S және күміс, кейде темір, кобальт, никель, мышьяк және алтын қоспалары кездеседі. Түсі қара, қорғасынды-сұр, таблетка түріндегі кристалдар. Тығыздығы 5,5-5,8 гсм, қаттылығы 2,5-3,0, шекті қақтығысуы 10-4- 4*10-2 Ом*м, шекті магниттік қабылдауы (0,3-0,4)*10-6 см3г. Халькозин кен орындардағы жоғарғы шекараларында кең таралған, ол мыстың көп мөлшерімен ерекшеленеді. Кейбір колчеданды кендерде (Орал) халькозин және оның тотығу өнімдері - куприт пен теноритпен күлді кендердің жинақталуын түзеді, олар кен орындардағы жоғары бөліктерінде орналасқан.
Ковеллин CuS өнеркәсіптік кендерде халькозинмен қатар екіншілік сульфидті минерал түрінде кездеседі. Күрделі қабаттық құрылымды көрсетеді. а0 = 3,796 10-10 м және С0 = 16,3610-10 м гексагоналды сингония. құрамында 66,5 % Cu мен 33,5 % S бар. Қоспалар ретінде темір, селен, күміс және қорғасын кездеседі. Түсі индиго-көк. Жұқа қабаттарға оңай түрде ыдырайды. Тығыздығы 4,6-4,7 гсм, қаттылығы 1,5-2,0. Жақсы өткізгіш, шекті қақтығысуы 10-7-10-6 Ом*м. Магнитті емес, шекті магниттік қабылдау (0,04-0,24)*10-6 см3г. Ковеллин әдетте барлық түйіршікті массаларда кездеседі, оның кристалдары ұсақ және сирек болып келеді. Сонымен қатар, басқа да мыстың судьфидті минералдар қабықша (пленка) түрінде де кездеседі. Теннантит пен тетраэдрит кейбір колчедандық, кейбір кварц-халькопиритті кендерде кездеседі. Бұл минералдар топшасы (күрделі мыстың тиотұздары) жалпы химиялық формуласы Cu2(As, Sb)4Si2 болатын изоморфты қатарды құрады. Құрамында 45,8-51,6 % Cu, 29,2 % Sb, 20,6 % As және 25-28,2 % S бар. Құрамы мырыш, темір, күміс, сынап, никель, кобальт және висмут қоспаларымен күрделенеді. Кубтық жүйеде кристалданады, теннантитта а0 = 10,2*10-10 м, тетраэдритте а0 = 10,34*10-10 м. Кристалдары тетраэдрлік, кубтық, кейде октаэдрлік түрде болады. Жеке түйіршіктер, агрегаттар және массаларды түзеді. Түсі сұр түстен қара түске дейін ауысады, ауада бірден түссізденеді. Тығыздығы 4,4-5,1 гсм, қаттылығы 3-4. Беттік қабатта оңай алынады және тотыққан минералды түрге ауысады -малахит, азурит, ку - прит және т.б. [2].
Мыстың басқа да сульфидті минералдары ішінен кубанитті CuFe2S3 атап өткен жөн, олар мысникелді кендерде (Садбери, Канада) кездеседі және мыстың 23,4%, мысты-никелді Талнах кен орындарынан табылған талнахит Cu9Fe8Si6 және 32,8-34,5 % Cu мыс бар энаргит Cu3AsS4 (48,4 % Cu) теориялық құрамын көрсетеді. Аралас және тотыққан мысты кендерде мыстың тотыққан минералдары - оксидтер, карбонаттар, силикаттар және сульфаттар қатар кездеседі.
Куприт Си2О мыстың қарапайым оксиді, тек мыстың тотыққан аймақтарында ғана кездеседі, олар осы жерде мыстың сульфидті минералдарын түзеді. Мыстың теориялық құрамы 88,8 %. Қоспалары - селен, алюминий, темір, кремний, қорғасын, р-типтегі жартылай өткізгіш. Қызыл түсті, кейде қара түске дейін ауысады. Негізгі минералдары - малахит, азурит, тенорит, хризоколла, халькозин.
Тенорит СиО куприт сияқты таралған, мыстың 79,9 % құрайды. Түсі сұрдан қараға дейін ауысады, сол себептен оны кейде қара мысты кен деп атайды. Кристалдары ұсақ, жылан тәріздес (мелаконит). Қосымша минералдары - куприт, лимонит, марганец тотықтары, хризоколла, малахит, азурит [5].
Малахит Си2(СО3)(ОН)2 - өндірістегі мыстың тотыққан кендерінің негізгі минералы, құрамында 57,4 % Cu бар. Түсі ашық жасылдан қою жасыл түсті көрсетеді. Малахит агрегаттары ине, талшық және жылан тәріздес түрінде болады. Қоспалары ішінен мырыш, кальций, кремний және темір қоспаларын атап өтуге болады. Жанама минералдары - азурит, ку - прит, тенорит.
Азурит Си3(СО3)2(ОН)2 құрамында 55,3 % мыс бар, малахиттің жанама өнімі болып табылады. Мыс кендерінің минералдарын (халькопирит, борнит) бірінішілік тотықтыру барысында түзіледі. Кристалдары таблетка мен призматикалық форманы көрсетеді, түсі - көктен қою көкке дейін ауысады. Қосымша қоспа ретінде алтын болуы мүмкін.
Хризоколла CuSiO3 nH2P (мыс силикаты) мыстың 45 % Cu құрайды, п = 8, кейде 0 мен 4. Ашық жасыл мен көкшіл жасыл түс тән. Қоспалар түрінде алюминий, темір, фосфор болуы мүмкін. Негізінен барлық мыс құрамды кендерде темір сульфидтері кездеседі (2-кесте).
Кесте 2. Негізгі темір сульфидтері минералдарының сипаттамалары
Минерал
Формула
Массалық үлесі, %
Тығыздық,
гсм3
Қаттылық
Темір
Мыс
Пирит
FeS2
46,5
53,5
4,9-5,2
6,0-6,5
Марказит
FeS2
46,5
53,5
4,9
6,0-6,5
Пирротин
Fe2S
58,8-61,8
41дейін
-
3,2-4,5
Пирит FeS2 күкіртті (темірлі) колчедан барлық сульфидті кендерде кең таралған сульфидті минералдардың бірі болып саналады. Пирит кубтық жүйеде кристалданады. Оның кристалдық құрылымында темір атомдары натрий иондарының орнын, ал екі валентті күкірт - хлор орнын алады. Пириттегі темірдің теориялық құрамы 23,4%. Кобальт, никель және мышьяк - пириттегі ең кең таралған қоспалар, сонымен қатар алтын, мыс, күміс, сүрме, мырыш, марганец та болуы мүмкін.
Пирит негізінен кен орындарда жалпақ түйіршікті масса түрінде, кейде сары түсті ірі кристалдар түрінде кездеседі. Пирит жақсы жартылайөткізгіштік қасиет көрсетеді. Никельді пирит құрамында 23,4 % Ni, ал кобальт-пиритте 3 % дейін Co болуы мүмкін [3].
Марказит FeS2 пириттің полиморфты түрі болып табылады. Гидротермалды кен орындарда төмен температураларда (пиритпен салыстырғанда) қалыптасады. Көп жағдайда қос кристалдарды түзеді. Пирит пен пирротиннің тұрақты өнімі.
Пирротин немесе магниттік колчедан, темір құрамына байланысты гексагональды және моноклинді түрді көрсетеді, олар өзара тотықтырғыштығымен, магниттілігімен, электрлігімен және басқа да қасиеттерімен ажыратылады. Құрамында 47,37-ден 47,83 % дейін Fe бар гексагоналды пирротин (Fe7S8) - ферромагнитті. Бірақ табиғи пирротин әртүрлі модификациядағы пирротиндердің байланыстарын көрсетеді, олар байыту үрдісімен бөлінбейді. Пирротиннің кристалдық құрылымы - күкірт пен темірден құралған тығыз гексагоналды қаптама. Құрамында никель, мыс, кобальт, селен қоспалары кездеседі.
0.2 Түсті металлдар мономинералдарының беттік және электрокинетикалық қасиеттеріне жаңа флотореагенттердің әсерін зерттеу
Сульфидті мономинералдардың бетінде сульфгидрилді флотореагенттердің әрекетін зерттеу үшін флотореагенттердің физико-химиялық қасиеттері (адсорбция, суланудың шеттік бұрышы, -потенциал) зерттелді. Сурет-2 көрініп тұрғандай, рН артуымен аэрацияның болмауы кезінде барлық минералдар теріс зарядталады. Аэрацияның 10-минутынан кейін минералдардың беттері оң зарядқа ауысады. Ортаның рН артқан сайын минералдар бетінде гидроксил- және карбонат- құрамдас қосылыстардың түзілу есебінен - потенциалдың төмендеуі жүзеге асады [4].
Адсорбциялық механизмге сәйкес ең алдымен оттегі молекулаларының сульфидтің бетіне адсорбциясы, кейіннен белсенді комплекстің түзілуі мен оның соңғы өнімдердің түзілуімен оның ыдырауы жүреді, яғни минерал бетіне аэрациядан кейін сульфид-ионы жартылай тотығады және потенциал анықтаушы иондармен ауыр металлдар иондарына айналады.
Мономинералдар бөлшектерінің (пирит, галенит және халькопирит) - потенциалының өзгеруін бутил ксантогенатының концентрациясынан тәуелділігін зерттеді. Алынған нәтижелер сурет-3 келтірілген. Натрий бутил ксантогенатының концентрациясының артуымен зерттелетін минералдар үлгілерінің - потенциалы төмендейді, ал кейін базалық флотореагенттің концентрациясы артқан сайын жүйедегі бөлшектердің қайта зарядталуы жүзеге асады.
б
б
a
a
1 - пирит; 2 - галенит; 3 халькопирит
Сурет 2 - Аэрация жоқ кездегі және 10 минуттық аэрациядан кейінгі ортаның рН тәуелділігіне байланысты өлшемдері (-0,074+0) мм мономинералдар бөлшектерінің электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі.
Алмасу реакциясы есебінен натрий бутил ксантоненаты минералдардың кристалды торында бекітілген ауыр металдар катиондарымен ксантоненаттар түзеді, бұл минералдар бетінің зарядының төмендеуіне әкеледі, бұл кезде сульфидті минералдардың күшеюіне мүмкіндік беретін, беттік гидрофобизациясы жүзеге асады (сурет 3, 1а, 2а, 3а қисықтары).
1 - пирит; 2 - халькопирит, 3 - галенит
Сурет 3 - Натрий бутил ксантогенаты (а) мен КСК-6 (б) реагентінің концентрациясына тәуелді мономинералдардың электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі, рН=8
1 - пирит; 2 - халькопирит, 3 - галенит
Сурет 3 - Натрий бутил ксантогенаты (а) мен КСК-6 (б) реагентінің концентрациясына тәуелді мономинералдардың электрокинетикалық потенциалының (ζ) өзгерісі, рН=8
КСК-6 реагентінің оң зарядталған мономинералдарға электрокинетикалық потенциал әсеріне қатысты, онда берілген реагент минералдар бөлшектерінің бетіне, ксантоненатты топтың ауыр металдар иондарымен алмасу реакциясы мен оның молекуласының оттегі атомының теріс санының физикалық сорбциясы есебінен көпір түрінде бекітіледі. Бұл кезде электрокинетикалық потенциалдың төмендеуіне әкелетін, КСК-6 молекуласының минерал бетіне таралуы жүзеге асады (сурет 3 -1б, 2б, 3б). Жоғарыда аталған флотореагенттер қатысында минералдар бетінің потенциалы мен зарядының өзгеруі, минералдар бетінің суланудың шеткі бұрышы мен адсорбциясы мәліметтері бойынша дәлелдене алады. Өзінің диаксанды циклінде аса гидрофобты радикал - гексильді (-С6Н13) көмірсутекті радикалы бар, КСК-6 реагенті бутил ксантогенатының суланудың шеткі бұрыштары мәндері бойынша орын береді, яғни минерал бетін нашар гидрофобизациялайды. Бұны бутил ксантогенаты диксантогенаттар түзе алуымен түсіндіруге болады, ал құрамында ксантогенат тобы бар, КСК-6 стерикалық қиындатылуға әкелетін, циклді құрылысы үшін дисульфид түзе алмайды. Сурет-4 бутил ксантогенатының, КСК-6 адсорбцияға әсерін және оның қоспаларының ортасының әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының мәнінен халькопирит беті суланудың шеткі бұрышының өзгеруіне әсері көрсетілген. рН=6 кезінде (сур.4) аталған флотореагенттердің адсорбциясы жоғарылаған сайын және беттік потенциал =+5+15 мВ кезінде халькопирит бетінің шектеулі гидрофобизациясы байқалады. Флотореагенттердің әрі қарай жоғарылауы флотореагенттердің функционалды топтарының қайта топтасуы есебінен халькопирит бетінің гидрофилизациясына әкеледі.
рН=8
рН=8
рН=6
рН=6
1- КСК-6; 2 - БКс; 3 - КСК-6 : БКс = 1:1
Сурет 4 - ортаның әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының ζ өзгерісін халькопирит бетіндегі адсорбцияланған флотореагенттердің (б) саны мен суланудың шеткі бұрышының (а) тәуелділігі
1- КСК-6; 2 - БКс; 3 - КСК-6 : БКс = 1:1
Сурет 4 - ортаның әртүрлі рН кезіндегі жүйенің электрокинетикалық потенциалының ζ өзгерісін халькопирит бетіндегі адсорбцияланған флотореагенттердің (б) саны мен суланудың шеткі бұрышының (а) тәуелділігі
рН=10
рН=10
Ортаның рН артқан сайын (сур. 4) суланудың шеткі бұрышы мен зерттелетін флотореагенттің халькопирит бетіндегі адсорбциясының саны да артады. = f () қисықтарындағы максимумдар ұзынырақ болады және электрокинетикалық потенциалдың оң мәндері жағына ығысады. Ортаның рН артуы кезіндегі флотореагенттер қатысындағы халькопирит бетіндегі гидрофобизацияның артуы, химиялық және физикалық адсорбциялар формалары есебінен флотореагенттердің адсорбциясын жақсартатын, оттегі концентрациясының артуы нәтижесінде халькопирит бетіндегі екі валентті темір мен мыс иондарының пайда болуымен байланысты болуы мүмкін. КСК-6 мен бутил ксантогенатын 1:1 қатынаста қолдану кезінде флотореагенттердің ксантогенаттар топтары хемосорбция есебінен минерал бетіне жабысады, КСК-6 молекуласының цикліндегі оттегі атомдары физикалық адсорбция жолымен поляризациялық бетке жабысуы мүмкін. КСК-6 молекуласының гексильді радикалы мен бутил ксантогенатының көмірсутекті радикалы гидрофобты әрекеттесулер есебінен минерал бетіне қабаттаса алады. Бұл беттің минималды заряды кезінде суланудың шеткі бұрышының артуына әкеледі. БКс:КСК-6 = 1:1 композициясы белсенділігінің күшеюі, КСК-6 бұл жерде жұп функция - КСК-6 молекуласының жартысы көпіршікті түзуге қабілетті, ал екінші бөлігі минерал бетінің ксантогенатты тобына жабыса алуымен байланысты. Бұл уақытта КСК-6 көпіршіктері ксантогенатпен жабылған минералды бөлшектерді көбірек алады [5].
1.3 Темір құрамдас кендердің флотациясының химико-технологиялық параметрлері
Темірқұрамдас минералдардың флотациялық қасиеттері
Барлық сульфидті минералдар сияқты пиритте салыстырмалы түрде тез тотығады; бұл кезде оның бетіне рН пен тотығу-тотықсыздану потенциалына тәуелді темір гидрототығы, темір карбонаттары мен SO42-, S2O32- и SO32- иондары бар темірдің жақсы еритін қосылыстары түзеледі. Пириттің бетінде оң тотығу-тотықсыздану потенциалы мен рН 7 кезінде түзілетін Fе(ОН)3 қабықшасы төмен ерігіштікпен (К = 3,8 ·10-36) және тек жинағыштың жабысуына ғана кедергі келтірмейді, сонымен қатар оның минерал бетінен итеріп шыға алумен сипатталады.
Сурет 7. рН пириттің дитиофосфатпен (1) және оның дисульфидімен флотациялануына әсері
Пириттің түрлері мен модификациялардың флотациялануы жақсы зерттелген. Оның флотациялық қасиеті кристалл тордың физико-химиялық біртексіздігін, темір мен күкірттің түрлі қатынасы мен қоспалардың болуын анықтайтын, минералдардың генезисіне тәуелді. Пирит әлсіз қышқыл немесе бейтарап ортада рН 6-7 кезінде ксантогенаттар мен дитиофосфаттармен эффективті флотацияланады. Сілтілі ортада пириттің флотациясы нашарлайды және рН8 кезінде толығымен жойылады (сур. 7). Дитио- фосфаттар мен дитиокарбоматтар пирит бетіне халькопиритке қарағанда аз дәрежеде сорбцияланады, сондықтан олардың мыс-пиритті кендердің селективті флотациясы кезінде қолданған жөн.
Пириттің ең кең таралған басушысы ретінде, әрекеті пульпаның рН арттыру мен бетінде темір гидрототығының қабықшасының түзілуіне ғана емес, бірақ ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz