Исследование и моделирование действия композиции металлосодержащих модификаторов на флотацию сульфидных минералов цветных тяжелых металлов

Представлены результаты исследований влияния металлосодержащих модификаторов на флотацию сульфидов меди, цинка и пирита, содержащихся в медно-цинковой колчеданной руде одного из уральских месторождений, и результаты моделирования зависимостей извлечения меди, железа и цинка в концентрат флотации II (основная медно-цинковая флотация) от относительных долей каждого из купоросов в их смеси. В работе применен симплекс-план четвертого порядка при смешивании модификаторов в различных пропорциях. Модификаторы, такие как медный купорос (CuSO4), железный купорос (FeSO4) и цинковый купорос (ZnSO4), смешиваются и добавляются во флотацию II, которая по сути является медно-цинковой флотацией. Анализ экспериментальных результатов показал, что смесь железного купороса (FeSO4) 25 г/т и медного купороса (CuSO4) 75 г/т, добавляемая во флотацию II, при общем расходе смеси 100 г/т позволяет достигнуть максимального суммарного извлечения меди и цинка в концентрат – 137,6%. По результатам флотационного эксперимента рассчитана взаимосвязь между извлечениями меди, цинка и пирита в концентрат флотации и относительными долями каждого из модификаторов при их общем расходе во флотацию 100 г/т. Полученные уравнения могут быть использованы в системе дозирования данных реагентов в медно-цинковую флотацию. По полученным моделям были рассчитаны извлечения меди, железа и цинка в концентрате флотации II, которые позволили определить составы смеси, при которых может наблюдаться максимальное извлечение меди и цинка в концентрат при минимальном извлечении железа. Согласно результатам расчетного моделирования, наибольший интерес представляет исследование действия смеси медного и железного купоросов, которая дозируется во флотацию II.

Пье Чжо Чжо, Чжо Зай Яа, Горячев Б. Е. Исследование и моделирование действия композиции металлосодержащих модификаторов на флотацию сульфидных минералов цветных тяжелых металлов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7. – С. 142–154. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_7_0_142.

Пье Чжо Чжо¹ — аспирант, e-mail: bophyo1831993@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-3084-6771,
Чжо Зай Яа¹ — канд. техн. наук, стажер кафедры, e-mail: kokyawgyi49@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4364-9574,
Горячев Борис Евгеньевич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: beg@misis.ru,
¹ НИТУ МИСИС.

Пье Чжо Чжо, Горячев Б.Е., e-mail: bophyo1831993@gmail.com; e-mail: beg@misis.ru.

1. Бочаров В. А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых. Т. 2: Минерально-сырьевая база полезных ископаемых. Обогащение руд цветных металлов, руд и россыпей редких металлов. — М.: Руда и металлы. — 2007. — C. 156—170.

2. Абрамов А. А., Леонов С. Б. Обогащение руд цветных металлов. — М.: Недра, 1991. — 407 с.

3. Бочаров В. А., Игнаткина В. А., Абрютин Д. В., Каюмов А. А., Каюмова В. Р. (Корж) Влияние модификаторов класса сульфоксидов на флотируемость сульфидных минералов и технологические показатели флотации руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12. — С. 20—33. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_20.

4. Štirbanović Z. The effect of degree of liberation on copper recovery from copper-pyrite ore by flotation // Separation Science and Technology. 2020, vol. 55, no. 17, pp. 3260—3273. DOI: 10.1080/01496395.2019.1676260.

5. Бочаров В. А., Рыскин М. Я., Поспелов Н. Д. Развитие технологии переработки медноцинковых руд Урала // Цветные металлы. — 1979. — № 10-е. — C. 105—107.

6. Митрофанов С. И. Обогащение медно-цинково-пиритных руд Урала // Цветные металлы. — 1977. — № 1. — C. 53—56.

7. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. — М.: Недра, 1993. — 412 с.

8. Горячев Б. Е., Наинг Лин У, Николаев А. А. Особенности флотации пирита одного из медно-цинковых месторождений Уральского региона бутиловым ксантогенатом калия и дитиофосфатом натрия // Цветные металлы. — 2014. — № 6. — С. 16—22.

9. Ягудина Ю. Р., Карасов Ю. К. Совершенствование технологии флотации медно-цинковых руд, перерабатываемых на обогатительной фабрике Актюбинской медной компании // Горная промышленность. — 2021. — № S5-2. — С. 29—32.

10. Чантурия В. А., Шадрунова И. В. Технология обогащения медных и медно-цинковых руд Урала. — М.: Наука, 2016. — 386 с.

11. Хтет Зо У, Чжо Зай Яа, Горячев Б. Е. Действие композиций из железного, цинкового купоросов и сернистого натрия на флотацию медно-цинковых колчеданных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12. — С. 139—151. DOI: 10.25018/023 6_1493_2023_12_0_139.

12. Кузнецов В. В., Александрова Т. Н. Разработка методов определения флотируемости минералов для эффективного проектирования технологии флотации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10-1. — C. 145—154. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_145.

13. Сорока Е. И., Притчин М. Е., Лютоев В. П., Смолева И. В. Физико-химические исследования карбонатов Сафьяновского медно-колчеданного месторождения (Средний Урал) // Вестник Пермского университета. Геология. — 2019. — № 2. — С. 152—164.

14. Наинг Лин У Повышение селективности флотации колчеданных медно-цинковых руд с использованием модификаторов флотации пирита на основе соединений железа (II). Автореф. дисс. … канд. техн. наук. — М.: МИСиС, 2015. — C. 27. https://misis.ru/files/3192/Naing_ avtoreferat.doc.

15. Чжо Зай Яа Повышение селективности флотации колчеданных медно-цинковых руд с использованием модификаторов флотации сфалерита на основе соединений железа (II), меди (II) и цинка. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. — М.: МИСиС, 2018. — C. 26. https://misis.ru/ files/9461/Chgo_AR.pdf.

16. Пье Чжо Чжо, Чжо Зай Яа, Горячев Б. Е. Действие композиции металлосодержащих модификаторов поверхности сульфидных минералов цветных тяжелых металлов при флотации медно-цинковых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 11. — С. 128—142. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_11_0_128.

17. Scheffe H. Experiments with mixtures // Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological). 1958, vol. 20, no. 2, pp. 344—360. DOI: 10.1111/j.2517-6161.1958.tb00299.x.

18. Новик Ф. С. Планирование эксперимента на симплексе при изучении металлических систем. — М.: Металлургия, 1985. — 256 с.

19. Шуменко В. Н. Методы планирования экспериментов. Планирование эксперимента при изучении диаграмм «состав–свойства» / Планирование промышленных экспериментов. — M.: МИСиС, 1979. — 52 с.

20. Valery V., Hanna P., Yevhenia, Konstantin G. A modified scheffe's simplex lattice design method in development of ceramic carriers for catalytic neutralizers of gas emissions // Chemistry Journal of Moldova. 2021, vol. 16, pp. 79—87. DOI: 10.19261/cjm.2021.779.

21. Зедгинидзе И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. — М.: Наука, 1976. — 390 с.