Повышение селективности процесса рентгенолюминесцентной сепарации за счет избирательного закрепления люминофорсодержащих модификаторов спектрально-кинетических характеристик на алмазах
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья
Статья в выпуске: 3 т.11, 2026 года.
Бесплатный доступ
Актуальность работы определяется важностью проблемы повышения эффективности процесса рентгенолюминесцентной сепарации слабо и аномально люминесцирующих алмазов, достигаемого за счет избирательного закрепления на поверхности алмазов люминофорсодержащих реагентов-модификаторов, представляющих собой композицию люминофоров и органической жидкости, придающих алмазам спектральные характеристики природного алмаза. Целью исследований было повышение селективности извлечения аномально светящихся алмазов за счет выбора параметров среды, в первую очередь температуры и рН водной фазы, обеспечивающих избирательность закрепления люминофорсодержащих модификаторов на поверхности алмазов и кимберлита. В работе применены методы измерения краевых углов смачивания и поверхностного натяжения в системе минерал – органический коллектор – водная фаза. Для расчета энергии адгезии аполярного коллектора на поверхности минералов использовали уравнение Дюпре–Юнга. Для оценки эффективности закрепления органического коллектора на минеральных образцах использовали визиометрическую методику, предусматривающую получение и анализ изображений поверхности минералов на микроскопе «Микромед 3 ЛЮМ» и во флюоресцентном кабинете «УФК-254/365» в ультрафиолетовом освещении. Результаты исследований показали, что модификатор закрепляется и концентрируется на включениях гидрофобных минералов кимберлита. Доля покрытия поверхности частиц кимберлитовой породы люминофорами после обработки модификаторами составляет от 0,5 до 25%, при этом наиболее интенсивное закрепление люминофоров (максимальная степень покрытия поверхности) наблюдается на поверхности гипергенно измененного кимберлита. Результаты исследований показали возможность повышения избирательности закрепления модификаторов на кристаллах алмаза применением реагентов регуляторов различных классов комплексонатов (ОЭДФК, НТФ, ИС-3), органических полимеров (Камцел 600, КМЦ–75, полиэтиленгликоль 1400) и оксиэтилированных алкилфенолов (Неонол АФ-9-6, ОП-4, ЭО-20). Установлено, что увеличение температуры и снижение рН среды при добавках реагентов-регуляторов выбранных классов является действенным фактором, снижающим энергию адгезии органического коллектора на поверхности измененного кимберлита, что обеспечивает уменьшение закрепления модификатора на частичках кимберлита и, соответственно, способствует увеличению избирательности закрепления модификатора на кристаллах алмазов. Проверка разработанного режима обработки алмазо-кимберлитового продукта модификаторами спектрально-кинетических характеристик показала его эффективность. Показано, что при подогреве среды до 40 ℃ и подкислении среды рН = 5,5 при добавках в водную фазу в качестве реагента-регулятора ОЭДФ комплексоната при концентрации 200 мг/л достигается повышение извлечения алмазов в процессе рентгенолюминесцентной сепарации на 15–17,5 %, уменьшение выхода кимберлита в концентрат на 0,15–0,45 %.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316765
IDS: 140316765 | УДК: 622.7 | DOI: 10.17073/2500-0632-2026-06-1175
Increasing selectivity of X-ray luminescence separation through the selective fixation of luminophore-containing spectral-kinetic characteristic modifiers on diamonds
The relevance of the study is determined by the importance of the problem of increasing the efficiency of the X-ray luminescence separation for weakly and anomalously luminescent diamonds, achieved through the selective fixation of luminophore-containing modifying agents (modifiers) on the diamond surface, which are a composition of luminophores and an organic liquid that impart the spectral characteristics of natural diamond to these diamonds. The aim of the research was to increase the selectivity of extracting anomalously luminescent diamonds by selecting medium parameters, primarily the temperature and pH of the aqueous phase, which ensure the selectivity of the fixation of luminophore-containing modifying agents on the surface of diamonds and kimberlite. The study employed methods for measuring limiting wetting angles and surface tension in the mineral–organic collector–aqueous phase system. The Dupré–Young equation was used to calculate the adhesion energy of the apolar collector on the mineral surface. To evaluate the efficiency of organic collector fixation on mineral samples, a visiometric technique was used, which involved obtaining and analyzing images of the mineral surface using a Mikromed 3 LUM microscope and in a UFK-254/365 fluorescence cabinet under ultraviolet light. The research results showed that the modifying agent was fixed and concentrated on inclusions of hydrophobic kimberlite minerals. The proportion of the kimberlite particle surface covered by luminophores after treatment with modifiers ranges from 0.5 to 25%, with the most intensive fixation of luminophores (maximum degree of surface coverage) observed on the surface of hypergene-altered kimberlite. The research findings demonstrated the feasibility of increasing the selectivity of modifying agent fixation on diamond crystals by using various classes of regulating agents: complexonates (OEDP, ATMPA, AQUA-IS-3), organic polymers (Kamtsel-600 (sodium carboxy-methylcellulose), CMC-75, polyethylene glycol 1400), and ethoxylated alkylphenols (Neonol AF-9-6, OP-4, EO-20). It was established that increasing the temperature and decreasing the pH of the medium with the addition of regulating agents of the selected classes is an effective factor that reduces the adhesion energy of the organic collector on the surface of altered kimberlite that ensures decreasing the fixation of a modifying agent on kimberlite particles and, accordingly, contributes to an increase in the selectivity of modifying agent fixation on diamond crystals. Verification of the developed treatment regime for diamond-kimberlite products with spectral-kinetic characteristic modifiers demonstrated its effectiveness. It was shown that by heating the medium to 40 ℃ and acidifying the medium to pH = 5.5 with the addition of OEDP complexonate as a regulating agent to the aqueous phase at a concentration of 200 mg/L, an increase in diamond recovery in the X-ray luminescence separation process by 15–17.5% and a decrease in kimberlite yield into the concentrate by 0.15–0.45% are achieved.
