Традиционные и новые реагенты-собиратели для флотации золотосодержащих руд

В последние годы в связи с ростом потребности в благородных металлах и истощением месторождений богатых и легкообогатимых руд вовлекаются в эксплуатацию месторождения труднообогатимых Au-содержащих руд [3]. Золото в этих рудах тесно ассоциировано с пиритом, арсенопиритом, сульфидами меди, и отличается тонкой вкрапленностью. Для обогащения Au-содержащих труднообогатимых руд используется метод флотации.

Для флотации золотосодержащих руд применяются следующие собиратели: ксантогенаты, дитиофосфаты, меркаптаны, дитиокарбаматы соли жирных кислот и др. Предложено применение смесевых собирателей: американские F-100, S-703 и отечественные серии СИГ [1, 5]. Однако актуальной остается проблема селективного отделения золотосодержащих минералов от минералов, не содержащих золота. В связи с этим нами выполнены исследования по определению флотационных свойств пирита, искусственно обогащенного золотом, в сравнении с флотационными свойствами пирита, не содержащего золота.

Для получения материала, искусственного обогащенного золотом был использован пирит Калангуйского месторождения крупностью -0,044+0,063 мм, а также золотохлористоводородная кислота (HAuCl4). Исходный раствор золотохлористоводородной кислоты (ЗХВК) содержит 2,15 г золота в 2 н соляной кислоте. Подготовлены 2 навески пирита по 50 гр. каждая. Первую навеску поместили в стеклянный стакан объемом 1 литр и залили 500 мл дистиллированной воды, в которой предварительно было растворено 12 мл исходного раствора ЗХВК. Таким образом, первую навеску обрабатывали раствором, содержащим 300 мг золота и 0,024 моля соляной кислоты. Ко второй навеске пирита, также помещенной в стеклянный стакан объемом 1 литр, добавили 500 мл дистиллированной воды с 1,975 мл концентрированной соляной кислоты, что составило 0,024 моля. Обе навески перешивали с помощью механической мешалки в течение 5 часов, затем пробы стояли без перемешивания 17 часов, после чего их перемешивали еще 2 раза.

После обработки, каждую навеску промывали 5 раз водопроводной водой (объем воды 1 литр) и один раз дистиллированной водой, отфильтровывали и высушивали на воздухе.

По данным химического анализа после обработки золотохлористоводородной кислотой был получен пирит, содержащий 0,1725 % или 1725 г/т золота. На рис. 1 представлены конфигурации образования металлического золота на зернах пирита (рис. 1а). Рентгеновский спектр участков минерала, покрытых золотом (рис. 1б) свидетельствует о том, что выделения золота образуют толстый слой, за которым практически не просматривается подложка.

Рис. 1. Конфигурации образования металлического золота на частицах пирита (а). Рентгеновский спектр участка пирита покрытого золотом (б).

Первоначально была изучена естественная флотируемость пирита, обработанного золотохлористоводородной кислотой, обработанного раствором соляной кислоты и исходного пирита, который не подвергался никакой обработке (табл. 1). Для этого минералы флотировали без собирателя, в присутствии одного вспенивателя (МИБК). В одной серии опытов в качестве среды использовали дистиллированную воду, в другой серии боратный буферный раствор (рН 9,18).

Таблица 1

Результаты флотируемости пиритов: природного, обработанного соляной кислотой и обработанного ЗХВК

Согласно данным этой таблицы, пирит, который не обрабатывали раствором ЗХВК или раствором соляной кислоты, в дистиллированной воде флотируется очень активно, но в боратном буфере его флотируемость резко снижается. После обработки соляной кислотой в концентрации 0,024 моля/500 мл, выход пирита при флотации одним вспенивателем составил 20 % в дистиллированной воде и 10 % в боратном растворе. Обработка пирита раствором ЗХВК резко повысила гидрофобные свойства минерала. Причем в борате его флотируемость одним МИБК выше, чем в дистиллированной воде. На рис. 2 приведены результаты опытов по флотации минералов одним вспенивателем в известковой среде.

Рис. 2. Зависимость флотируемости пирита одним МИБК от рН.

По данным рисунка и в известковой среде естественная флотируемость пирита, содержащего на поверхности металлическое золото, существенно выше флотируемости собственно пирита. Даже при рН равном 10,0 выход пирита с золотом составил 43%, вместо выхода в 10% для пирита без золота. Флотируемость минералов близка к нулю в среде с рН больше 11,0.

На рис. 3 приведены результаты флотации золотосодержащего пирита и природного пирита в присутствии ксантогената и нового реагента-собирателя диизобутилдитиофосфината (ДИФ). Опыты проводили в дистиллированной воде, рН которой был доведен до значений 9,3-9,5 с помощью известковой воды. Как видно из этого рисунка, при низких концентрациях реагент ДИФ флотирует золотосодержащий пирит активнее, чем бутиловый ксантогенат. При более высоких концентрациях выход золотосодержащего пирита при использовании реагента ДИФ и ксантогената примерно одинаков. Увеличение концентрации ксантогената вызывает резкое увеличение выхода, не обогащенного золотом, пирита. Выход возрастает с 30 до 90%. В случае с реагентом ДИФ извлечение не содержащего золота образца пирита повышается с 30 до 60%. Таким образом, при флотации продуктов, в которых присутствуют пирит содержащий золото, и пирит, свободный от золота, высокие концентрации ксантогената могут вызвать существенное снижение качества концентрата по золоту. Использование реагента ДИФ в этой ситуации позволит получить такое же извлечение золота, как и ксантогенат, при сохранении качества концентрата, что характеризует реагент ДИФ как селективный собиратель для золотосодержащего пирита.

Рис. 3. Флотируемость пирита ксантогенатом (пунктирные линии) и реагентом ДИФ (сплошные линии) в известковой среде (рН 9,22).

Выводы:

• 1.    Сравнительные исследования по определению флотационных свойств пиритов показали, что естественная флотируемость пирита, содержащего на поверхности металлическое золото, существенно выше флотируемости пирита без золота.

• 2.    Наличие металлического золота на пирите способствует увеличению сорбции ксантогената и изменению состава соединений ксантогената на поверхности в сторону образования ксантогената золота.

• 3.    Показана перспективность использования реагента диизобутилдитиофосфианата натрия (ДИФ) для селективной флотации золотосодержащего сырья.