Galena (Magyar)
Oxidált Zn és Pb ásványok
Köztudott, hogy a kénezett és az oxidált ásványok között különbség van a flotációval történő szétválasztás tekintetében. Könnyen visszanyerhető a Zn a szfaleritből és a Pb a galenából, még xantát-gyűjtőkkel is, de ez nem ugyanaz a smithsonitból (Zn CO3) származó Zn és a ceruszitból (PbCO3) származó Pb esetében.
A Zn és a Pb flotálása az oxidált ásványi anyagok nehézkesek, mert nincsenek olyan közvetlen hatású kollektorok, amelyek képesek egyetlen fém koncentrátumok előállítására. Az új specifikus kollektorok iránti igény különösen az oxidált ólom- és cinkásványok esetében érezhető, mivel azok felületét – ellentétben a szulfid fajtával – az általánosan használt kollektorok nem teszik könnyen hidrofóbvá a hatékony flotáció elérése érdekében. Ezenkívül ezen oxid-ásványok oldhatósága magas. Ennek következtében a kollektor kölcsönhatásba lép az oldatba került fémkationokkal is, ezáltal nagymértékben megnöveli a flotáláshoz szükséges reagens mennyiségét. Ezért általános gyakorlat, hogy az ilyen ásványi anyagokat a flotálás előtt kénesítik, hogy felszínüket a xantátok befogadására készítsék elő. Ezeket a gyűjtőket általában a szulfidok koncentrálására használják. A tisztítóüzemekben általában használt gyűjtők csak akkor járnak el, ha az ércet előzetesen rendkívül kényes és kritikus szulfidezési fázisnak vetették alá. Valójában a kénesítés körültekintő adagolást igényel, hogy elkerülhető legyen az ásványi felület inertvé válása. kationok, függetlenül a szilárd anyag ásványtani formájától.
Ennek a megközelítésnek azonban két fő hátránya is van, egyrészt a túlzott fogyasztás (Marabini 1973, Marabini et al. 1983), másrészt az alifás lánc hiánya ami az ásványi felületet hidrofóbá teszi.
Valójában a kereskedelemben kapható kelátképző reagensek szinte mindegyik aromás molekula hosszú szénhidrogénlánc nélkül; így, bár a kelátképző ásványi részecske meglehetősen hidrofób, nem eléggé aerofil a flotáció biztosításához. Oxidált ásványi anyagokkal (Usoni és mtsai 1971, Rinelli és mtsai 1973, Marabini 1975, Rinelli és mtsai 1976) végeztek vizsgálatokat, amelyek hidrofóbvá tették a részecskéket azáltal, hogy korabeli, hosszú láncú szerves csoportokat tettek elérhetővé (fűtőolaj vagy olajos habosító), és kelátképző szerek.
Ennek a koncepciónak az első alkalmazása 1973-ból származik. Kelátképző reagenst, nevezetesen 8-hidroxi-kinolint (1. ábra) és fűtőolajat alkalmaztak a Zn vegyület oxid-szulfid vegyes ásványainak lebegtetésére. Pb (Rinelli et al., 1973). Jó visszanyerés érhető el egy olyan ércnél, amely 7,3% Zn-t tartalmaz, 1,4% szfalerit tartalmaz, és 0,9% Pb-t, 1,4% -ot galénaként.
1. ábra: Az MBT-Pb kelát szerkezete.
Az eddig elhangzottak alapján nyilvánvaló, hogy az ismert kelátképző vegyületek olyan reagensek osztályát alkotják, amelyek felhasználhatók fémércek flotálására, mesterségesen biztosítva a hosszú láncot szerves részét semleges olaj (fűtőolaj) bevezetésével. De egy új folyékony fázis bevezetése a flotációs pépbe káros hatással van a rendszer egészére, és ipari méretekben nem áll rendelkezésre.
A tanulmányok ezért új szerves molekulák szintézisére irányultak. mind a szelektív funkcionális aromás kelátképző csoportok, mind a hidrofób hosszú alkil-lánc részek. Ez ismert kelátképző kollektorok módosításával történik.
Valójában sok kutatást végeztek a szelektív kelátképző kollektorok tervezésével kapcsolatban; ennek eredményeként számos struktúrát javasoltak és szintetizáltak ólom / cink ércek laboratóriumi vizsgálatára a kísérleti és a növényi kísérletek elvégzése előtt.
A szelekció termodinamikai számításai alapján a kationok felé elméletileg szelektív komplexképző kollektorok közül (Marabini és mtsai. 1983) a reagensek két osztályát javasolták Marabini és mtsai. (Marabini és mtsai 1988 és 1989, Nowak és mtsai 1991) kísérleti üzemben az oxidált Zn és Pb flotálásához. Sokat írtak az alifás lánc szerepéről a hagyományos gyűjtőkben (Cases 1968, Predali 1968, Somasundaran 1964), de a munka új kelát típusú reagensekre vonatkozik, vegyes aromás aranybaptobenzotiazol (MBT) és aminotiofenol (ATP) reagensekre. –Alifás szerkezet. Az aromás rész specifikus funkcionális kelátképző csoportokat tartalmaz, amelyek szelektívek a cink vagy az oxidált ásványok ólma felé (az MBT szelektív az ólom és az ATP a cink felé), míg az alifás rész egy szénhidrogén láncból áll, amely a felület-komplexumot hidrofóbá teszi.
Az MBT gyűjtőhatása tehát annak tulajdonítható, hogy az ásványi felületen szelektíven kemiszorbált felületi film képződik, amelyet az alifás lánc hidrofóbá tesz.
Valójában hidrofil oxidáció esetén ásványi anyagok, az MBT aromás-heterociklusos része önmagában nem elegendő ahhoz, hogy a felületet kellőképpen hidrofóbá tegye a flotáció biztosításához. Ezért alifás láncot kell bevezetni a molekulaszerkezetbe. Az alifás lánc szükséges a hidrofób állapot biztosításához és ezáltal az aromás kelátképző (MBT vagy ATP) reagens gyűjtőerejének biztosításához.
Bebizonyosodott, hogy a gyűjtőerő biztosításához három szénatom a legkisebb lánchosszúság. amely az alifás lánchosszal javul. A teljesítményt kissé növeli egy éter oxigénatom jelenléte.
Az ATP típusú reagensek esetében ezek (mint az ezekből származó Schiff-bázisok) kelátképző hatást fejtenek ki Zn felé (Barbaro és mtsai. 1997). A kelátképzés nitrogénnel és –SH-val való gyenge kötéseken keresztül következik be (2. ábra).
2. ábra Az ATP-Zn kelát szerkezete.
A kemiszorbált felületi film képződése elég stabil ahhoz, hogy figyelembe vegye a gyűjtőhatást. Az ATP-t és különböző alifás láncokat tartalmazó molekulák szelektivitását flotációs tesztekkel vizsgálták.
Ebben az esetben az alifás lánc és az éter oxigén szerepe meghatározóbb, mint az MBT szempontjából a stabilitás biztosításában. az adszorbeált fázis és ezáltal az úszóképesség. A szelektivitás növekszik a szénatomok számával a láncban.
Különösen az oxigén jelenléte a láncban fokozza a szelektivitást, míg az MBT osztályú reagensekben csak a lánc hossza hatékony. Ez a különbség a két reagens eltérő kémiai szerkezetével magyarázható. Az MBT esetében az alifás szubsztituens hatása elsősorban annak hidrofóbizáló hatásának és így annak a hosszának köszönhető, amely az adszorbeált réteg láncainak kölcsönös vonzását segíti elő.
Ezzel szemben Az ATP esetében az alifás szubsztituens hatása nemcsak hidrofóbizáló hatásának köszönhető, hanem a molekula aromás poláros fejének reaktivitására gyakorolt hatásának is. Valójában az ATP kelátképző funkciós csoport gyengébb reakcióképességű az MBT-hez képest, ezért érzékenyebb a szubsztituens egyedülálló benzolgyűrűjére gyakorolt hatására (míg az MBT két aromás szerkezettel rendelkezik). Emiatt az ATP esetében megfigyelhető, hogy az oxigén jelenléte a láncban nagymértékben fokozza a szelektivitást. Az RO-csoport para-helyzetben kifejtett pozitív hatása az ATP nitrogénnel szemben az oxigénnek a benzolgyűrűvel való rezonanciájából adódó elektron felszabadító hatással magyarázható, amely növeli a nitrogéncsoporttal való reakcióképességet (Morrison 1973 ).
Az ATP esetében, amely kevésbé stabil kötést képez az ásványi kationnal és egyetlen benzolgyűrűből áll, az éter oxigén konjugatív hatása és az alkilcsoportok hiperkonjugatív hatása nyilvánvalóbb, mint az MBT esetében. A szelektivitást javítja az oxigén beillesztése a láncba és a lánc hosszának növekedése is. Itt az alkil-lánc aromás funkciós csoportra gyakorolt hatása markánsabb, lehetővé téve a szelektivitás modulálását.
Ez az új flotációs reagensek tervezésén és szintézisén alapuló kutatás új lehetőségeket nyit meg a fémes Pb és Zn ásványi anyagok visszanyerése flotációval.