Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2016
Ключевые слова: сульфидные минералы, поверхность, наноструктуры, субмикронные частицы, наночастицы, окисление, выщелачивание, пассивация, гидрофобность, флотация, сканирующая зондовая микроскопия, атомно-силовая спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, рентгеновская спектроскопия поглощения
Аннотация: Изучены методические проблемы получения, визуализации и исследования поверхностных нанопузырьков на гидрофобных поверхностях, в том числе выбора кантилевера и зонда в атомно-силовой микроскопии и спектроскопии, реагентов, способствующих генерации нанопузырьков. Опробован и признан очень перспективным способ контактирования «теплой»Показать полностьюподложки и «холодной» воды (H.An, et al., 2016), что вызывает образование поверхностных нанопузырьков, в том числе на сульфидных минералах, особенно совместно с действием собирателей. Показано, что в условиях ожидаемого образования нанопузырьков растет гидрофобности поверхности и флотируемость и сульфидов в безреагентном режиме.?Установлено, что уменьшение гидрофобности и низкое флотационное извлечение сульфидов обусловлено как положительным зарядом, так и высокими концентрациями ультрадисперсных гидрофильных частиц серпентина (в Кингашской руде) и “нанолисточков» бруситоподобной фазы, образующихся при эксфолиации валлериита (в норильской медистой руде), осаждающихся на поверхности сульфидных минералов. Спектроскопические исследования валлериита показали, что сульфидные и гидроксидные слои «перемешаны», сульфидная фаза существенно окислена и разупорядочена на большую глубину, а окисленное железо образует собственные поверхностные структуры, а не входит в слои брусита.?Найдены условия и разработаны методики получения стабильных коллоидных растворов наночастиц дибутилдитиофосфатов меди и свинца. На агрегативную устойчивость гидрозолей в наибольшей степени, как и в случае нерастворимых ксантогенатов, влияет молярное отношение ионов металла и дибутилдитиофосфат-ионов, а также температура процесса. Более стабильны дисперсии, полученные при избытке лиганда, с типичный дзета-потенциалом -60 мВ - -30 мВ. В оптимальных условиях формируются частицы дибутилдитиофосфата меди диаметром 40-50 нм, а дибутилдитиофосфат свинца образует более крупные частицы с гидродинамическим диаметром более 200 нм. ?Показано, что смешение растворов сульфата меди и сульфида натрия может быть использовано как простой способ получения гидрозолей сульфидов меди, устойчивых при концентрациях до 10 мМ при небольшом избытке сульфид-ионов. Золи содержат однородные отрицательно заряженные (типичный дзета-потенциал -40 мВ) частицы сульфида меди (I) диаметром около 5 нм и гидродинамическим диаметром порядка 20 нм. Изучение in situ методами XANES и EXAFS Cu K-края, показывает, что при отношении выше 1.5 основным стабильным во времени продуктом является ковеллин CuS. Изучено влияние осаждения наночастиц сульфида меди, ксантогенатов меди и свинца на свойства поверхности минералов и проведены поисковые эксперименты по возможному применению их как коллекторов и активаторов флотации. ?С помощью фотоэлектронной спектроскопии высоких энергия, рентгеновской спектроскопии поглощения установлено, что приповерхностная область сульфидной фазы халькопирита, пирита, пирротина при окислении на воздухе и в водных растворах имеет «слоистую» структуру, состоящую из обогащенного серой и содержащего полисульфидные анионы поверхностного слоя,; металлдефицитного слоя толщиной до десятков нм с высокой концентрацией дисульфидных анионов; протяженной, до сотен нм высокодефектной областью с небольшими нарушениями стехиометрии. Методом DFT+U на примере халькопирита найдены наиболее устойчивые дефектные конфигурации в этих слоях. Предложен механизм, с новых позиций объясняющий образование «слоистой» металлдефицитной поверхности и окислительного выщелачивания халькогенидов металлов.