авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Механизм воздействия наносекундных электромагнитных импульсов на структурно-химические и флотационные свойства пирита и арсенопирита

-- [ Страница 3 ] --

D*n – доля частиц с положительными и отрицательными значениями коэффициента ТЭДС, %

В итоге число дырок np на пирите существенно увеличивается, число электронов ne также возрастает (т.к. вероятно, не все эмитированные электроны собственной проводимости будут локализованы), но не столь значительно (табл. 2). При увеличении энергии электромагнитного излучения до 0,5 кДж рассмотренный процесс активизируется.

Для арсенопирита из-за чисто электронной проводимости соотношение ne/np не может быть вычислено. Тем не менее, при 0,1кДж наблюдается увеличение концентрации электронов в ~2 раза относительно необработанного образца. При 0,5 кДж концентрация электронов возрастает до 5,2·1021 см-3, что в 2,2 раза больше, чем обработке образца при энергии электроимпульсного воздействия 0,1кДж и почти в 5 раз больше, чем для необработанного арсенопирита.

Описанные изменения электрофизических свойств оказали влияние на электродный потенциал поверхности минералов. Результаты исследования влияния обработки наносекундными МЭМИ на изменение величины электродного потенциала для исследуемых сульфидов представлены на рис.2

Электроимпульсная обработка сульфидных минералов железа приводит к росту положительного значения электродного потенциала пирита и увеличению отрицательного значения потенциала арсенопирита, что способствует росту контрастности технологических свойств этих минералов.

Рис. 2 – Влияние высокоимпульсной обработки на величину электродного потенциала пирита и арсенопирита в диапазоне рН от 5 до 12.5.

Расчет разницы значений электродных потенциалов пирита до и после МЭМИ () при фиксированном значении рН показал, что максимальная величина ( = 200 220 мВ) была достигнута в результате электроимпульсной обработки при 0,1 кДж в области значений рН, близких к нейтральному 6 6,5 (рис. 2). При увеличении электроимпульсного воздействия до 0,5 кДж максимум снижается до 100 120 мВ при рН 9 10. При дальнейшем увеличении дозы до 1,0 кДж максимум возрастает до 150 – 170 мВ в щелочной области рН 9 10.

Таким образом, наибольшее повышение значения потенциала пирита (+220 мВ) в результате МЭМИ наблюдается при воздействии МЭМИ равном 0.1 кДж в области рН 6 6,5.

Из рис. 2 видно, что в отличие от пирита абсолютное значение арсенопирита во всем изученном диапазоне воздействий МЭМИ от 0,1 до 1,0 кДж в широком интервале рН 5 11 не превышает 6070 мВ и лишь при максимуме (1,0 кДж) возрастает до 120 180 мВ в сильнощелочной среде.

Сдвиг потенциала пирита в более положительную область значений создает благоприятные условия для адсорбции анионного собирателя (например, ксантогената) и гидрофобизации поверхности минерала. В тоже время, переход потенциала арсенопирита в область отрицательных значений препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость минерала в концентрат.

Необходимо отметить, что при увкеличении энергии МЭМИ последовательно расширяется диапазон рН, при котором проявляется наибольшая контрастность потенциалов изученных минералов (положительный потенциал для пирита и отрицательный для арсенопирита): рН 910 для исходных образцов; рН 711,5 при энергии обработки 1 кДж.

4. Изменение сорбционных свойств поверхности пирита и арсенопирита и интенсификация процесса их флотационного разделения при воздействии МЭМИ

Выявленные изменения электрофизических и электрохимических свойств поверхности исследуемых минералов при воздействии электроимпульсной обработки, оказали влияние на сорбционную активность их поверхности. Сорбционная активность поверхности пирита увеличивается (рис. 3) по сравнению с необработанным образцом вследствие роста положительной величины электродного потенциала поверхности минерала. Экспериментально также выявлено, что а сорбционная активность арсенопирита уменьшается вследствие обратной тенденции для электродного потенциала его поверхности.

Для исследования влияния МЭМИ на флотационную активность минералов, подготовленные образцы флотировались в присутствии бутилового (100 г/т) ксантогенат. Полученные результаты представлены на рис. 4, из которого видно, что, что обработка МЭМИ приводит к увеличению флотационной активности пирита и снижения для арсенопирита.

Рис.3 – Спектр 2p линии серы образца пирита, обработанного МЭМИ (0,5 кДж), до (а) и после (б) взаимодействия с ксантогенатом.

Рис.4.- Влияние МЭМИ на флотационные свойства пирита и арсенопирита (мономинеральная флотация) и на извлечение мышьяка в пенный продукт концентрата ЗИФ -2 месторождения «Олимпиаднинское»).

В интервале изменения МЭМИ от 0 до 0,1 кДж выход пирита увеличивается с 39,1 до 59,8 %, т.е. в 1,5 раза, а в последствии (при 1,0 кДж) до 72, 7%, т.е. в 1,8 раза. Выход арсенопирита уменьшился в среднем в 1,3 раза по сравнению с образцами без обработки (рис. 4).

Апробация использования МЭМИ с целью повышения селективности флотационного разделения пирита и арсенопирита на фабричных продуктах, полученных при флотации руды на ЗИФ-2 месторождения «Олимпиаднинское» показала перспективность метода (рис. 4): извлечение мышьяка As в пенный продукт снизилось с 15,1% для необработанного образца до 6,4 % в образце подвергнутом электроимпульсной обработке при 0,1 кДж..

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И выводы

В диссертации на основе современных методов исследования решена научная задача вскрытия механизма изменения структурно-химических свойств и фазового состава поверхности пирита и арсенопирита при воздействии наносекундных электромагнитных импульсов, что позволило обосновать оптимальные режимы обработки, обеспечивающие флотационное разделение сульфидов, имеющее важное значение при обогащении руд. Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Вскрыт механизм и установлены три стадии процесса структурно-химических преобразований поверхности пирита и арсенопирита при воздействии наносекундных электромагнитных импульсов:

(1) < 0,1кДж – стадия окисления сульфидов с образованием железодефицитных сульфидов, оксидов и гидроксидов железа и интенсивного формирования на поверхности пирита гидрофобной элементной S0 и полисульфидной Sn2- серы в условиях дефицита кислорода;

(2) 0,10,5·кДж – стадия «обновления» поверхности вследствие термического удаления элементной и полисульфидной серы c поверхности сульфидов в виде сернистого газа;

(3) >1,0 кДж – новый этап интенсивного окисления сульфидов.

2. Электроимпульсная обработка приводит к контрастному изменению электрохимических свойств железосодержащих сульфидов: росту положительного электродного потенциала пирита (max ~ 200 мВ при 0,1 кДж, рН ~ 6,5) и отрицательного -потенциала арсенопирита: |max| ~ 60 мВ, что создает благоприятные условия для адсорбции анионного собирателя (ксантогената) и гидрофобизации поверхности пирита и препятствует закреплению ксантогената и снижает флотируемость арсенопитита, т.е. способствует повышению селективности флотационного разделения минералов.

3. Установлено, что повышение флотационной активности пирита и арсенопирита в результате воздействия МЭМИ обусловлено структурно-химическими преобразованиями поверхности и изменением энергетического состояния минералов:

- активация пирита при малых энергиях (<0,1 кДж) электромагнитного излучения связана с формированием элементной серы, а в интервале доз от 0,1 кДж до 1 кДж – со снижением числа свободных электронов (ne ) по отношению к числу дырок (np) с 0,9 для минерала в исходном состоянии до 0,4 – после энергетического воздействия (0,1 кДж) и до 0,04 при (0,5 кДж), а также сдвигом потенциала поверхности минерала в положительную сторону;

- депрессия арсенопирита обусловлена увеличением общей гидратированности поверхности минерала в процессе обработки, увеличением числа свободных электронов в 2,55 раз в зависимости от энергии электроимпульсного воздействия и сдвигом -потенциала поверхности минерала в отрицательную сторону.

4. Показано, что в диапазоне изменения энергии (дозы) электромагнитного импульсного излучения (<1,0 кДж) максимально проявляется контрастность физико-химических и флотационных свойств пирита и арсенопирита; данный режим электроимпульсной обработки может быть рекомендован к использованию в практике флотационного разделения минералов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

 1.   Чантурия В.А., Филиппова И.В., Филиппов Л.О., Рязанцева М.В., Бунин И.Ж. Влияние мощных наносекундных электромагнитных импульсов (МЭМИ) на состояние поверхности и флотационные свойства карбонатсодержащих пирита и арсенопирита // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2008. № 5. C. 105-118.

 2.   Рязанцева М.В., Богачев В.И. Влияние наносекундных электромагнитных импульсов на электрофизические свойства и электродный потенциал пирита и арсенопирита. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2009. № 5. C. 102-113.

 3.   Чантурия В.А., Рязанцева М.В., Филиппова И.В., Филиппов Л.О. Влияние мощных наносекундных электромагнитных импульсов (МЭМИ) на состояние поверхности пирита и арсенопирита // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: Изд-во МГГУ. – 2009. – № 13. (в печати).

4.   Valentine A. Chanturiya, Inna V. Filippova, Lev O.Filippov, M.V.Ryazantseva Influence of high-power electromagnetic pulses on surface state and floatability of carbonate-bearing pyrite and arsenopyrite. // Proceeding of 3-rd seminar NAMES' 07, Metz, France, 2007.-PP. 112-114.

  5.   Чантурия В.А., Филиппов Л.О., Филиппова И.В, Рязанцева М.В. Влияние высокоимпульсных энергетических воздействий на состояние поверхности и флотационные свойства карбонатсодержащих пирита и арсенопирита.// Материалы международного совещания «Плаксинские чтения 2007»- Апатиты, 1-7 октября 2007 г.- Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2007, С.356.

 6.    Чантурия В.А., Филиппов Л.О., Филиппова И.В, Рязанцева М.В. Влияние высокоимпульсных энергетических воздействий на состояние поверхности карбонатсодержащих пирита и арсенопирита.// Материалы международного совещания «Плаксинские чтения 2008»- Владивосток, 16-21 сентября 2008 г.- Владивосток: Горный институт ДВГТУ, 2008, С.

 7.    Филиппов Л.О., Чантурия В.А., Филиппова И.В, Рязанцева М.В. Исследование влияния энергетических воздействий на состояние поверхности и технологические свойства беспримесного и содержащего кальцит пиритов.//Материалы VII Конгресса обогатителей стран СНГ 2-4 марта2009 г., Москва, CD-R.

 8.    V. Chanturiya, I. Filippova, L. Filippov, M. Ryazantseva Influence of the hight-power electromagnetic pulses (HPEMP) on the surface state of pyrite and arsenopyrite// Proceeding of XIII Balkan mineral processing congress, Bucharest, Romania, 2009. – Focus Petrosani. – 2009. – Vol. 1. – PP. 178-183.

 9.   Чантурия В.А., Филиппов Л.О., Филиппова И.В, Рязанцева М.В. РФЭС - исследования влияния высокоимпульсных энергетических воздействий на состояние поверхности пиритов различного генезиса, их флотационные свойства.// Материалы международного совещания «Плаксинские чтения 2009» - Новосибирск, 5-10 октября 2009 г.- Новосибирск: Институт горного дела СО РАН, 2009. С.57-62.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.