Сульфидов меди и никеля

      На комбинате “Североникель”, в ЦРФ, была проведена работа по исследованию электрохимической селекции сульфидов меди и никеля.

Как показали электрохимические и адсорбционные исследования, достичь полного подавления сульфида никеля,путем регулирования рН среды невозможно из-за высокой электрохимической активности и непрочного закрепления окисных соединений на его поверхности в результате чего протекает реакция

4Х+О+2НО2Х₂+4ОН^- 2Х₂+4ОН^-                                                                                                                       ведущая к гидрофобизации и флотации сульфида никеля. Где X- сульфид.

Основой этого процесса является высокая способность сульфида никеля передавать электроны адсорбированному кислороду на минеральной поверхности.

Исходя из этого, снижение флотационной активности сульфидов никеля можно достичь путем снятия свободных электронов с поверхности,что предотвратит протекание указанной реакции, либо путем разложения или восстановления диксантогената,образовавшегося на минеральной поверхности.

Эти изменения поверхности минерала в пульпе могут быть получены путем анодной или катодной обработки сульфидных пульп при соответствующей разнице в площадях электродов.

Опыты показали, что во флотационной камере около 10% частиц минералов испытывают столкновения в 1 секунду, что имеет большое значение для оценки роли мгновенных электрохимических процессов,протекающих во флотационной пульпе. Возникающие при соударении частиц между собой и электродом, мгновенные электрохимические акты оказывают влияние на перераспределение реагентов по частицам минералов, являются переносчиками электрохимической реакции от поверхности электрода в объем пульпы.

Для определения влияния заряда поверхности минералов, контактирующей с раствором, на величину адсорбции собирателя, выполнены измерения скачка потенциала электродов, с наложенным на них поляризационным потенциалом, при взаимодействии с раствором ксантогената концентрацией 25 мг/л.

Измерения показали наличие на халькозине двух максимум адсорбций- в катодной и анодной области.Для хизлевудита характерен один максимум -в катодной области.Измерения выполнены в0,1 Н КСl.При переходе к растворам с высоким рН (более 0,9) разница в адсорбции ксантогената на сульфидах будет увеличиваться за счет образования гидратной пленки на сульфиде никеля.

Анодное растворение сульфидов можно выразить

Ni₃S_2-------6e3 Ni⁺⁺+2S⁰

Cu₂S----4 e 2Cu⁺⁺+S⁰

Cu₂S----2e Cu⁺⁺+ Cu S

При кратковременном наложении анодного потенциала (реакция в монослоях) и высоком рН, характер процессов на сульфидах будет различен. В присутствии в растворе иона ксантогената на сульфиде меди будет идти процесс образования ксантогената меди и диксантогената 2Cu⁺⁺+4X^-- = 2Cu X+X₂^,,т к ПР_Nix=4.7*10^-16..и ПР _Cu(оH)2 = 2.2*10^-20,а на сульфиде никеля будет образовываться гидратная пленка ПР_Ni(оH)2 = 4.8*10^-16, ПР _NiX2 = 1.4*10^-12.

Реакция окисления ксантогената на поверхности сульфида никеля в этих условиях будет не возможна, т к происходит изменение электронного состояния поверхности сульфида.Протекание этих преобразований на поверхности сульфидов должно резко увеличить их селекцию.

Однако, избыточная степень окисления сульфидов (высокий анодный потенциал или длительное воздействие) приведет к образованию толстой гидратной пленки на сульфиде никеля, которая будет отслаиваться за счет кристаллографической несовместимости и вызывать повторную активизацию сульфида. Возможно так же отложение элементарной серы на сульфиде, что вызывает повышение его флотоактивности.

Опытным путем установили влияние времени электрохимического анодного окисления на флотационное извлечение сульфидов меди и никеля после контакта с ксантогенатом в течение 5 минут, при расходе собирателя 1 кг/т, при отношении площади анода к площади катода 100:1 и Т:Ж = 1:10.Анод и катод изготовлены из платины, флотация сульфидов проводилась в трубке Халимонда при времени флотации 5 минут. Полученные зависимости подтвердили эффективное влияние кратковременной анодной обработки пульп сульфидов никеля и меди

Извлечение сульфида меди возрастает за счет образования дополнительного количества диксантогенида на его поверхности, а извлечение сульфида никеля резко снижается за счет изменения состояния поверхности (гидратообразования) и десорбции образовавшегося диксантогенида.

Флотационные опыты показали, что при принятой конструкции электродной станции(отношение площади анода к катоду 30:1) и напряжение 1,5 вольта, оптимальным является время обработки 5-10 минут. Суммарный индекс селективности разделения получен сложением индекса селективности для медного концентрата(S_Cu) и никелевого(S_Cu),которые рассчитаны по формулам:

S_Cu=  ₌                                             S_Ni=

где: S_Cu.и.S_Ni-извлечение меди и никеля в соответствующие концентраты в долях единицы.