Депрессия зеленого гематита для обратной селективной флотационной сепарации от кварца камедью рожкового дерева

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8980 (2023) Цитировать эту статью

518 Доступов

Подробности о метриках

Обратная катионная флотация в настоящее время является основным методом переработки мелкозернистого гематита из силикатов. Флотация известна как эффективный метод обогащения полезных ископаемых, позволяющий бороться с потенциально опасными химическими веществами. Таким образом, использование экологически чистых флотореагентов для такого процесса является растущей потребностью в устойчивом развитии и переходе к «зеленой» технологии. В качестве инновационного подхода в этом исследовании был изучен потенциал камеди рожкового дерева (LBG) в качестве биоразлагаемого депрессанта для селективного отделения мелкодисперсного гематита от кварца посредством обратной катионной флотации. Были проведены различные условия флотации (микро- и периодическая флотация), а механизмы адсорбции LBG были изучены с помощью различных анализов (измерение угла смачивания, поверхностная адсорбция, измерения зета-потенциала и ИК-Фурье анализ). Результаты микрофлотации показали, что LBG может избирательно подавлять частицы гематита с незначительным влиянием на плавучесть кварца. Флотация смешанных минералов (смесь гематита и кварца в различных соотношениях) показала, что LGB может повысить эффективность разделения (извлечение гематита> 88%). Результаты исследования смачиваемости поверхности показали, что даже в присутствии коллектора (додециламина) LBG уменьшал работу адгезии гематита и незначительно влиял на кварц. Согласно данным различных анализов поверхности, LBG избирательно адсорбировался за счет водородных связей на поверхности гематита.

В связи со значительным спросом на железо и сталь в различных отраслях промышленности, низкосортные, тонковкрапленные железооксидные руды со сложной минералогией учитываются как ресурсы железа и перерабатываются с использованием различных технологий обогащения1. Было хорошо задокументировано, что обратная (катионная/анионная) флотационная сепарация является наиболее комплексной технологической практикой для обогащения низкосортных гематитовых руд, при которых высвобождение минералов происходит в виде мелких фракций2,3. Силикаты, наиболее типичные фазы пустой породы, будут плавать в катионных/анионных коллекторах, а гематит должен подавляться депрессорами4,5,6. Однако для обогащения гематита из этих низкосортных руд в схемы флотации необходимо подавать огромный объем материалов, что требует значительного количества реагентов. Эти факты возникают в результате использования селективных и экологически чистых флотационных химикатов на протяжении всего процесса, что повышает эффективность процесса и снижает потенциальные экологические проблемы7,8. Таким образом, было проведено несколько исследований с целью изучения экологически чистого подхода к обогащению низкосортных гематитовых руд с использованием экологически чистых биоразлагаемых депрессантов1,9,10,11,12,13,14,15,16,17.

С этой целью были успешно исследованы различные депрессанты, такие как крахмал18,19,20,21, декстрин9,10,17, карбоксилметилцеллюлоза12,13, гуминовые кислоты14,15 и танин16. Эти исследования показали, что разработка экологически чистых депрессантов для разделения гематита обратной флотацией будет способствовать «зеленому» переходу к устойчивому развитию и более чистому производству. Таким образом, важно изучить различные биоразлагаемые депрессанты, такие как на основе полисахаридов, на основе полифенолов и на основе лигносульфонатов, для подавления гематита и изучить механизмы их адсорбции посредством селективного разделения.

Камедь рожкового дерева (LBG) представляет собой гидроколлоид, экстрагированный из дерева Ceratonia siliqua, также известного как рожковое дерево, и широко используется в пищевой промышленности22. LBG представляет собой галактоманнановый полисахарид с высокой молекулярной массой и имеет мономерную структуру, аналогичную гуаровой камеди и таре23. LBG успешно применяется в качестве депрессора при флотационном отделении халькопирита от различных минералов (табл. 1). Сообщалось, что LBG может избирательно подавляться сульфидными минералами (сфалеритом, пиритом и галенитом) и тальком. LBG дезактивирует поверхность талька путем физической адсорбции, в основном за счет водородных связей. Это растянет плоскость сдвига двойного электрического слоя на поверхности частиц талька и уменьшит величину их электрического заряда24. Напротив, он показал химическую адсорбцию на поверхности сфалерита за счет взаимодействия с продуктами окисления25. Также было документально подтверждено, что LBG проявляет физическую адсорбцию на поверхности пирита и галенита, тогда как эта адсорбция была слабее на частицах халькопирита23,26. Удивительно, но о применении LBG в качестве селективного депрессора для флотационного разделения гематита и кварца не сообщалось.