Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Что собой представляет пирит? Формула химическая данного соединения - FeS2 (дисульфид железа). В переводе с греческого языка это вещество называется «огненным камнем». Рассмотрим некоторые характеристики и области применения данного соединения.

Свойства пирита

Формула окисления пирита в горных породах в сульфидной форме - распространенное в природе соединение. В качестве примесей в нем содержится никель, медь, кобальт, золото, мышьяк, селен. На поверхности, неподверженной окислению, минерал имеет золотисто-желтый цвет. Пирит имеет формулу октаэдра, куба с грубой штриховкой на гранях. Для него характерны радиально-лучистые агрегаты, скелетные формы.

Особенности образования

Что представляет собой пирит? Структурная формула данного соединения объясняет его магматическое происхождение. Он выделяется из сероводородных горячих источников, которые идут от магматических очагов. Поскольку формула пирита FeS2, он содержится в ископаемых углях, осадочных породах. Существенные скопления этого минерала образуются на дне океана. Данное соединение может образовываться во многих осадочных породах: мергелистых, углистых, глинистых благодаря реакции поверхностного водного раствора, в составе которого есть железо, с сероводородом, получаемым по мере разложения остатков органического происхождения.

Какую особенность имеет формула минерала пирита? В данном соединении преобладает ионная химическая связь, придающая минералу прочность и твердость. Соединение встречается на дне озер, болот, в метаморфических породах.

Вблизи поверхности пирит является неустойчивым соединением, быстро подвергается окислению и химическому выветриванию. При окислении происходит его переход в лимонит (нерастворимый гидроксид железа), а также в раствор серной кислоты. По этой причине в верхнем слое месторождений этого минерала часто находят скопления бурого железняка.

В местах горных выработок встречаются выделения сульфида железа в виде сталактитов. В колчеданных рудах, обогащенных данным минералом, формируется самородная высокодисперсная сера.

В лабораторных условиях формула пирита может быть получена в ходе взаимодействия сероводорода с соединениями железа. Реакция осуществляется в водном либо щелочном растворе.

Некоторые месторождения

Максимальные залежи пирита располагаются в земной коре. Самым распространенным гидротермальным минералом является сульфид. Существенные количества пирита обнаружены в ассоциации с магнетитом, халькопиритом, пирротином.

Формула пирита в химии - FeS2. Это вещество является исходным сырьем для промышленного получения серной кислоты. Огарок, образуемый после обжига этого минерала, является ценным продуктом для изготовления чугуна и стали.

Основные месторождения пирита в нашей стране обнаружены на Алтае, Кавказе, Урале. В Центральной России он встречается в морских серых глинах, а также залежах бурого угля.

Химическая ценность

Учитывая, что формула пирита подразумевает наличие в минерале примесей, из руды можно извлекать в небольших количествах никель, кобальт, серебро, медь, золото.

В химическом производстве пирит применяют для очистки от хлора газообразных веществ. Кроме того, пирит обладает способностью осаждения из растворов золота, что применяется при добыче из морской воды драгоценного металла.

Какими характеристиками обладает формула пирита? У данного соединения ярко выражен металлический блеск. Его твердость оценивается в 6-6,5. Данный минерал практически не растворяется в азотной кислоте, не взаимодействует с соляной кислотой. Электрическая проводимость у данного соединения практически отсутствует, поэтому его называют парамагнитным минералом. В качестве спутников пирита выступает пирротин, арсенопирит, теллуриды золота.

Особенности колчеданов

Колчеданами называют минералы, которые являются селенистыми, мышьяковистыми, сурьмянистыми, селенистыми соединениями металлов железной группы. Среди представителей данной группы отметим: никель, кобальт, платину, железо. Они обладают характерным металлическим блеском, окрашены в желтый, серый, красный цвет. Все колчеданы имеют отличную твердость, но считаются хрупкими минералами.

К ним относят системы гексагонального и ромбического строения:

• правильные системы, представлены пирит, кобальтовый блеск, шпейсовый кобальт, ульманнит, хлоантит;
• к ромбическим вариантам относится мышьяковистый колчедан, марказит;
• миллерит, никелин, магнитный колчедан имеют гексагональную систему;
• квадратная форма у медного колчедана.

Физические особенности

Залегает минерал в форме друз или зернистых сплошных масс. Друзы представляют собой агрегат кристаллов, которые наросли на общем основании. Они обнаружены на стенках открытых трещин.

Секрециями называют форму отложения минералов внутри горных пород. Рост минералов при этом наблюдается к центру от краев. Жеоды представляют собой секреции, которые имеют в диаметре размер порядка двух сантиметров.

Пирит характеризуется кристаллами октаэдрической, кубической, а также пентагондодекаэдрической формы. Плотность минерала составляет 5 г/см3. В чистом соединении, лишенном примесей, содержится 46,7 процентов железа и 53,3 серы. Латунно-желтый цвет, характерный для пирита, металлический блеск, визуально превращает пирит в золото. В условиях повышенной влажности пирит разлагается, образуя оксиды железа, серную кислоту, сульфаты. Горит он на воздухе голубоватым пламенем, при этом ощущается характерный серный запах.

Применение

Пиритовые руды в промышленности считают важнейшим видом сырья, применяемого при производстве серной кислоты. В руде, выбираемой для сернокислотной химической промышленности, процентная концентрация серы оценивается в диапазоне 40-50 процентов. Обработку исходной руды осуществляют в специальной печи для обжига. Получаемый при окислении печной газ (оксид серы 4) очищается в электрофильтре, сушильной баше, циклоне.

После удаления примесей, в контактном аппарате он превращается в оксид серы (6), и гидратируется в серную кислоту в поглотительной башне. Среди тех примесей, которые оказывают негативное воздействие на технологический процесс изготовления серной кислоты, отметим мышьяк. Современное производство на основе пирита предполагает предварительный вывод данного элемента из реакционной смеси.

Руды, в которых содержится кобальтистый пирит, являются источником для получения кобальта. Среднее процентное содержание данного элемента в минерале составляет один процент. Пирит, добываемый в Березовском месторождении, используется для изготовления разнообразных ювелирных изделий.

Заключение

У пирита геотермальное, магматическое, метаморфическое, осадочное происхождение. Отличие серого колчедана осадочных пород заключается в способности окисления на воздухе, превращении в сернокислое железо. В серном колчедане содержатся примеси мышьяка. Медный колчедан в процессе термического обжига образует в виде примеси чистую медь. Псевдоморфозы-минералы, которые образуют нехарактерные им формы соединений. Например, при попадании пирита в область окисления, происходит его разрушение, образование гидроксида железа (3), который заполняет форму пирита, оставшуюся от процесса выщелачивания.

Пирит признан самым распространенным видом сульфидов, так как он способен образовываться в разных средах. В вулканических породах он формируется в виде вторичного минерала. Сульфид железа обладает огромным техническим значением, поэтому именно пирит признан главным минералом, добываемым для производства сернистого газа в печи для обжига. Именно печной газ используется далее для производства серной кислоты, востребованной в современной химической промышленности.

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Текущие хвосты обогатительных фабрик представляют собой тонкодисперсную минеральную массу, состоящую примерно на три четверти из рудных минералов, остальное приходится на долю нерудных минералов. . В рудных минералах преобладает сульфидная фракция состава: пирит – 95 – 98%; халькопирит – около 1,5%; сфалерит – 2-2,5%. Все рудные и нерудные минералы технологической группы текущих хвостов находятся в первичном виде, без признаков окисления их поверхности. Утилизация хвостов обогащения имеет несколько направлений. Наиболее значимое направление предусматривает доизвлечение из хвостов наиболее ценных компонентов, однако многотоннажные отходы остаются неиспользованными. Наиболее материалоемкой областью применения хвостов могут быть твердеющие закладочные смеси, которые по своей структуре будут относится к . Свойства таких бетонов недостаточно изучены в области влияния рудной составляющей на свойства бетона.

Так как пирит является основным составляющим хвостов обогащения медно-серных руд, его дальнейшее поведение будет влиять на свойства на основе хвостов обогащения.

Из литературных и справочных источников известны и общепризнаны схемы химических реакций окисления пирита.

Окисление пирита в кислой среде протекает по суммарной реакции (1) :

Изменение массы и объема твердой фазы при взаимодействии с водой при стехиометрическом соотношении различных соединений, входящих в состав вяжущих веществ, можно рассчитать по методике А.В. Волженского .

Абсолютные объемы веществ, участвующих в реакциях, рассчитывали с использованием молекулярных масс и плотности исходных веществ системы.

Основные расчеты представлены в табл. 1. Они показывают, что абсолютный объем твердой фазы образующихся веществ увеличивается по отношению к абсолютному объему твердой фазы исходных реагентов. Это происходит из-за уменьшения плотности образующихся фаз в результате присоединения гидратной воды или окисления.

Вместе с тем сравнение абсолютных объемов исходной системы и системы, возникшей при взаимодействии с химическими растворами, позволяет отметить еще очень важное положение. При реакции абсолютный суммарный объем смеси исходных веществ меньше абсолютного суммарного объем образовавшихся веществ. Следовательно, в результате реакций с присоединением воды и окислением не происходит контракция (стяжение) системы.

Расчеты показывают, что процессы окисления пирита сопровождаются значительным увеличением абсолютных объемов твердых фаз. Несомненно, такое явление приводит первоначально к заполнению пор в системе. Затем к увеличению напряжений расширения в твердеющей системе и последующему ее разрушению.

Протекание процессов окисления пирита зависит от вида и условий воздействий реагентов. Поведение пирита при воздействии различных окислителей показано в табл. 2. Результаты показывают, что кипячение в воде приводит к растворению материала в количестве 1% и такое же количество материала фиксируется в сухом остатке после выпаривания раствора, а их сумма практически составляет 100%. Следовательно, в кипящей воде при отсутствии кислорода окисление пирита не происходит.

Кипячение в растворе кислоты и щелочи приводит к значительному окислению пирита. Масса исходной пробы, обработанной раствором серной кислоты, уменьшается на 10%, а сухой остаток фильтрата достигает 46% от массы исходной пробы. Кипячение в растворе щелочи не уменьшает массу исходной пробы, а сухой остаток фильтрата достигает 50%. При этом суммарные массы осадка на фильтре (исходная проба после кипячения) и сухого остатка фильтрата значительно превосходят исходную массу, на 36% при воздействии кислотой и на 51% при воздействии щелочью.

Это свидетельствует о протекании значительных окислительных процессах при действии кислот и щелочей в жидкой фазе на продукты растворения пирита. Это подтверждают расчетные данные о пятикратном увеличении объема твердой фазы при окислении пирита щелочью (см. табл.1).

Вышеизложенное свидетельствует об ограниченных областях применения пиритных хвостов обогащения, а именно, областях исключающих окисление пирита. Одновременное присутствие кислорода и воды может привести к изменениям пирита по схеме рассмотренной выше и, следовательно, к разрушению структуры материала.

Поэтому при проектировании составов микробетонов необходимо учитывать увеличение объемов образовавшихся веществ за счет регулирования объема внутренних пор или создавать условия эксплуатации, исключающие возможность окисления пирита. Такие условия обеспечивают горные выработки, заполненные закладочной смесью. Они являются наиболее рациональной и емкой областью утилизации хвостов обогащения.

Библиографический список

1. Lowson R. Aqueous oxidation of pyrite by molecular oxygen. - Chem. rev.-1982.- V. 82 — № 5.- P. 461-497.
2. О влиянии некоторых факторов на сорбцию бутилксантогената калия сульфидными минералами / Б.М. Корюкин, В.П. Качалков, В.А. Яценко, М.В. Аксеньюшкина // Создание прогрессивных технологий переработки медных и медно-цинковых руд: Сб. науч. тр. — Свердловск: изд. «Унипромедь», 1987. – С. 97-104.
3. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов / Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. – М.: Колос, 2003. – 480 с.
4. Волженский А.В. Вяжущие вещества.– М.: Высшая школа, 1986.- 464 с.

Смотрите также:

Синонимы: Серный колчедан , железный колчедан .

Пирит - самый распространённый в природе сульфид.

Название пирита греческого происхождения (пирос - огонь) и связано со способностью давать искры при ударе.

Фото сростка кубических кристаллов пирита Урал, Березовское месторождение

Химический состав пиритов

Теоретический состав - Fe - 46,55 %, S - 53,45 %. Нередко содержит в очень небольших количествах примеси: Со (кобальтистый пирит), Ni, As, Sb, Se, иногда Cu, Au, Ag и др. Содержание последних элементов обусловлено наличием механических примесей в виде мельчайших включений посторонних минералов, иногда в тонкодисперсном состоянии. В этих случаях мы имеем дело по существу с твердыми псевдорастворами - кристаллозолями.

Смешанные кристаллы или разновидности: бравоит или никель-пирит (Ni, Fe, Со) S2, а0 = 5,50 - 5,58*3; вилламанинит (Си, Ni, Со, Fe) (S,Se)2, а 0 = 5,66

Мельниковит - пирит является криптокристаллическим пиритом гелеобразного происхождения. Лаурит обладает небольшим содержанием осмия;

Ауерит обнаруживает сильный неметаллический характер, вероятно, вследствие алмазоподобного вида связи.

Кристаллографическая характеристика

Сингония

кубическая; дидодекаэдрический в. с. 3L24L3 63PC. Пространственная группа Ра3 (Т 6 h). а 0 = 5,4066 7A, Z = 4.

Кристаллическая структура минерала пирит

Структура типа NaCl. Атомы железа образуют гранецентрированную кубическую решетку (соответственно атомам натрия в структуре NaCl. Сдвоенные атомы серы занимают место атомов хлора, также образуя гранецентрированную кубическую решетку, но смещенную на a 0 /2 по отношению к катионной решетке. Оси сдвоенных атомов серы ориентированы вдоль непересекающихся диагоналей кубической пространственной решетки. Расстояние между атомами серы, связанными в каждой паре ковалентной связью, равно 2,05 А

Главные формы:

Пирит широко распространен в виде хорошо образованных кристаллов. Главные формы наряду с а {100}, о { 111} и е {210} представлены также n {211}, р {221}, s {321}, t {421}, d {110}, m (311}, h {410}, f {310} и g {320}. В зависимости от преобладания тех или иных граней находится и габитус кристалов: кубический, пентагондодекаэдрический, реже октаэдрический.

Форма нахождения в природе

В многочисленных горных породах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агрегатного строения пиритовые массы. Иногда образует друзы.

Облик кристаллов . Широко распространены кристаллы, главным образом кубы, пентагондодекаэдры или октаэдры.

а - гексаэдр (куб) куб а {100} б - пентагондодекаэдр е {210}
г - октаэдр о {111}
д - комбинация октаэдра (о) и пентагондодекаэдра (е) - так называемый минеральный икосаэдр

Форма кристаллов пирита:

• а - куб а {100};
• б - пентагондодекаэдр е {210};
• в - та же форма в комбинации с кубом а {100};
• г - октаэдр о {111}, притупленный гранями пентагондодекаэдра;
• д - комбинация октаэдра (о) и пентагондодекаэдра (е) - так называемый минеральный икосаэдр (комбинация октаэдра с пентагондодекаэдром).

Размеры кристаллов иногда достигают нескольких десятков сантиметров в поперечнике.

Характерна штриховатость граней параллельно ребрам куба (100) : (210), т. е. а: е. Эта штриховатость находится в соответствии с кристаллической структурой (расположению атомов серы в структуре) и всегда ориентирована перпендикулярно каждой соседней грани, т. е. наружные элементы симметрии вполне соответствуют особенностям структуры.

Для пирита очень характерны двойники прорастания по {110}, редко по (320).

Известны закономерные срастания между пиритом и марказитом , тетраэдритом , галенитом , пирротином , арсенопиритом и др.

Кристаллы пирита , образовавшиеся при высоких температурах, как правило, бедны простыми формами. Последние обычно представлены кубами, октаэдрами или {210}. То же самое справедливо для низкотемпературных образований, тогда как кристаллы, возникающие при промежуточных температурах и глубинах, богаче простыми формами. В подобных месторождениях встречаются кристаллы размером до 10 см. Согласно Санагава, кристаллический габитус пирита зависит от величины кристаллов. Меньшие по величине кристаллы преимущественно кубические, большие - пентагон-додекаэдрические. Подробные исследования, проведенные тем же автором на многочисленных месторождениях Японии, показали, что в метасоматических месторождениях кубические кристаллы пирита характерны для наиболее высоко- и низкотемпературных зон.

Пентагондодекаэдры типичны для низкотемпературных, но интенсивно минерализованных зон. Кристаллы пентагондодекаэдрического габитуса образуются при промеуточных ситуациях. Это согласуется с последовательностью развития главных типов габитуса пирита. Кубический габитус типичен для слабых пересыщений, пентагондодекаэдрический - для больших пересыщений, октаэдрический - для промежуточных. Нахождение кристаллов пентагон-додекаэдрического и октаэдрического габитуса в жильных месторождениях и кубического габитуса в коренных породах, обычно в виде вкраплений, может быть интерпретировано с точки зрения пересыщения. Определенной зависимости соотношений между габитусом кристалла и примесями не установлено. В восстановительных условиях часто образуются конкреции или вкрапленность пирита в осадочных породах

В осадочных условиях отлагается также скрытокристаллическая разновидность пирита (мелъникоеит) , образующая смеси с диморфной модификацией FeS2 - марказитом. Последний минерал ромбический, искусственно получен в кислой среде, тогда как пирит образуется лишь в нейтральной или слабокислой среде. Пирит может возникать при метаморфизме из глинистых отложений, обогащенных органическим материалом. Пирит добывается для получения серной кислоты, главным образом на всемирно известном месторождении Рио-Тинто в Испании.

Агрегаты. Наиболее распространенными являются плотные, сливные и зернистые массы, а также почковидные, жедвакообразные выделения; грубоволокнистые, тонкостебельчатые, радиально-лучистые образования, чаасто пиритизированные слои породы.

В осадочных породах часто встречаются шаровидные конкреции пирита, нередко радиально-лучистого строения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или почковидные образования в ассоциации с другими сульфидами.

Физические свойства
Оптические

• Цвет светлый латунно-желтый или соломенно-желтый, часто с побежалостями желтовато-бурого и пестрых цветов, несколько темнее в образцах, обедненных серой; тонкодисперсные сажистые разности имеют черный цвет.
• Черта зеленовато-серая, темно-серая или буровато-черная.

Пирит имеет сильный металлический блеск .

Механические

Нередко наблюдается также отдельность по {010}.

• Плотность 4,9–5,2.

Химические свойства

С трудом растворяется в HNO 3 , разлагается с трудом (в порошке легко), выделяя серу. В разбавленной НСl не растворяется.

Прочие свойства

Пирит электричество проводит слабо. Относится к парамагнитным минералам. Термоэлектричен. Некоторые разности обладают детекторными свойствами.

Диагностические признаки

Хорошо распознаётся по цвету, формам кристаллов и штриховатости граней, высокой твердости (единственный из широко распространенных сульфидов, который царапает стекло). По совокупности этих признаков он легко отличается от несколько похожих на него по цвету марказита, халькопирита, пирротина, арсенопирит, золото и миллерита.

Сопутствующие минералы. Спутниками являются варц , кальцит , халькопирит , галенит , сфалерит , золото, теллуриды золота, арсенопирит, пирротин, вольфрамит , антимонит .

Галенит, пирит. Друза кристаллов

Происхождение и нахождение минерала

Пирит является наиболее распространенным в земной коре сульфидом и образуется в самых различных геологических процессах: магматическом, гидротермальном, осадочном, при метаморфизме и т.д.

1. В виде мельчайших вкраплений он наблюдается во многих магматических горных породах. Формируется при ликвационных явлениях

В большинстве случаев является эпигенетическим минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гидротермальных проявлений.

2. В контактово-метасоматических месторождениях является почти постоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах. В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же как и других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактово-метаморфических процессов.

3. Как спутник широко распространен в гидротермальных месторождениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в парагенезисе с самыми различными минералами. При этом он часто наблюдается не только в рудных телах, но и в боковых породах в виде вкраплений хорошо образованных кристаллов, возникших метасоматическим путем (метакристаллов).

4. Не менее часто пирит встречается и в осадочных породах и рудах. Широко известны конкреции пирита и марказита в песчано-глинистых отложениях (часто красивые кристаллы), месторождениях угля, железа, марганца, бокситов и др. Его образование в этих породах и рудах связывается с разложением органических остатков без доступа свободного кислорода в более глубоких участках водных бассейнов. В парагенезисе с ним чаще всего в таких условиях встречаются: марказит, мельниковит (черная порошковатая разность дисульфида железа), сидерит (Fe) и др.

В зоне окисления пирит, как и большинство сульфидов, неустойчив, подвергаясь окислению до сульфата закиси железа , который при наличии свободного кислорода легко переходит в сульфат окиси железа. Последний, гидролизуясь, разлагается на нерастворимую гидроокись железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор. Этим путем образуются широко наблюдаемые в природе псевдоморфозы лимонита по пириту.

Сам же пирит часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов), а в эндогенных образованиях встречаются псевдоморфозы пирита по пирротину, магнетиту (FeFe 2 O 4), гематиту (Fe 2 O 3) и другим железосодержащим минералам. Эти псевдоморфозы, очевидно, образуются при воздействии H2S на минералы.

5. Пирит может возникать при метаморфизме из глинистых отложений, обогащенных органическим материалом.

6. В вулка­нических эксгаляциях, субвулканических породах и гид­ротермальных пиритовых залежах (совместо с халько­пиритом и др.).

С экономической точки зрения важны гидротермальные жилы и метасоматические залежи.

Применение

Пирит. Вкрапленность в аргиллите. Ростовская область железный колчедан кабошоны

Пиритовые руды являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты. Среднее содержание серы в эксплуатируемых для этой цели рудах колеблется от 40 до 50 %. Обработка руды производится путем обжига в специальных печах. Получающийся при этом сернистый газ SO 2 подвергается окислению с помощью окислов азота в присутствии водяного пара до H 2 SO 4 . Нежелательной примесью в рудах, идущих на сернокислотное производство, является мышьяк.

Часто содержащиеся в пиритовых рудах медь, цинк , иногда золото селен и другие, могут быть получены побочными способами. Получаемые в результате обжига так называемые железные огарки в зависимости от их чистоты могут быть использованы для изготовления красок или как железная руда. Руды, содержащие кобальтистый пирит, служат источником приблизительно половины потребляемого в мире кобальта , несмотря на низкое содержание в них этого элемента (до 0,5–1 % в минерале)

Из пирита Березовского месторождения на Урале изготавливают вставки для ювелирных изделий.

Пирит в основном ограняется в виде кабошонов.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Дифференциальный термический анализ. Кривая ДТА

Главные линии на рентгенограммах пирита:

2,696(8) - 2,417(8) - 2,206(7) - 1,908(6) - 1,629(10) - 1,040(9)

Старинные методы. Под паяльной трубкой питит растрескиваясь, на угле плавится в магнитный шарик, при этом возникает язычок голубоватого пламени и выделяется дым. Легко теряет часть серы, которая горит голубым пламенем. В запаянной трубке возгоняется часть серы - остается моносульфид FeS.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах пирит кремово-белый, изотропный, но иногда анизотропный вследствие замещения атомов серы атомами железа (согласно Гордон-Смиту). По данным того же автора, пирит, образовавшийся при температуре выше 135°, изотропен и характеризуется статистическим распределением атомов железа на месте атомов серы. (Ниже этой температуры образуются анизотропные пириты.) Это свойство может быть использовано в геологической термометрии.

Владельцы патента RU 2397025:

Изобретение относится к флотационному выделению сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, из концентратов и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных пирит-арсенопиритных руд, содержащих благородные металлы. Способ включает кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя и выделение пиритного концентрата в пенный продукт флотации. В качестве модификатора поверхности используют 2-оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, а в качестве депрессора используют экстракт коры дуба. Технический результат - повышение эффективности разделения пирита и арсенопирита. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, из концентратов, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных пирит-арсенопиритных руд, содержащих благородные металлы.

Известен (RU, патент 2004342) способ обогащения сульфидных руд, включающий обработку пульпы депрессором, введение модификатора поверхности для увеличения сорбции депрессора, введение коллектора и вспенивателя. В данном способе в качестве депрессора сульфидных минералов используют полимер, полученный на основе производных акриламида и N-аллилтиомочевины. При высоких расходах депрессор неизбирательно подавляет все сульфидные минералы. В качестве агента, модифицирующего поверхность, используют соединение с сильными окислительными или восстановительными свойствами (например, цианид, меркаптоэтанол, тиогликолевая кислота и др.), которое очищает поверхность сульфидного минерала, усиливая селективную адсорбцию депрессора. Изобретение направлено на избирательное выделение сульфидов из медных, медно-молибденовых и полиметаллических руд, содержащих свинец, медь, цинк, серебро, золото, никелевых и никелькобальтовых руд для облегчения операции отделения меди от свинца, свинца от цинка и меди от цинка.

Известен способ (В.А.Чантурия, Т.А.Иванова, В.Д.Лунин. Новый реагент для флотационного разделения пирита и арсенопирита. Цветные металлы, №4, 2001, стр.22.) флотационного разделения сульфидов, содержащих благородные металлы, в котором дополнительно к основному сульфгидрильному собирателю используют реагент ПРОКС, в состав которого одновременно входят компоненты, снижающие флотируемость арсенопирита и повышающие флотируемость пирита и халькопирита. Указанный реагент подают в процесс перед ксантогенатом. Особенностью данного способа является избирательность флотационного поведения компонентов реагента ПРОКС по отношению к сульфидам, в частности к разновидностям пирита.

Недостатком способа является то, что некоторые разновидности пирита депрессируются в присутствии реагента ПРОКС.

Наиболее близким аналогом можно признать способ разделения золотосодержащих пирита и арсенопирита в присутствии сульфгидрильного собирателя ксантогената в щелочной среде (Чантурия В.А., Федоров А.А., Матвеева Т.Н. Взаимосвязь элементного состава поверхности золотосодержащих пирита и арсенопирита с их сорбционными и флотационными свойствами. ФТПРПИ. - 1997. - №6, с.110-115). Однако при разделении пирита и арсенопирита в присутствии ксантогената необходимо создание высокощелочной среды (pH 11,8-12,2). Кроме того, эффективность разделения существенно зависит от наличия примесей в разделяемых минералах. Присутствие меди и мышьяка в арсенопирите, а также золота и меди в пирите нарушают селекцию.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в разработке эффективного способа разделения сульфидных минералов: пирита и арсенопирита.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в обеспечении селективного выделения ценных компонентов в разноименные концентраты при одновременном сокращении безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами в присутствии сульфгидрильного собирателя, модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ разделения пирита и арсенопирита, включающий кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя и выделение пиритного концентрата в пенный продукт флотации, причем в качестве модификатора поверхности используют 2-оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты (ОПДТК), а в качестве депрессора используют экстракт коры дуба (ЭКД).

В предпочтительном варианте реализации используют соотношение сульфгидрильного собирателя, 2-оксипропилового эфира диэтилдитиокарбаминовой кислоты и экстракта коры дуба, составляющее 1:0,5:(0,5-1,5). Желательно применять разработанный способ для пульпы с крупностью частиц (-0,16+0,044 мм).

При реализации способа могут быть использованы:

- (сульфгидрильный) собиратель, ксантогенат калия (БКс), соответствующий (ГОСТ 7927-75), либо другие алкилксантогенаты или алкилдитиокарбаматы и др.;

2- оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, полученный на основе диэтилилдитиокарбамата и пропиленхлоргидрина (В.А.Чантурия, Т.А.Иванова, В.А.Тюрникова. Модифицирование растворов флотореагентов высокоактивными соединениями. Сб. материалов Y Конгресса обогатителей стран СНГ, том III, М., 2005 год);

Вспениватели: Сосновое масло ГОСТ 6792-74 или Метилизобутилкарбинол (МИБК) ТУ 6-02-891-78;

Экстракт коры дуба, полученный путем обработки стружки и коры дуба водой с добавлением щелочи или бисульфита (Л.Я.Шубов, С.И.Иванков, Н.К.Щеглова. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Книга 1, стр.349).

Селективность действия сочетания модификатора поверхности ОПДТК и депрессора ЭКД, имеющего в молекуле несколько гидроксильных групп, основано на различной прочности их соединений с разновалентными ионами железа, находящимися на поверхности пирита (Fe 2+) и арсенопирита (Fе 3+). ОПДТК, прочно закрепляясь на поверхности пирита, препятствует закреплению депрессора ЭКД. На арсенопирите депрессор ЭКД, напротив, образует более прочное соединение с Fe 3+ , вытесняя модификатор ОПДТК и собиратель БКс с его поверхности. Конкуренция этих веществ приводит к более сильной гидрофилизации поверхности арсенопирита и обеспечивает эффективное разделение минералов.

Для осуществления флотационного разделения арсенопирита и пирита в лабораторных условиях была использована лабораторная механическая флотомашина, в промышленных условиях может быть использована флотомашина любого типа.

Для подтверждения эффективности разработанного способа было проведено сравнение его со способом, выбранным в качестве ближайшего аналога.

Эксперименты проводили на вышеуказанном лабораторном оборудовании с использованием в качестве вспенивателя метилизобутилкарбинола, используемые минералы были измельчены до (-0,1+0,074 мм).

Необходимую для опытов крупность получали истиранием минералов в фарфоровой мельнице и рассеиванием на классы на ситах.

1. По способу-прототипу (опыт 1 в таблице)

Навеску измельченного минерала пирита или арсенопирита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водным раствором щелочи рН11,5, вводили собиратель БКс 100(г/т) и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 5 минут.

2. По способу-прототипу (опыт 2 в таблице)

Повторение опыта 1 в условиях проведения опыта 1 на пирите, содержащем примесь мышьяка (0,7%), и арсенопирите, содержащем золото (14 г/т).

3. По разработанному способу (опыты 3-5 в таблице)

Навеску измельченного минерала пирита или арсенопирита (1 грамм) помещали во флотационную камеру, заливали водой pH 7, вводили собиратель 100(г/т) БКс и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали ОПДТК 50 г/т и ЭКД 50, 100 или 150 г/т, кондиционировали 1 мин, вводили вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 5 минут.

6. По разработанному способу, но без введения модификатора поверхности ОПДТК (опыт 6 в таблице).

7. По разработанному способу для разделения смеси пирита и арсенопирита (1:1) (2 грамма) смеси помещали во флотационную камеру, заливали водой pH 7, вводили собиратель 100 (г/т) БКс и кондиционировали пульпу с собирателем 1 мин, подавали ОПДТК 50 г/т и ЭКД 100 г/т, кондиционировали 1 мин, вводили вспениватель МИБК, перемешивали 0,5 мин, затем флотировали в течение 5 минут.

Анализ данных таблицы показывает, что наилучшими условиями разделения пирита и арсенопирита по предлагаемому способу являются условия опыта 4. В отсутствии модификатора поверхности (опыт 6) разница в извлечении уменьшается.

Разработанный способ позволяет обеспечить селективное выделение ценных компонентов в разноименные концентраты при одновременном сокращении на 5-7% безвозвратных потерь ценных компонентов с общими хвостами относительно способа-прототипа.

Таблица 1
№ опыта	Расход реагентов, г/т	Выход пирита в концентрат, %	Выход арсенопирита в концентрат, %	Разница в извлечении минералов, %
1	Способ-прототип: БКс 100, без модификатора поверхности, депрессор NaOH на мономинеральных фракциях	85,0	20,0	65,0
2	Способ-прототип: БКс 100, без модификатора поверхности, депрессор NaOH на минералах с примесями	60,0	35,0	25,0
3	Предлагаемый способ:	88,7	13,1	75,0
	БКс-100,
	ОПДТК-50,
ЭКД-50
4	Предлагаемый способ:	84,0	4,0	80,0
	БКс-100,
	ОПДТК-50,
ЭКД-100
5	Предлагаемый способ:	55,0	4,0	51,0
	БКс-100,
	ОПДТК-50,
ЭКД-150
6	Без модификатора поверхности.	60,0	35,0	25,0
	БКс-100,
	ОПДТК-0
ЭКД-100
7	Предлагаемый способ на смеси пирита и арсенопирита (1:1):	82,0	7,0	75,0
	БКс-100,
	ОПДТК-50,
ЭКД-100

1. Способ разделения пирита и арсенопирита, включающий кондиционирование измельченной пульпы с сульфгидрильным собирателем, введение модификатора поверхности, депрессора и вспенивателя и выделение пиритного концентрата в пенный продукт флотации, отличающийся тем, что в качестве модификатора поверхности используют 2-оксипропиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, а в качестве депрессора используют экстракт коры дуба.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение сульфгидрильного собирателя, 2-оксипропилового эфира диэтилдитиокарбаминовой кислоты и экстракта коры дуба составляет 1:0,5:(0,5-1,5).