Красноярские ученые впервые исследовали поведение наночастиц ксантогената свинца во время обогащения руды методом пенной флотации. Выяснилось, что эффективность процесса зависит от соотношения калийной соли и нитрата свинца. Результаты работы, которая опубликована в журнале ACS Omega, помогут повысить продуктивность извлечения полезных ископаемых из труднообогатимых руд.

Переработка металлических руд – сложный и трудоемкий процесс. Иногда содержание нужного элемента в породе не превышает одного процента. Добыть ценные соединения помогают различные методы обогащения полезных ископаемых, один из которых – пенная флотация. Суть этой технологии в следующем. Когда через смесь измельченной руды с водой пропускают сжатый воздух, он образует крошеные пузырьки. При определенных условиях частицы минерала прилипают к ним и всплывают на поверхность в виде пены. К примеру, при добыче свинца к пузырькам прилипает сульфид свинца. Образующаяся пена на три четверти будет состоять из полезного соединения.

С истощением запасов полезных ископаемых в разработку попадает все больше труднообогатимых руд. Перед учеными стоит задача повысить продуктивность их извлечения, переработки и обогащения. В частности, чтобы сделать пенную флотацию более эффективной, в ней задействуют ксантогенаты – производные угольной кислоты, растворимые соли. В растворе такие соли образуют с металлами наночастицы нового нерастворимого вещества. Наночастицы повышают способность минерала прилипать к пузырькам воздуха и усиливают образование обогащенной пены.

Красноярские ученые определили, при каких условиях пенная флотация наилучшим образом подходит для обогащения руды с присутствием свинца. Оказалось, что это во многом зависит от соотношения нитрата свинца и калиевой соли. В процессе флотации, при добавлении к калийной соли нитрата свинца, происходит обменная реакция – свинец и калий меняются местами. В результате, из соли и свинца образуются наночастицы нового нерастворимого соединения. При этом, если свинец находится в избытке, в растворе образуются мелкие наночастицы диаметром около пятидесяти нанометров. При соотношении реагирующих веществ 2 к 1 образующиеся частицы немного крупнее, но все еще устойчивые. Когда свинца становится меньше, а калиевой соли больше, то при определенной кислотности среды наночастицы распадаются. Дело в том, что при равном соотношении реагентов в пене образуется нестабильное соединение моноксантогенат свинца, которое теряет массу уже при температуре 70 градусов Цельсия. При других соотношениях реагентов формируется ксантогенат свинца, который начинает распадаться лишь при температуре 120-130 градусов Цельсия.

«Нас заинтересовало образование наночастиц ксантогената свинца во время пенной флотации, поскольку ранее этот процесс целенаправленно никто не исследовал. Мы посмотрели, почему и как они образуются, как взаимодействуют с кислотными и щелочными растворами. Зная свойства частиц и условия образования, можно применять их под конкретные нужды, к примеру, использовать не только в процессе флотации, но и для создания композитных материалов», – рассказал Сергей Воробьев, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии и химической технологии Красноярского научного центра СО РАН.

Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.

Источники

Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, 13/11/2019
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук"
ФСМНО (sciencemon.ru), 13/11/2019
Красноярские ученые разрабатывают технологию обогащения свинцовых руд.
Advis.ru, 13/11/2019
Красноярские ученые разрабатывают технологию обогащения свинцовых руд
ТАСС, 13/11/2019
Красноярские ученые пробуют перерабатывать руду с помощью наночастиц
Kgs.ru, 13/11/2019
Красноярские ученые пробуют перерабатывать руду с помощью наночастиц
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 13/11/2019
Красноярские ученые разрабатывают технологию обогащения свинцовых руд
Seldon.News (news.myseldon.com), 13/11/2019
Красноярские ученые пробуют перерабатывать руду с помощью наночастиц
Seldon.News (news.myseldon.com), 13/11/2019
Красноярские ученые пробуют перерабатывать руду с помощью наночастиц: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (yandex.ru/news), 13/11/2019
Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Наука в Сибири (sbras.info), 13/11/2019
Красноярские ученые разрабатывают технологию обогащения свинцовых руд
Российский научный фонд (рнф.рф), 15/11/2019
Красноярские ученые разрабатывают технологию обогащения свинцовых руд
Российский научный фонд (rscf.ru), 15/11/2019
В России выяснили, как наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Eadaily.com, 17/11/2019
В России выяснили, как наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Seldon.News (news.myseldon.com), 17/11/2019
Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Научная Россия (scientificrussia.ru), 22/11/2019
Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
1k.com.ua, 21/11/2019
Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Seldon.News (news.myseldon.com), 21/11/2019
Наночастицы увеличат продуктивность добычи руды
Nanonewsnet.ru, 23/11/2019

Похожие новости

  • 06/11/2019

    Как делать наноматериалы из спирта?

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск) нашли новый эффективный способ производства углеродных наноструктур. По словам ученых, технология найдет применение в электронике, химической промышленности и энергетике.
    326
  • 29/08/2018

    Красноярские ученые нашли простой способ отверждения жидких радиоактивных отходов

    Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета разработали экономичный метод отверждения жидких радиоактивных отходов с высоким содержанием цезия и стронция. Утилизация происходит в щелочной среде при относительно низкой температуре с использованием алюмосиликатных микросфер, выделенных из летучих зол от сжигания угля.
    666
  • 06/11/2019

    В СФУ стартовал Большой Лекторий Енисейской лиги

    ​В Сибирском федеральном университете прошли мероприятия, приуроченные к торжественному открытию Большого Лектория Енисейской лиги. Знаковым событием, выступившим точкой отсчёта для цикла научно-популярных лекций, организуемых на площадке университета для школьников, студентов, учёных и научных работников Красноярского края, Хакасии и Тувы, стало выступление российского химика и кристаллографа, доктора физико-математических наук, профессора Сколковского института науки и технологий, профессора РАН, члена Европейской академии наук Артёма Оганова.
    277
  • 14/09/2017

    Красноярские ученые создали материал для сверхмощных электросетей

    ​Ученые из Сибирского федерального университета и Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН синтезировали наночастицы оксида меди, которые могут стать основой сверхпроводящих материалов при комнатной температуре.
    1463
  • 27/02/2019

    Красноярские ученые: платину можно добывать из отработанного сырья

    Ученые Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН и Сибирского федерального университета обнаружили, что сульфидные минералы накапливают платину. Это позволит добывать драгоценный металл из отработанного сырья горно-металлургических компаний.
    561
  • 17/04/2019

    Российские ученые создали «умные» керамические фильтры для промышленности

    ​Российские ученые создали нанокомпозитный материал, который улучшит свойства мембран из электропроводной керамики и электрохимических датчиков. Такие мембраны смогут выборочно выделять и пропускать одни ионы и "отвергать" другие, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ).
    417
  • 30/05/2018

    Красноярские ученые преобразуют древесные опилки в ценные органические соединения

    ​Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» в сотрудничестве с российскими и французскими коллегами усовершенствовали технологию получения жидких углеводородных продуктов из отходов древесной биомассы.
    740
  • 29/11/2016

    В Красноярске создали экспериментальную установку для получения биопродукции из древесины

    ​Исследователи Института химии и химической технологии СО РАН создали экспериментальную установку для получения биопродукции, основой для которой являются отходы лесопроизводства. При помощи "зеленого" метода переработки можно получить линейку экологически чистых продуктов для сельского хозяйства, медицины и фармацевтики, производства моторных топлив, целлюлозно-бумажной промышленности.
    1187
  • 14/11/2016

    Ученые из Красноярска сделают алюминиевое производство более экологичным

    ​Ученые СФУ совместно с коллегами из Института химии и химической технологии СО РАН ведут исследования по созданию нового материала - автоклавного угольного пека для производства электродов. По словам технического директора РУСАЛа Виктора Манна, осуществляющего непосредственное руководство работой, внедрение "экологичного" пека на алюминиевых заводах позволит значительно улучшить состояние воздуха, достигнуть нормативных показателей по выбросам вредных веществ в окружающую среду.
    1964
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1191