ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛИГНОСУЛЬФОНАТА, АНИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ СМЕСЕЙ НА ПОКАЗАТЕЛИ АВТОКЛАВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Образование элементной серы при автоклавном выщелачивании сульфидных концентратов приводит к появлению серо-сульфидных гранул, что существенно снижает скорость растворения цинка. Решением данной проблемы стало применение поверхностно-активных веществ, которые препятствуют негативному влиянию расплавленной серы, позволяют избежать процесса гранулообразования при выщелачивании. Лигносульфонаты (отходы деревообрабатывающей промышленности) являются наиболее распространенными поверхностно-активными веществами, используемыми при автоклавном выщелачивании сульфидных концентратов. В данной работе изучено влияние добавок анионных поверхностно-активных веществ и их смесей с лигносульфонатом на поверхностное натяжение водных растворов, извлечение цинка и гранулометрический состав кеков после автоклавного выщелачивания сульфидных цинковых концентратов. МЕТОДЫ. Поверхностное натяжение растворов определяли сталагмометрическим методом. Выщелачивание проводили в титановом автоклаве в присутствии лигносульфоната, додецилбензолсульфоната натрия и додецилсульфата натрия. Растворы после выщелачивания анализировали на содержание цинка методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Гранулометрический анализ кека проводили с помощью лазерного дифракционного анализатора частиц. РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе показано синергетическое влияние анионных поверхностно-активных веществ и лигносульфоната на снижение поверхностного натяжения водных растворов. Наиболее сильный эффект наблюдается при использовании композиции лигносульфоната додецилбензолсульфоната ЛС-ДДБСН, а именно в диапазоне концентраций додецилбензолсульфоната натрия 400-600 мг/дм³. Применение комбинированных поверхностно-активных веществ позволило получить высокие показатели извлечения цинка и оптимальную крупность частиц кека. При совместном использовании лигносульфоната с додецилбензолсульфонатом натрия извлечение цинка увеличилось с 77,2% до 82,8%, при этом основная часть кека (96,7%) имела крупность 150 мкм. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование комбинированных поверхностно-активных веществ (лигносульфонат и додецилбензолсульфонат натрия) может быть рекомендовано для использования при автоклавном выщелачивании сульфидных цинковых концентратов.

цинковые концентраты, автоклавное выщелачивание, поверхностно-активные вещества, комбинированные поверхностно-активные вещества, гранулометрический анализ, поверхностное натяжение

1. Sadeghi N., Moghaddam J., Ilkhchi M.J. Determination of effective parameters in pilot scale direct leaching of a zinc sulfide concentrate. Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2017. Vol. 53. No. 1. P. 601-616. DOI: 10.5277/ppmp170147

2. Xu B., Yang Y., Li Q., Jiang T., Li G. Stage leaching of a complex polymetallic sulfide concentrate: Focus on the extraction of Ag and Au. Hydrometallurgy. 2016. Vol. 159. P. 87-94. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.10.008

3. Zhukov V.V., Laari A., Lampinen M., Koiranen T. A mechanistic kinetic model for direct pressure leaching of iron containing sphalerite concentrate. Chemical Engineering Research and Design. 2017. Vol. 118. P. 131-141. DOI: 10.1016/j.cherd.2016.12.004

4. Naftal M.N., Naboychenko S.S., Sharkiy R.Yu., Petrov A.F., Lapshina N.A. Increasing of extraction of nickel and platinum group metals in technology of autoclave oxidation leaching of nickel-pyrrhotine concentrates. Tsvetnye Metally. 2013. No. 9. P. 100-113.

5. Jorjani E., Ghahreman A. Challenges with elemental sulfur removal during the leaching of copper and zinc sulfides, and from the residues. Hydrometallurgy. 2017. Vol. 171. P. 333-343. DOI: 10.1016/j.hydromet.2017.06.011

6. Ouyang X., Qiu X., Chen P. Physicochemical characterization of calcium lignosulfonate - A potentially useful water reducer. Colloid and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2006. Vol. 282-283. P. 489-497. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2005.12.020

7. Lugovitskaya T.N., Naboichenko S.S., Bolatbaev K.N., Mamyachenkov S.V. Effect of lignosulfonates on the dispersion characteristics of elementary sulfur and zinc sulfide in aqueous suspension. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2007. Vol. 48. No. 5. P. 327-330. DOI: 10.3103/S1067821207050033

8. Lugovitskaya T.N., Naboichenko S.S., Bolatbaev K.N. Relationships of lignosulfonate adsorption onto the zinc sulfide surface. Russian Journal of Applied Chemistry. 2016. Vol. 89. No. 11. P. 1831-1837. DOI: 10.1134/S1070427216110148

9. Rana D., Neale G.N., Hornof V. Surface tension of mixed surfactant systems: lignosulfonate and sodium dodecyl sulfate. Colloid and Polymer Science. 2002. Vol. 280. No. 8. P. 775-778. DOI: 10.1007/s00396-002-0687-y

10. Pu B., Chen D. A study of the measurement of surface and interfacial tension by the maximum liquid drop volume method: I. Using a back-suction syringe technique. Journal of Colloid and Interface Science. 2001. Vol. 235. No. 2. P. 262-272. DOI: 10.1006/jcis.2000.7385

11. Naftal’ M.N., Naboichenko S.S., Salimzhanova E.V., Bol’shakova O.V., Saverskaya T.P. Influence of various stabilizing factors on an elemental sulfur emulsion during high-temperature leaching of nickel-pyrrhotine concentrates. Russian Metallurgy (Metally). 2015. Vol. 2015. No. 3. P. 171-184. DOI: 10.1134/S0036029515030052

12. Tan K., Li C., Liu J., Qu H., Xia L., Hu Y., Li Y. A novel method using a complex surfactant for in-situ leaching of low permeable sandstone uranium deposits. Hydrometallurgy. 2014. Vol. 150. P. 99-106. DOI: 10.1016/j.hydromet.2014.10.001

13. Duan M., Ding Z., Wang H., Xiong Y., Fang S. Shi P., Liu S. Evolution of oil/water interface in the presence of SDBS detected by dual polarization interferometry. Applied Surface Science. 2018. Vol. 427. P. 917-926. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.09.054

14. Niraula T.P., Shah S.K., Chatterjee S.K., Bhattarai A. Effect of methanol on surface tension and viscosity of sodiumdodecyl sulfate (SDS) in aqueous medium at 298.15-323.15 K. Karbala International Journal of Modern Science. 2018. Vol. 4. No. 1. P. 26-34. DOI: 10.1021/acs.jced.6b00978

15. Lugovitskaya T.N., Naboichenko S.S. Physicochemical properties of aqueous solutions of binary mixtures of lignin derivatives and sodium dodecyl sulfate. Russian Journal of Applied Chemistry. 2018. Vol. 1. No. 1. P. 82-89. DOI: 10.1134/S1070427218010135