Оценка эффективности олеата натрия и биоразлагаемого этоксифосфата при флотации апатитовых руд с повышенным содержанием железа

Abstract

Актуальность. Актуальность работы обусловлена снижением качества апатитового сырья из-за увеличения доли железосодержащих примесей, которые ухудшают процесс флотации, а также экологическими проблемами, связанными с использованием синтетических реагентов. Цель. Cравнить эффективность биоразлагаемого реагента ФЕ-10, полученного на основе производных жидкости скорлупы орехов кешью, и олеата натрия при флотации апатитовых руд в условиях повышенного содержания железа. Объекты. Апатит-нефелиновая руда (Хибинский массив), олеат натрия и биоразлагаемый этоксифосфат Реагент ФЕ-10 на основе оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью. Методы. Качественный и количественный анализ реагентов (ИК- и ЯМР-спектроскопия, криоскопия), измерение поверхностного натяжения (метод Вильгельми), лабораторные флотационные испытания при pH=10 с использованием Fe³⁺. Результаты и выводы. Проведена идентификация реагентов методами ИК- и ЯМР-спектроскопии, криоскопии, а также измерено поверхностное натяжение растворов. Лабораторные флотационные испытания выполнялись при pH=10 с добавлением ионов Fe³⁺. Результаты показали, что Реагент ФЕ-10 обладает более низкой критической концентрацией мицеллообразования (0,30×10-4 против 3,53×10-4 моль/л у олеата натрия), устойчивостью к воздействию железа и обеспечивает высокое извлечение апатита. В щелочной среде олеат натрия теряет эффективность из-за электростатического отталкивания, тогда как Реагент ФЕ-10 сохраняет стабильность благодаря плотной упаковке молекул на поверхности минералов. Исследование подтвердило перспективность применения биоразлагаемого этоксифосфата для обогащения труднообогатимых руд, сочетая высокую технологическую эффективность с экологической безопасностью. Результаты могут быть использованы для разработки «зеленых» технологий в горнодобывающей промышленности

Relevance. Stems from the declining quality of apatite raw materials due to increasing proportions of iron-containing impurities, which impair the flotation, as well as environmental concerns associated with the use of synthetic reagents. Aim. To compare the efficiency of biodegradable Reagent FE-10, derived from ethoxylated cashew nut shell liquid, and sodium oleate in the flotation of apatite ores under conditions of elevated iron content. Objects. Apatite-nepheline ore (Khibiny Massif), sodium oleate, and biodegradable ethoxyphosphate Reagent FE-10 based on ethoxylated derivatives of cashew nut shell liquid. Methods. Qualitative and quantitative analysis of reagents (IR and NMR spectroscopy, cryoscopy), surface tension measurement (Wilhelmy plate method), and laboratory flotation tests at pH=10 using Fe³􀎆. Results and conclusions. The reagents were characterized using IR and NMR spectroscopy, cryoscopy, and surface tension measurements. Laboratory flotation tests were conducted at pH=10 with the addition of Fe³􀎆 ions. Reagent FE-10 exhibits a lower critical micelle concentration (0.30×10-4 compared to 3.53×10-4 mol/L for sodium oleate), resistance to iron interference, and high apatite recovery. In alkaline conditions, sodium oleate loses effectiveness due to electrostatic repulsion, whereas Reagent FE-10 maintains stability owing to the dense molecular packing on mineral surfaces. The study confirms the potential of biodegradable ethoxyphosphate for processing refractory ores, combining high technological efficiency with environmental safety. The findings can contribute to the development of "green" technologies in the mining industry