Surface properties of Cu-poor bornite in dynamics

封面

如何引用文章

全文:

详细

   Research subject. Cu-poor bornite from copper ores of Volkovskoye deposit (Middle Urals).   Materials and methods. Specimens with bornite have been sampled from the industrial copper ores at the North-West quarry of the Volkovskoye deposit. Properties of the bornite have been studied in dynamics with optical microscopy in reflected light, energy dispersive spectroscopy, Raman spectroscopy; optical properties have been analyzed using diffusion reflectance spectroscopy.   Results. Absence of elements diffusive processes into the subsurface layer from bulk bornite during mechanical treatment has been demonstrated, at the surface changing the bornite composition stays be saved in the limits of the measurements accuracy by energy dispersive spectroscopy. The dynamics of surface properties changes for the Cu-poor pink bornite using diffusion reflectance spectroscopy has been established.   Conclusions. On the basis of the study results a new approach to develop a quantitative criterion for bornite varieties determination for mineralogical-technological mapping and prediction of processing indicators of copper ores has been proposed.

作者简介

A. Morokhin

N.P. Yushkin Institute of Geology, FRC Komi SC UB RAS

Email: alexey.morokhin@gmail.com

M. Koroleva

Institute of Chemistry, FRC Komi SC UB RAS

T. Shumilova

N.P. Yushkin Institute of Geology, FRC Komi SC UB RAS

S. Isaenko

N.P. Yushkin Institute of Geology, FRC Komi SC UB RAS

参考

  1. Алексеев Е.Е., Якуньков Е.А., Сиверин О.О., Бахманов Д.Я., Кутергин А.В. (2023) Технология обогащения меди из руды Удоканского месторождения с возможностью извлечения благородных металлов. Вестн. Южно-Уральского госуд. ун-та. Сер.: Металлургия, 23(3), 5-15.
  2. Государственный доклад “О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 году”. (2022) Москва.
  3. Габлина И.Ф. (2008) Сульфиды меди и меди-железа как индикаторы условий образования и преобразования руд. Федоровская сессия 2008 : Междунар. научн. конф. Тез. докладов. СПб.: Изд-во СПбГУ, 32-34.
  4. Изоитко В.М. (1997) Технологическая минералогия и оценка руд. СПб.: Наука, 582 с.
  5. Кашин С.А. (1948) Медно-титаномагнетитовое оруденение в основных интрузивных породах Урала. Т. 9. М.: Тр. ГИН АН СССР.
  6. Косяк Е.А. (1981) О так называемом “аномальном” борните. Изв. АН СССР. Сер.: Геологическая, (7), 77-85.
  7. Левин В.Л. (1986) О диагностике сульфидов меди от халькозина до анилита. Изв. АН СССР. Сер.: Геологическая, (9), 131-133.
  8. Левин В.Л., Котельников П.Е. (1986) Розовый борнит Джезказгана: причины изменения окраски. Изв. АН КазССР. Сер.: Геологическая, (5), 63-67.
  9. Лурье А.М., Габлина И.Ф. (1976) Зональный ряд сульфидов на месторождениях меди красноцветных формаций. Геохимия, (1), 109-115.
  10. Минералы. Справочник. (1960) (Ф.В. Чухров, Э.М. Бронштедт-Куплетская и др.). Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 618 с.
  11. Нечкин Г.С., Полтавец З.И. (2003) Некоторые генетические особенности медных руд с благороднометальной минерализацией на Волковском месторождении (Средний Урал). Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 150, 286-290.
  12. Полтавец Ю.А., Сазонов В.Н., Полтавец З.И., Нечкин Г.С. (2006) Закономерности распределения благородных металлов в рудных парагенезисах Волковского габбрового массива (Средний Урал). Геохимия, (2), 167-190.
  13. Рамдор П. (1962) Рудные минералы и их срастания. М., 1123 с.
  14. Сатпаева М.К., Дара А.Д., Полканова Е.В., Курмакаева Ф.А. (1974) Разноокрашенные борниты и халькозины из руд Джезказгана – твердые растворы халькопирит-борнит-дигенитового ряда. Вестн. АН КазССР, (11), 41-50.
  15. Сатпаева М.К. (1985) Руды Джезказгана и условия их формирования. А.-А.: Наука, Каз. ССР.
  16. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном свете. (1988) Л.: Недра, 503 с.
  17. Шумилова Т.Г., Шевчук С.С., Макеев Б.А. (2014) Разновидности борнита Волковского месторождения – ключ к выявлению технологических сортов медных руд. Проблемы и перспективы современной минералогии (Юшкинские чтения–2014). Мат-лы Минер. Семинара с междунар. участием. Сыктывкар: Геопринт, 252-253.
  18. Anthony J.W., Bideaux R.A., Bladh K.W., Nichols M.C. (2010) Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, Chantilly, VA 20151-1110, USA. http://www.handbookofmineralogy.org
  19. Bicak O., Ekmekci Z. (2012) Prediction of flotation behavior of sulphide ores by oxidation index. Minerals Engineering, 36–38, 279-28. doi: 10.1016/j.mineng.2012.05.012
  20. Borgheresi M., Di Benedetto F., Romanelli M. et al. (2018) Mössbauer study of bornite and chemical bonding in Febearing sulphides. Phys. Chem. Minerals, 45, 227-235. doi: 10.1007/s00269-017-0911-4
  21. Brett R. (1962) Heating Experiments on Natural Bornites – Year Book, 1961. Carnegie institution of Washington.
  22. Brett R., Yand R. (1964) Sulphur-rich bornites. Amer. Mineral., 49(7–8), 1084-1098.
  23. Buckley A.N., Woods R. (1983) An X-ray photoelectron spectroscopic investigation of the tarnishing of bornite. Aust. J. Chem., 36, 1793-1804
  24. Cabri L.J. (1973) New Data on Phase Relations in the Cu–Fe–S System. Econ. Geol., 68, 443-454.
  25. Chimonyo W., Corin K.C., Wiese J.G., O’Connor C.T. (2017) Redox potential control during flotation of a sulphide mineral ore. Minerals Engineering, 110, 57-64. doi: 10.1016/j.mineng.2017.04.011
  26. Ciobanu C.L., Cook N.J., Ehrig K. (2017) Ore minerals down to the nanoscale: Cu-(Fe)-sulphides from the iron oxide copper gold deposit at Olympic Dam, South Australia. Ore Geol. Rev., 81, 1218-1235.
  27. Ciobanu C.L., Cook N.J., Utsunomiya S., Pring A., Green L. (2011) Focussed ion beam–transmission electron microscopy applications in ore mineralogy: Bridging micro- and nanoscale observations. Ore Geol. Rev., 42, 6-31.
  28. Fullston D., Fornasiero D., Ralston J. (1999) Zeta potential study of the oxidation of copper sulfide minerals. Colloids Surf., A, 146, 113-121.
  29. Gehlen K. von. (1964) Anomaler Bornit und seine Umbildung zu Idait und Chalkopyrit in deszendenten Kupfererzen von Sommerkahl (spessart.). Fortschr. Mineral., 41(2), 163.
  30. Harmer S.L., Pratt A.R., Nesbitt H.W., Fleet M.E. (2005) Reconstruction of fracture surfaces on bornite. Can. Mineral., 43, 1619-1630.
  31. Koto K., Morimoto N. (1975) Superstructure investigation of bornite, Cu5FeS4, by the modified partial Patterson function. Acta Cryst. B, 31, 2268-2273.
  32. Large D.J., MacQuaker J., Vaughan D.J. et al. (1995) Evidence for Low-Temperature Alteration of Sulfides in the Kupferschiefer Copper Deposits of Southwestern Poland. Econ. Geol., 90, 2143-2155.
  33. Long S.O.J., Powell A.V., Vaqueiro P., Hull S. (2018) High Thermoelectric Performance of Bornite through Control of the Cu(II) Content and Vacancy Concentration. Chem. Mater., 30(2), 456-464. doi: 10.1021/acs.chemmater.7b04436
  34. Losch W., Monhemius A. (1976) An AES study of a copperiron sulphide mineral. Surf. Sci., 60, 196-210.
  35. Mernagh T.P., Trudu A.G. (1993) A laser Raman microprobe study of some geologically important sulphide minerals. Chem. Geol., 103, 113-127.
  36. Mikhlin Y., Tomashevich Y., Tauson V., Vyalikh D., Molod tsov S., Szargan R. (2005) A comparative X-ray absorption near-edge structure study of bornite, Cu5FeS4, and chalcopyrite, CuFeS2. J. Electron Spectr. Related Phen., 142(1), 83-88. doi: 10.1016/j.elspec.2004.09.003
  37. Moimane T., Huai Y., Peng Y. (2020) The critical degree of bornite surface oxidation in flotation. Miner. Eng., 155, 106445. doi: 10.1016/j.mineng.2020.106445
  38. Parker G.K., Woods R., Hope G.A. (2008) Raman investigation of chalcopyrite oxidation. Coll. Surf. A: Physico-chem. Eng., 318, 160-168.
  39. Qiu P., Zhang T., Qiu Y., Shi X., Chen L. (2014) Sulfide bornite thermoelectric material: A natural mineral with ultralow thermal conductivity. Energy Environ. Sci., 7, 4000-4006.
  40. Rodríguez-Carvajal J. (1993) Recent advances in magnetic structure determination by neutron powder diffraction. Phys. B Phys. Condens. Matter., 192, 55-69. doi: 10.1016/0921-4526(93)90108-I
  41. Sillitoe R., Clark A. (1969) Copper and copper-iron sulphides as the initial products of supergene oxidation, Capiapo Mining District, Nothern Chile. Amer. Mineral., 54(11-12), 1684-1710.
  42. Stefanova V., Genevski K., Stefanov B. (2004) Mechanism of Oxidation of Pyrite, Chalcopyrite and Bornite During Flash Smelting. Canad. Metallurg. Quart., 43(1), 78-88. doi: 10.1179/cmq.2004.43.1.78
  43. Sugaki A., Shima H., Kitakaze A., Harada H. (1975) Isothermal Phase Relations in the System Cu–Fe–S under Hydrothermal Conditions at 350 °C and 300 °C. Econ. Geol., 70, 806-823.
  44. Tafirenyika T.P., O’Connor C.T., Corin K.C. (2022) Investigating the Influence of the Electrochemical Environment on the Flotation of Bornite and Chalcocite. Minerals, 12, 1527. doi: 10.3390/min12121527
  45. Tanaka Y., Miki H., Suyantara G.P.W., Aoki Y., Hirajima T. (2021) Mineralogical Prediction on the Flotation Behavior of Copper and Molybdenum Minerals from Blended Cu–Mo Ores in Seawater. Minerals, 11, 869. doi: 10.3390/min11080869
  46. Varotsis C., Papageorgiou M., Tselios C., Yiannakkos K.A., Adamou A., Nicolaides A. (2020) Application of Raman Micro Spectroscopy and MicroFTIR Mapping in the Bio-Hydrometallurgy of Copper Sulfide-Minerals. Aspects Min. Miner. Sci., 5(1), 000603. doi: 10.31031/AMMS.2020.05.000603
  47. Vaughan D.J., Tossell J.A., Stanley C.J. (1987) The surface properties of bornite. Mineral. Mag., 51, 285-293.
  48. White S.N. (2009) Laser Raman spectroscopy as a technique for identification of seafloor hydrothermal and cold seep minerals. Chem. Geol., 259, 240-252.
  49. Yang C.-R., Jiao F., Qin W.-Q. (2018) Cu-state evolution during leaching of bornite at 50 °C. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 28, 1632-1639.
  50. Yund R., Kullerud G. (1966) Thermal stability of assemblages in the Cu-Fe-S system. J. Petrol., 7(3), 454-488.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Morokhin A.I., Koroleva M.S., Shumilova T.G., Isaenko S.I., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».