Поверхностные свойства маломедистого борнита в динамике
https://doi.org/10.24930/1681-9004-2025-25-2-251-262
EDN: YJUAQW
Аннотация
Объект исследования. Маломедистый борнит Северо-Западного участка Волковского месторождения (Средний Урал).
Материалы и методы. Образцы медных руд с борнитом отобраны из промышленных сортов медных руд в Северо-Западном карьере Волковского месторождения. Изучены свойства маломедистого борнита в динамике с использованием оптической микроскопии в отраженном свете, сканирующей электронной микроскопии, энерго-дисперсионной спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света; оптические свойства анализировались с помощью спектроскопии диффузного отражения.
Результаты. Показано отсутствие диффузных процессов в поверхностный слой из объема борнита с течением времени после механического воздействия, при изменении поверхности выявлено, что содержание элементов в приповерхностном слое борнита сохраняется в пределах погрешности измерений методом энергодисперсионной спектроскопии. С помощью спектроскопии диффузного отражения установлена динамика изменения свойств поверхности маломедистого розового борнита.
Выводы. На основании выполненных исследований предложен методический подход для разработки количественного параметра для выделения разновидностей борнита при минералого-технологическом картировании и прогнозировании показателей переработки медных руд.
Ключевые слова
сульфиды меди,
борнит,
оптические и электрические свойства,
динамика изменения свойств,
сульфидные месторождения меди
При поддержке: Работа выполнена в рамках темы НИР ГР № 122040600009-2
Об авторах
А. И. Морохин
Институт геологии им. академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
167982; ул. Первомайская, 54; Сыктывкар
М. С. Королева
Институт химии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
167000; ул. Первомайская, 48; Сыктывкар
Т. Г. Шумилова
Институт геологии им. академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
167982; ул. Первомайская, 54; Сыктывкар
С. И. Исаенко
Институт геологии им. академика Н.П. Юшкина ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
167982; ул. Первомайская, 54; Сыктывкар
Список литературы
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, Cu<sub>5</sub>FeS<sub>4</sub>, 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, Cu<sub>5</sub>FeS<sub>4</sub>, and chalcopyrite, CuFeS<sub>2</sub>. 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.
Рецензия
Для цитирования:
Морохин А.И., Королева М.С., Шумилова Т.Г., Исаенко С.И. Поверхностные свойства маломедистого борнита в динамике. Литосфера. 2025;25(2):251-262. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2025-25-2-251-262. EDN: YJUAQW
For citation:
Morokhin A.I., Koroleva M.S., Shumilova T.G., Isaenko S.I. Surface properties of Cu-poor bornite in dynamics. LITHOSPHERE (Russia). 2025;25(2):251-262. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2025-25-2-251-262. EDN: YJUAQW
Просмотров:
644
Послать статью по эл. почте 