메뚜기콩검에 의한 석영으로부터의 역선택적 부유 분리를 위한 녹색 적철석 함몰부

Jun 03, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8980(2023) 이 기사 인용

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역양이온 부유선광은 현재 규산염에서 미세한 적철광을 업그레이드하는 주요 가공 기술입니다. 부유선광은 유해할 수 있는 화학물질을 처리하는 효율적인 광물 농축 방법으로 알려져 있습니다. 따라서 이러한 공정에 친환경 부양 시약을 사용하는 것은 지속 가능한 개발과 녹색 전환을 위한 새로운 요구 사항입니다. 혁신적인 접근 방식으로, 이 조사에서는 역양이온 부유선광을 통해 석영에서 미세한 적철광을 선택적으로 분리하기 위한 생분해성 억제제로서 로커스트 콩 검(LBG)의 잠재력을 탐구했습니다. 다양한 부유선광 조건(마이크로 및 배치 부유선광)이 수행되었으며 LBG 흡착 메커니즘은 다양한 분석(접촉각 측정, 표면 흡착, 제타 전위 측정 및 FT-IR 분석)을 통해 조사되었습니다. 마이크로 부유선광 결과는 LBG가 석영 부유성에 무시할 만한 영향을 미치면서 적철석 입자를 선택적으로 억제할 수 있음을 나타냅니다. 혼합 광물(다양한 비율의 적철광 및 석영 혼합물)의 부유선광은 LGB가 분리 효율(적철석 회수율 > 88%)을 향상시킬 수 있음을 나타냅니다. 표면 습윤성의 결과는 수집기(도데실아민)가 있는 경우에도 LBG가 적철광 접착 작업을 감소시키고 석영에 약간의 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 다양한 표면 분석을 바탕으로 LBG는 적철석 표면에 수소결합을 통해 선택적으로 흡착되었습니다.

다양한 산업 분야에서 상당한 철 및 강철 수요로 인해 복잡한 광물을 함유한 저품위 미세 산재 산화철 광석이 철 자원으로 간주되어 다양한 업그레이드 기술로 처리되었습니다1. 역(양이온성/음이온성) 부유선별 분리는 광물이 미세한 부분으로 유리되는 저등급 적철광 광석을 강화하기 위한 가장 포괄적인 처리 방법이라는 것이 잘 문서화되어 있습니다2,3. 가장 일반적인 맥석상인 규산염은 양이온/음이온 포집기에 의해 부유하며, 적철석은 억제제에 의해 억제되어야 합니다4,5,6. 그러나 이러한 저등급 광석에서 적철광을 업그레이드하려면 상당한 양의 시약이 필요한 부유 선광 회로에 대량의 재료를 공급해야 합니다. 이러한 사실은 공정 전반에 걸쳐 선택적이고 친환경적인 부유 화학물질을 사용하여 공정 효율성을 향상시키고 잠재적인 환경 문제를 줄이는 데서 비롯됩니다7,8. 따라서 친환경 생분해성 억제제1,9,10,11,12,13,14,15,16,17을 고려하여 저등급 적철광 광석을 업그레이드하기 위한 녹색 접근 방식을 탐색하기 위한 여러 연구가 수행되었습니다.

전분18,19,20,21, 덱스트린9,10,17, 카르복실 메틸 셀룰로오스12,13, 휴믹산14,15 및 탄닌16과 같은 다양한 억제제가 이러한 목적으로 성공적으로 검사되었습니다. 이러한 연구는 적철광의 역부상 분리를 위한 환경 친화적인 억제제를 개발하면 지속 가능한 개발과 청정 생산을 향한 녹색 전환을 촉진할 수 있음을 나타냅니다. 따라서 적철석 억제에 대해서는 다당류계, 폴리페놀계, 리그노술폰산계 등 다양한 생분해성 억제제를 규명하고 선택적 분리를 통한 흡착 메커니즘을 규명하는 것이 필수적이다.

로커스트빈검(LBG)은 캐롭이라고도 알려진 Ceratonia siliqua 나무에서 추출한 하이드로콜로이드이며 식품 산업에서 널리 사용됩니다22. LBG는 고분자량의 갈락토만난 다당류이며 구아 검 및 타라 검과 유사한 단량체 구조를 가지고 있습니다. LBG는 다양한 광물로부터 황동석을 부유 분리하기 위한 억제제로 성공적으로 사용되었습니다(표 1). LBG는 황화물 광물(섬아연석, 황철석, 방연석)과 활석에 의해 선택적으로 억제될 수 있는 것으로 보고되었습니다. LBG는 주로 수소 결합에 의한 물리적 흡착을 통해 활석 표면을 비활성화합니다. 이는 활석 입자 표면의 전기 이중층의 전단면을 늘리고 전하 크기를 감소시킵니다. 대조적으로, 산화 생성물과의 상호작용을 통해 섬아연석 표면에 화학적 흡착을 보여주었습니다. 또한 LBG는 황철석과 방연광 표면에서 물리흡착을 보인 반면, 이 흡착은 황동석 입자에서는 약한 것으로 기록되었습니다23,26. 놀랍게도 적철석-석영의 부유 분리를 위한 선택적 억제제로서 LBG를 적용한 사례는 보고된 바가 없다.