Differential Flotation of Chalcopyrite, Pentlandite and Pyrrhotite in Ni–Cu Sulphide Ores (1996)

A new method for the treatment of Ni–Cu sulphides ores from the Sudbury region by differential flotation is presented. The method exploits the ease of chalcopyrite floatability in complete or virtual absence of collector, but in the presence of sulphur dioxide, an effectivecomplexing agent such as diethylenetriamine (DETA) and a frother. The mechanism responsible for the observed selectivity involves control of activating metal ions through chelation. In the presence of DETA, pyrrhotite is deactivated and the problem of its natural reactivation minimized. In the absence of collector, sulphur dioxide depresses not only pyrrhotite but also pentlandite by destroying their sulphur-rich hydrophobic surface layers and forming sulphoxy species. This depressant action, which is greatly enhanced in the presence of DETA, does not affect the recovery of chalcopyrite. It has been postulated that selective floatability of chalcopyrite under such conditions is related to steric factors that prevent DETA from coordinating with matrix copper sites. The copper sites thus continue their electrocatalytic activity in the conversion of sulphide ion to elemental sulphur on chalcopyrite. Formation of a sparingly soluble chelate with mixed ligands involving Ni2+, dithionate (S2O62−) and DETA is also believed to playa role in this mineral separation. The depression of pentlandite that takes place in a virtually collector-free environment is reversible in the presence of a sufficient amount of xanthate, while that of pyrrhotite is not. This allows the subsequent selective flotation ofpentlandite from pyrrhotite. Résumé On présente une nouvelle methode de traitement par flottation différentielle des minerais sulfurés de Ni–Cu de la région de Sudbury. La methode exploite la facilité de flottation de la chalcopyrite en absence complète ou virtuelle d'un collecteur mais en présence de bioxyde de souffre, d'un agent de complexation efficace tel que le diéthylènetriamine (DETA) et d'un agent écumant. Le mécanisme responsible de la seélectivité observée implique le contrôle d'ions métalliques d'activation par l'intermédiaire de la chélation. En présence du DETA, la pyrrhotite est désactivée et le problème de sa réactivation naturelle est minimisé. En absence de collecteur, le bioxyde de souffre fait baisser non seulement la pyrrhotite mais aussi la pentlandite en détruisant leurs couches de surface hydrophobes riches en souffre et en formant des especes “sulfphoxy”. Cette action d'abaissement, qui est accrûe de beaucoup en présence de DETA, n'affecte pas la recouvrement de la chalcopyrite. On a postulé que la flottation sélective de la chalcopyrite sous de telles conditions est reliée aux facteurs stériques qui empêchent le DETA de se coordonner avec les sites de cuivre de la matrice. Ainsi, les sites de cuivre continuent leur activité électrocatalytique lors de la conversion de l'ion sulfure en souffre élémentaire sur la chalcopyrite. On croit aussi que la formation d'un chélate à peine soluble avec des ligands mixtes impliquant le Ni2+, le dithionate (S2O62−) et le DETA joue un rôle dans la séparation de ce minéral. L'abaissement de la pentlandite qui se produit dans un environnement virtuellement libre de collecteur est réversible en présence d'une quantité suffisante de xanthate alors que celui de la pyrrhotite ne l'est pas. Ceci permet la flottation sélective subséquente de la pentlandite et de la pyrrhotite.