To achieve an eco-friendly flotation separation of galena from pyrite under the low alkaline and depressant-free conditions, the triazine-dithione surfactants, such as 2-dimethylamino-s-triazine-4-thiol-6(1H)-thione sodium (DMN), 2-diethylamino-s-triazine-4-thiol-6(1H)-thione sodium (DEN) and 2-dibutylamino-s-triazine-4-thiol-6(1H)-thione sodium (DBN) were designed as the special collectors for galena. The micro-flotation results showed that the collecting capacity of these three collectors towards galena was in the order of DBN > DEN ≫ DMN, being consistent with their hydrophobization ability. In-situ AFM observed the aggregation of DBN on the whole surface of galena, which significantly enhanced the contact angle of galena. UV spectra and zeta potential recommended that the affinity of DBN towards lead ions and galena was much stronger than ferrous/ferric ions and pyrite. DFT (density functional theory) calculation revealed DBN's two exo-S atoms were of its electron-donating center. And XPS confirmed the bonding interaction of the two exo-S atoms with Pb(Ⅱ) atoms on/in galena surface. DBN owned the mild electron-donating capacity and strong electron-accepting ability, and realized the eco-friendly flotation separation of galena from pyrite at pH ∼8.0.

Talc has long been a problematic gangue mineral in sulfide ore flotation due to its natural hydrophobicity. The as-investigated anionic depressants which reacted with the Mg sites on the edge plane of talc always exhibited limited effects because the negatively charged talc particle at pH > 5.0 showed electrostatic resistance for the anion adsorption. Thus, an electrically neutral reagent, fenugreek gum, was introduced as a highly efficient talc depressant in comparison with the sodium carboxymethylcellulose and sodium alginate, coupled with the surface detections on the selective depressant mechanism between chalcopyrite and talc. The micro-flotation results showed that fenugreek gum could selectively depress the talc flotation at lower dosage and wider pH range than sodium carboxymethylcellulose and sodium alginate, suggesting a more efficient depressant role. Surface detection implied that fenugreek gum selectively interacted with the basal plane of the talc surface and remarkably decreased its hydrophobicity mainly through physical adsorption originated from the hydrogen-bonding between the OH group and the [SiO4] tetrahedron. Fenugreek gum adsorbed onto talc with much larger capacity than on chalcopyrite, and had little influence on the adsorption density of collector adsorption on chalcopyrite, indicating the highly efficient selectivity of fenugreek gum toward talc depression.

Iron ore is the main raw material of the iron and steel metallurgy industry, but quartz in iron ore reduces metallurgical efficiency and increases metallurgical costs. Therefore, iron ore desiliconization by flotation plays an important role in the iron and steel metallurgy industry. In this study, 4-tert-butyl-catechol (TBC) was designed as a collector to directly float out hematite from quartz. The micro-flotation tests demonstrated that under pH ~9.0, 1 × 10−5 mol·L−1 TBC recovered 98% hematite from its mixture with quartz, while the recovery of quartz was only about 17%. Zeta potential and contact angle results inferred that the adsorption affinity of TBC toward hematite was greater than that to quartz. The results of FTIR and XPS inferred that TBC adsorbed on the Fe3+ sites of hematite interfaced via the O atom of its two adjacent hydroxyl groups to form a stable five-membered chelating ring at pH 9.0. This study offered new research insight on the development of novel collectors for hematite flotation through bionics technology.