Surface enhanced raman scattering spectroelectrochemical studies of mineral processing

The application of in situ surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy to aspects of mineral processing is discussed. In the study of flotation systems, SERS has been used to characterise the species formed on coinage metal surfaces over a range of controlled potentials for ethyl, i-propyl, i-butyl and i-amyl xanthates, for O-isopropyl-N-ethylthionocarbamate (IPETC), for 2-mercaptobenzothiazole (MBT), and for diisobutyl dithiophosphinate (DIBDTPI). For each collector, adsorption occurs via charge transfer to form a metal-sulfur bond and, in situations in which the reversible potential for the formation of the bulk phase is known, at underpotentials. The dissolution of silver in basic solutions containing cyanide has been shown to be inhibited by MBT and by DIBDTPI as a result of the chemisorption of the collector species. In hydrometallurgy, SERS has been applied to the investigation of gold leaching. Changes in the surface species that occur during gold cyanidisation as the potential is varied have been identified from SERS spectra recorded in real time on voltammograms. In electrometallurgy, SERS investigations of copper electrodeposition from sulfuric acid solutions have shown that a transient surface sulfate species is involved in the plating process.

---

W pracy przedyskutowano zastosowania spektroskopii rozproszenia ramanowskiego (ze wzmocnieniem sygnału wskutek odbicia promieniowania od powierzchni - SERS) w badaniach związanych z procesami przeróbki minerałów w których widmo wykonywane jest in situ. W układach flotacyjnych zastosowano SERS do charakterystyki pokryć na metalach z grupy miedzi, powstających w wyniku oddziaływania na te metale w warunkach kontrolowanego potencjału roztworów ksantogenianów: etylowego, izopropylowego, izobutylowego i izoamylowego, a także o-izopropylo-Netylotionocarbaminianu, 2-merkaptobenzotiazolu oraz dwuizobutylo dwutiofosfonianu. W przypadku wszystkich kolektorów adsorpcja następuje w wyniku przeniesienia ładunku z wytworzeniem wiązania metal-siarka, a jeśli znany jest odwracalny potencjał tworzenia fazy objętościowej to można stwierdzić, że wiązanie z powierzchnią następuje przy potencjale niższym niż dla reakcji w fazie objętościowej. Zaobserwowano, że roztwarzanie srebra w zasadowych roztworach cyjankowych jest silnie spowalniane w wyniku chemisorbcji 2-merkaptobenzotiazolu i dwuizobutylo dwutiofosfonianu. W zakresie hydrometalurgii zastosowano SERS do badania ługowania złota. Stosując rejestrację widm SERS w trakcie wykonywania woltamperogramów przy zmieniającym się potencjale obserwowano zmiany w składzie warstw powierzchniowych na złocie w wyniku traktowania powierzchni złota cyjankami przy różnych potencjałach. SERS zastosowano również do badania procesów elektrometalurgicznych, stwierdzając że w procesach osadzania miedzi z kwaśnych roztworów siarczanowych bierze udział przejściowy produkt zawierający grupę siarczanową.