随着易选单一金矿储量的不断减少,成份复杂的含砷金矿的开采与处理变得越来越重要。这类矿石中金的嵌布粒度微细,与黄铁矿、砷黄铁矿关系密切,有时还伴生铅、锌、锑和碳质矿物等。此类矿石属难处理矿石,一般用浮选法选别。根据矿石性质及产品要求,常采用混合浮选、优先浮选和分离浮选等方法。本文将分别介绍以上几种浮选方法的药剂制度和选矿工艺.
1混合浮选
对于高硫高砷金矿和砷黄铁矿,一般是将金、黄铁矿、砷黄铁矿一起混合浮选,用氧化焙烧等方法预处理脱砷后,再用氰化法提金;或者先混合浮选精矿然后分离浮选,再对含金黄铁矿精矿和金砷精矿分别处理提金。研究表明,在弱酸介质和弱碱介质中,黄铁矿与砷黄铁矿的可浮性均较好。东北赛金矿主要矿物组成是自然金、黄铁矿、砷黄铁矿及石英、方解石等,用硫酸调pH值,加硫酸铜作活化剂,用丁基钠黄药和2”油进行混合浮选,取得了较理想的效果:原矿品位Au4.01g/t,As0.40 %;精矿品位Au10.54 g/t,As3.72%,金和砷 的回收率分别为91.54%和83.50%。由于工艺问题,硫化矿物一般不进行酸性浮选,而是用石灰或碳酸钠调pH值,在弱碱性介质(pH值为8~ 9)中浮选。
在氧的存在下,黄铁矿易氧化,矿物表面生成易溶于水、易脱落的SO4-2等,这对捕收剂与矿物表面的作用影响不大:
2FeS2:+702:+4H2O一FeSO4;+3H2SO4‘+Fe(O H ) (1)
但砷黄铁矿表面氧化生成的络合物不溶于水,不与OH一中和,而与A s3+中和;只有在碳酸钠的作用下,才可从已氧化的砷黄铁矿表面脱砷,使砷黄铁矿与捕收剂阴离子A-一作用。2FeAsS+3.502===Fe2S2O3(AsO2)2 (2)
Fe2S2O3(AsO2)2 + CO32-====Fe2S2O3CO3+2AsO2- (3)
Fe2S2O3CO3+2A-====== Fe2S2O3A2:+CO32- (4)
从上式看出,碳酸钠既是pH值调整剂,又是已氧化的砷黄铁矿的活化剂。它的存在改善了砷黄铁矿与捕收剂的作用,提高了可浮性。贵州烂泥沟金矿为含砷含碳类金矿,用碳酸钠调pH值到8一9,用水玻璃分散矿泥和抑制脉石矿物,加硫酸铜和硝酸铅作活化剂,使用丁基钠黄药和丁基钱黑药混合捕收剂,2”油为起泡剂进行浮选,获得以下数据:原矿Au6.27g/t,As0.41%;精矿Au62.4 1g/t,As3・63%、回收率Au93.7 4%,As8 7.75%。为了提高回收率,含砷金矿应使用捕收作用较强的捕收剂,尤其砷含量较高时,这样才能挤掉已氧化砷黄铁矿表面的砷离子,增强砷黄铁矿的可浮性。因此,当砷黄铁矿含量不高时,使用丁基钠黄药或丁基钠黄药和丁基钱黑药混合捕收剂;矿石中砷含量高时,使用捕收作用较强的捕收剂,如异丁基钠黄药;若矿石中连生体矿物颗粒较多,需用更强的捕收剂,如仲丁基钠黄药和戌基钠黄药等。
2优先浮选
优先浮选实质上是抑制砷黄铁矿,浮选出金黄铁矿精矿,且金黄铁矿精矿中砷含量必须达标,不能超过冶炼厂的要求。黄铁矿与砷黄铁矿的矿物结晶结构相似,因此需造成一定的浮选条件,以扩大其表面性质和可浮性的差异,达到抑砷浮黄的目的.
2.1矿浆pH值
在酸性介质中,黄铁矿、砷黄铁矿可浮性均较好;在pH值大于11强碱性介质中,两种矿物都被抑制。在pH值为6~ 10之间,二者的可浮性差异很大。以黄药捕收剂为例,在pH值~8时,黄铁矿回收率开始低于酸性介质最高峰值,pH值大于9或10时明显下降;砷黄铁矿在pH值为6~ 11之间时,回收率呈直线下降,pH值大于9.5时基本不上浮。即在弱碱性介质中,黄铁矿可浮性比砷黄铁矿好.因此,黄铁矿与砷黄铁矿分离浮选时矿浆pH值在8~9之间效果最佳。
2. 2氧化剂
两种矿物均易氧化,但氧化程度差别较大.实验证明,高锰酸钾、次氯酸钾、过硫酸钾等都是黄铁矿、砷黄铁矿的氧化剂,但它们降低砷黄铁矿的可浮性,而对黄铁矿基本上没有什么影响。高锰酸钾可阻止黄铁矿表面FeS和FeSO4・7HZO的形成,而在砷黄铁矿表面则促进形成臭葱石(FeAsO4.2H2O )。因此,高锰酸钾对砷黄铁矿的强氧化作用降低或阻止了它的可浮性.过硫酸钾氧化作用也较强。它在矿浆中发生水解反应:
K2S2O8+ H2O===========H2SO4;+K2S O5。 (5)
K2SO5+H2O=========K2SO4+H2O2 (6)
在pH值=8.5时,H2O2分解析氧与矿物表面发生以下反应:
2FeS:+ 702+4H2O==========FeSO4+3H2SO4+Fe(OH)2 (7)
CuFeS2+402==========CuSO4+ FeSO4 (8 )
2FeAsS+702+6H2O=======2 (FeAsO4.2H2O )+2H2SO4 (9)
从上式看出,过硫酸钾对黄铁矿和砷黄铁矿均有氧化作用,但黄铁矿表面生成物易溶于水、易脱落,即使局部氧化,也可借助硫酸铜的活化作用,提高其可浮性,而砷黄铁矿深度氧化后,矿物结构发生变化,并形成不溶解于水的络合物,阻止了捕收剂与矿物的作用。某金砷矿的跳汰中间产品,经细磨后分别用高锰酸钾、过硫酸钾作氧化剂,其抑砷浮选金铜的结果列于表中。由表可见,用过硫酸钾作氧化剂,金铜精矿砷含量低,金、铜回收率高。试验结果同时说明,过硫酸钾氧化强度与选择性均比高锰酸钾好。
表KMno4。、K2S2O8抑砷浮金铜结果（略）
2.3氧化剂浓度
氧化剂的浓度必须严格控制,因为很少的变化都可能引起灵敏的反应。有关资料表明,次氯酸钾、过硫酸钾用量变化虽然对浮选指标有一定影响,但影响的程度比较缓慢。而高锰酸钾则不然。在一定浓度下,高锰酸钾是黄铁矿、砷黄铁矿的氧化剂,可以扩大二者的可浮性差异,但超过一定范围时则两种矿物都被抑制或活化。因此,高锰钾作氧化剂时,其浓度更需严格控制。
2. 4氧化剂搅拌时间
氧化剂搅拌时间与氧化剂所需要的氧化时间有关。若需氧化时间长,则氧化剂应添加到浮选前的搅拌槽中,进行搅拌后再进行浮选;若氧化时间短,氧化剂可直接加到浮选机中。使用高锰酸钾时,所需氧化时间很短,搅拌时间的变化对指标影响较大;使用次氯酸钾搅拌时间也不宜太长,否则两种矿物分离困难;但使用过硫酸钾,搅拌时间的长短,对两种矿物的分离浮选,影响不太明显。所以,使用高锰酸钾作为黄铁矿、砷黄铁矿浮选的氧化剂时,药剂用量、搅拌时间很难控制,次氯酸钾次之,但使用过硫酸钾比较容易掌握。
2. 5捕收剂的选择
浮选硫化矿物时,黑药类捕收剂选择性比黄药好。六岭含碳砷金矿,用丁基钠黄药作捕收剂,在原矿砷品位1%左右的情况下,金精矿含砷高达8%~9%,不能销售。后试验用丁基按黑药取代丁黄药和2”油,用石灰调p H值为8一9,只用丁按黑药就取得了良好的效果。金品位由609/t提高到8 0 9/t,砷含量由8% ~9%降到2. 1% ~2.4%,脱砷率90%以上.故含砷金矿优先浮选最好选择较好的捕收剂,如丁基钱黑药或丁基钱黑药与丁基钠黄药混合捕收剂.
3分离浮选
混合浮选精矿时,由于砷黄铁矿含量高,氧化剂耗量大,故成本高。而加温搅拌法可以不用氧化剂。即在矿浆温度40一50℃的范围内,用碳酸钠调pH值为7~9,自吸或通空气进行搅拌,砷黄铁矿迅速氧化受抑,黄铁矿轻度氧化,可浮性更好。碳酸钠除调整pH值外,还是铁氧化的阻滞剂。另外,磨矿过程中,钢球、衬板等易磨出铁屑被氧化而消耗氧,碳酸钠可阻止其氧化,使砷黄铁矿氧化不受影响。某高硫高砷含金黄铁矿,原矿Au1 0 9/t,As4.79%,S 33.73%。磨矿矿浆加温到45℃,搅拌30m in,用丁基钠黄药150g/t,2#油25 g/t进行分离浮选,经一粗三精,精矿品位为Au23.05 g/t、As0.4 5%,S4 7.36%,脱砷率97.22%。前苏联用A BC一100型带旋涡层的设备,对金一砷一黄铁矿精矿进行旋涡层预处理,然后进行分离浮选,取得了较好的分离效果。某浮选精矿A。89g/t,As15 %,S20.32%,用石灰和硫酸铜在碱性介质中分离浮选,金黄铁矿精矿砷由15 %降到5%,达不到销售要求。该精矿经调浆(液固比一1:1),加入磁性铁颗粒(L/d~3.3,L一颗粒长度;d一颗粒直径,为1.Zm m;矿粉量/磁性铁量一8~12 ),然后在旋涡层预处理设备中搅拌,使矿物表面性质改变再进行分离浮选,金黄铁矿精矿砷含量由15%降到1.7%~1.8%,脱砷率达95 %以上。达到冶炼要求;砷精矿(分离浮选尾矿)Au130g/t,As26%一27 %,经氧化焙烧等方法脱砷后进行氰化提金。
4结 语
4.1含砷金矿混合浮选一般采用碳酸钠调整pH值,硫酸铜或硫酸铜与硝酸铅作活化剂,选用捕收作用较强的捕收剂进行浮选,2”油作起泡剂。
4.2优先浮选一般采用高锰酸钾、过硫酸钾等氧化剂抑制砷黄铁矿,用石灰调pH值为8~9,采用选择性较好的捕收剂,如丁基钱黑药或丁基钠黄药与丁甲按黑药混合捕收剂,2”油作起泡剂,浮选含金黄铁矿。过硫酸钾氧化性与浮选性均优于高锰酸钾,且氧化剂浓度、氧化时间等易控制,操作较方便。
4. 3金一砷一黄铁矿精矿分离浮选比较困难,氧化剂用量高,成本较高。加温搅拌氧化法和旋涡层预处理法可取得较好的分离效果
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