含砷金礦的浮選方法
摘 要：含砷金礦屬難選礦石.根據礦石性質和產品要求,可分別采用混合浮選、優先浮選和分離浮選法選別這類礦石。
關鏈詞金礦床,砷黃鐵礦,浮選,捕收劑,浮選藥
隨著易選單一金礦儲量的不斷減少,成份復雜的含砷金礦的開采與處理變得越來越重要。這類礦石中金的嵌布粒度微細,與黃鐵礦、砷黃鐵礦關系密切,有時還伴生鉛、鋅、銻和碳質礦物等。此類礦石屬難處理礦石,一般用浮選法選別。根據礦石性質及產品要求,常采用混合浮選、優先浮選和分離浮選等方法。本文將分別介紹以上幾種浮選方法的藥劑制度和選礦工藝.
1混合浮選
對于高硫高砷金礦和砷黃鐵礦,一般是將金、黃鐵礦、砷黃鐵礦一起混合浮選,用氧化焙燒等方法預處理脫砷后,再用氰化法提金;或者先混合浮選精礦然后分離浮選,再對含金黃鐵礦精礦和金砷精礦分別處理提金。研究表明,在弱酸介質和弱堿介質中,黃鐵礦與砷黃鐵礦的可浮性均較好。東北賽金礦主要礦物組成是自然金、黃鐵礦、砷黃鐵礦及石英、方解石等,用硫酸調pH值,加硫酸銅作活化劑,用丁基鈉黃藥和2”油進行混合浮選,取得了較理想的效果:原礦品位Au4.01g/t,As0.40 %;精礦品位Au10.54 g/t,As3.72%,金和砷 的回收率分別為91.54%和83.50%。由于工藝問題,硫化礦物一般不進行酸性浮選,而是用石灰或碳酸鈉調pH值,在弱堿性介質(pH值為8~ 9)中浮選。
在氧的存在下,黃鐵礦易氧化,礦物表面生成易溶于水、易脫落的SO4-2等,這對捕收劑與礦物表面的作用影響不大:
2FeS2:+702:+4H2O一FeSO4;+3H2SO4‘+Fe(O H )2 (1)
但砷黃鐵礦表面氧化生成的絡合物不溶于水,不與OH一中和,而與A s3+中和;只有在碳酸鈉的作用下,才可從已氧化的砷黃鐵礦表面脫砷,使砷黃鐵礦與捕收劑陰離子A-一作用。2FeAsS+3.502===Fe2S2O3(AsO2)2 (2)
Fe2S2O3(AsO2)2 + CO32-====Fe2S2O3CO3+2AsO2- (3)
Fe2S2O3CO3+2A-====== Fe2S2O3A2:+CO32- (4)
從上式看出,碳酸鈉既是pH值調整劑,又是已氧化的砷黃鐵礦的活化劑。它的存在改善了砷黃鐵礦與捕收劑的作用,提高了可浮性。貴州爛泥溝金礦為含砷含碳類金礦,用碳酸鈉調pH值到8一9,用水玻璃分散礦泥和抑制脈石礦物,加硫酸銅和硝酸鉛作活化劑,使用丁基鈉黃藥和丁基錢黑藥混合捕收劑,2”油為起泡劑進行浮選,獲得以下數據:原礦Au6.27g/t,As0.41%;精礦Au62.4 1g/t,As3?63%、回收率Au93.7 4%,As8 7.75%。為了提高回收率,含砷金礦應使用捕收作用較強的捕收劑,尤其砷含量較高時,這樣才能擠掉已氧化砷黃鐵礦表面的砷離子,增強砷黃鐵礦的可浮性。因此,當砷黃鐵礦含量不高時,使用丁基鈉黃藥或丁基鈉黃藥和丁基錢黑藥混合捕收劑;礦石中砷含量高時,使用捕收作用較強的捕收劑,如異丁基鈉黃藥;若礦石中連生體礦物顆粒較多,需用更強的捕收劑,如仲丁基鈉黃藥和戌基鈉黃藥等。
2優先浮選
優先浮選實質上是抑制砷黃鐵礦,浮選出金黃鐵礦精礦,且金黃鐵礦精礦中砷含量必須達標,不能超過冶煉廠的要求。黃鐵礦與砷黃鐵礦的礦物結晶結構相似,因此需造成一定的浮選條件,以擴大其表面性質和可浮性的差異,達到抑砷浮黃的目的.
2.1礦漿pH值
在酸性介質中,黃鐵礦、砷黃鐵礦可浮性均較好;在pH值大于11強堿性介質中,兩種礦物都被抑制。在pH值為6~ 10之間,二者的可浮性差異很大。以黃藥捕收劑為例,在pH值~8時,黃鐵礦回收率開始低于酸性介質最高峰值,pH值大于9或10時明顯下降;砷黃鐵礦在pH值為6~ 11之間時,回收率呈直線下降,pH值大于9.5時基本不上浮。即在弱堿性介質中,黃鐵礦可浮性比砷黃鐵礦好.因此,黃鐵礦與砷黃鐵礦分離浮選時礦漿pH值在8~9之間效果最佳。
2. 2氧化劑
兩種礦物均易氧化,但氧化程度差別較大.實驗證明,高錳酸鉀、次氯酸鉀、過硫酸鉀等都是黃鐵礦、砷黃鐵礦的氧化劑,但它們降低砷黃鐵礦的可浮性,而對黃鐵礦基本上沒有什么影響。高錳酸鉀可阻止黃鐵礦表面FeS和FeSO4?7HZO的形成,而在砷黃鐵礦表面則促進形成臭蔥石(FeAsO4.2H2O )。因此,高錳酸鉀對砷黃鐵礦的強氧化作用降低或阻止了它的可浮性.過硫酸鉀氧化作用也較強。它在礦漿中發生水解反應:
K2S2O8+ H2O===========H2SO4;+K2S O5。 (5)
K2SO5+H2O=========K2SO4+H2O2 (6)
在pH值=8.5時,H2O2分解析氧與礦物表面發生以下反應:
2FeS:+ 702+4H2O==========FeSO4+3H2SO4+Fe(OH)2 (7)
CuFeS2+402==========CuSO4+ FeSO4 (8 )
2FeAsS+702+6H2O=======2 (FeAsO4.2H2O )+2H2SO4 (9)
從上式看出,過硫酸鉀對黃鐵礦和砷黃鐵礦均有氧化作用,但黃鐵礦表面生成物易溶于水、易脫落,即使局部氧化,也可借助硫酸銅的活化作用,提高其可浮性,而砷黃鐵礦深度氧化后,礦物結構發生變化,并形成不溶解于水的絡合物,阻止了捕收劑與礦物的作用。某金砷礦的跳汰中間產品,經細磨后分別用高錳酸鉀、過硫酸鉀作氧化劑,其抑砷浮選金銅的結果列于表中。由表可見,用過硫酸鉀作氧化劑,金銅精礦砷含量低,金、銅回收率高。試驗結果同時說明,過硫酸鉀氧化強度與選擇性均比高錳酸鉀好。
表KMno4。、K2S2O8抑砷浮金銅結果（略）
2.3氧化劑濃度
氧化劑的濃度必須嚴格控制,因為很少的變化都可能引起靈敏的反應。有關資料表明,次氯酸鉀、過硫酸鉀用量變化雖然對浮選指標有一定影響,但影響的程度比較緩慢。而高錳酸鉀則不然。在一定濃度下,高錳酸鉀是黃鐵礦、砷黃鐵礦的氧化劑,可以擴大二者的可浮性差異,但超過一定范圍時則兩種礦物都被抑制或活化。因此,高錳鉀作氧化劑時,其濃度更需嚴格控制。
2. 4氧化劑攪拌時間
氧化劑攪拌時間與氧化劑所需要的氧化時間有關。若需氧化時間長,則氧化劑應添加到浮選前的攪拌槽中,進行攪拌后再進行浮選;若氧化時間短,氧化劑可直接加到浮選機中。使用高錳酸鉀時,所需氧化時間很短,攪拌時間的變化對指標影響較大;使用次氯酸鉀攪拌時間也不宜太長,否則兩種礦物分離困難;但使用過硫酸鉀,攪拌時間的長短,對兩種礦物的分離浮選,影響不太明顯。所以,使用高錳酸鉀作為黃鐵礦、砷黃鐵礦浮選的氧化劑時,藥劑用量、攪拌時間很難控制,次氯酸鉀次之,但使用過硫酸鉀比較容易掌握。
2. 5捕收劑的選擇
浮選硫化礦物時,黑藥類捕收劑選擇性比黃藥好。六嶺含碳砷金礦,用丁基鈉黃藥作捕收劑,在原礦砷品位1%左右的情況下,金精礦含砷高達8%~9%,不能銷售。后試驗用丁基按黑藥取代丁黃藥和2”油,用石灰調p H值為8一9,只用丁按黑藥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%,脫砷率90%以上.故含砷金礦優先浮選最好選擇較好的捕收劑,如丁基錢黑藥或丁基錢黑藥與丁基鈉黃藥混合捕收劑.
3分離浮選
混合浮選精礦時,由于砷黃鐵礦含量高,氧化劑耗量大,故成本高。而加溫攪拌法可以不用氧化劑。即在礦漿溫度40一50℃的范圍內,用碳酸鈉調pH值為7~9,自吸或通空氣進行攪拌,砷黃鐵礦迅速氧化受抑,黃鐵礦輕度氧化,可浮性更好。碳酸鈉除調整pH值外,還是鐵氧化的阻滯劑。另外,磨礦過程中,鋼球、襯板等易磨出鐵屑被氧化而消耗氧,碳酸鈉可阻止其氧化,使砷黃鐵礦氧化不受影響。某高硫高砷含金黃鐵礦,原礦Au1 0 9/t,As4.79%,S 33.73%。磨礦礦漿加溫到45℃,攪拌30m in,用丁基鈉黃藥150g/t,2#油25 g/t進行分離浮選,經一粗三精,精礦品位為Au23.05 g/t、As0.4 5%,S4 7.36%,脫砷率97.22%。前蘇聯用A BC一100型帶旋渦層的設備,對金一砷一黃鐵礦精礦進行旋渦層預處理,然后進行分離浮選,取得了較好的分離效果。某浮選精礦A。89g/t,As15 %,S20.32%,用石灰和硫酸銅在堿性介質中分離浮選,金黃鐵礦精礦砷由15 %降到5%,達不到銷售要求。該精礦經調漿(液固比一1:1),加入磁性鐵顆粒(L/d~3.3,L一顆粒長度;d一顆粒直徑,為1.Zm m;礦粉量/磁性鐵量一8~12 ),然后在旋渦層預處理設備中攪拌,使礦物表面性質改變再進行分離浮選,金黃鐵礦精礦砷含量由15%降到1.7%~1.8%,脫砷率達95 %以上。達到冶煉要求;砷精礦(分離浮選尾礦)Au130g/t,As26%一27 %,經氧化焙燒等方法脫砷后進行氰化提金。
4結 語
4.1含砷金礦混合浮選一般采用碳酸鈉調整pH值,硫酸銅或硫酸銅與硝酸鉛作活化劑,選用捕收作用較強的捕收劑進行浮選,2”油作起泡劑。
4.2優先浮選一般采用高錳酸鉀、過硫酸鉀等氧化劑抑制砷黃鐵礦,用石灰調pH值為8~9,采用選擇性較好的捕收劑,如丁基錢黑藥或丁基鈉黃藥與丁甲按黑藥混合捕收劑,2”油作起泡劑,浮選含金黃鐵礦。過硫酸鉀氧化性與浮選性均優于高錳酸鉀,且氧化劑濃度、氧化時間等易控制,操作較方便。
4. 3金一砷一黃鐵礦精礦分離浮選比較困難,氧化劑用量高,成本較高。加溫攪拌氧化法和旋渦層預處理法可取得較好的分離效果
