著金礦資源開發(fā)的不斷深入,易處理金礦石儲量逐漸減少,而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低品位及嵌布粒度細的難處理金礦所占比重逐漸增大。據(jù)統(tǒng)計由難處理金礦資源生產(chǎn)的黃金占世界黃金產(chǎn)量的1/3 以上,可見這類金礦資源已成為黃金生產(chǎn)的主要來源,處理這類金礦石已成為目前選礦研究中最重要的課題。
含砷金礦石是世界上公認的難處理金礦類型之一,也是處理量最大、可回收經(jīng)濟價值最高的金礦石。我國含砷金礦資源主要分布在西南、西北和東北等地區(qū)。含砷金礦石處理的難點在于金礦物與含砷礦物(主要是毒砂)以及黃鐵礦密切共生,金以微細粒狀分布,常被包裹在毒砂和黃鐵礦中,或存在于其單個晶體之間,造成金的選別難度增大,同時金精礦中含砷量高,金的回收率低,也不利于后續(xù)的冶金工作。目前,浮選法是對含砷金礦進行預(yù)處理的有效方法之一,浮選含砷金礦的目的是將砷與金分離,從而實現(xiàn)金的回收。研究并改進含砷金礦的選礦工藝十分必要,既能提高選冶技術(shù)經(jīng)濟效益,還有利于環(huán)境保護,具有可持續(xù)發(fā)展的意義。目前,國內(nèi)外許多學(xué)者對毒砂和含金硫化礦的分選進行了大量研究,含砷金礦浮選分離是含金硫化礦與砷礦物浮選分離的主要體現(xiàn)。毒砂與含金硫化礦物分選的研究重點在于浮選藥劑的選擇與浮選工藝的研究。
1 含砷金礦浮選藥劑研究進展
浮選藥劑研究的重點是低成本、高效率及小毒性混合藥劑的開發(fā),到目前為止,浮選藥劑的研究工作取得了較多成果。
1.1 高選擇性捕收劑
選金捕收劑一般有乙基黃藥、丁基黃藥、異戊基黃藥、甲酚黑藥、羥肟酸鈉和油酸等。朱申紅和錢鑫、童雄和錢鑫]對某含砷金礦石進行研究時發(fā)現(xiàn),丁基黃藥、仲辛基黃藥和氨醇黃藥在堿性介質(zhì)中能選擇性地浮起含金黃鐵礦,且這些藥劑的組合使用對含金黃鐵礦與毒砂的分離更有效,能夠強化含金黃鐵礦的浮選。隨著性質(zhì)單一、易浮選金礦石的減少,礦物組成復(fù)雜的難選金礦石成為主要的金礦資源。對于這類礦石的浮選,單一藥劑制度很難取得理想指標,為此越來越多的選礦工作者根據(jù)現(xiàn)有藥劑的性能,著力于混合用藥和開發(fā)新藥劑來解決現(xiàn)有難題。張大鑄和賈振武等針對吳家塬含砷微細粒金礦石金回收率偏低問題,提出用25 號黑藥與丁基黃藥混合用藥,取代原來的單一丁基黃藥作捕收劑的用藥制度,通過小型閉路試驗,金回收率提高了26.11%。B A 錢圖里亞在丁基黃原酸鹽與過量丙烯氯醇的基礎(chǔ)上,將丙烯基三硫代碳酸鹽與丙氧基化硫化物組合制成的新型ПРОКС 藥劑固著于毒砂表面,通過阻止黃藥吸附使得毒砂礦物表面親水,從而抑制毒砂,用黃藥作捕收劑浮選黃鐵礦和毒砂時,先添加ПРОКС 藥劑能有效抑制毒砂,還能提高黃鐵礦的可浮性。劉四清和張文林將烤膠與硫酸鈉組合對毒砂進行抑制,獲得了各項指標均比較理想的金精礦。黃萬撫和李新冬以3∶2 比例組合使用38 號捕收劑與丁胺黑藥對江西某含砷金礦進行研究,金回收率達到93.48%以上。
1.2 砷的抑制劑
在含砷金礦浮選中,往往使用抑制劑來提高礦物的親水性或阻止礦物與捕收劑的作用,使其
可浮性受到抑制,以此實現(xiàn)砷與金的浮選分離,從而實現(xiàn)金的回收。砷的抑制劑主要
有石灰組合型、氧化劑型、碳酸鹽型、硫氧化合物類和有機抑制劑5 種類型。
(1)石灰組合型抑制劑。由于毒砂與硫化礦物具有不同的浮選臨界pH 值,因此,在含砷金礦的浮選中,通常利用石灰作為pH 值調(diào)整劑促進礦物表面溶解或氧化,從而達到抑制砷的目的。然而,使用單一石灰法進行抑制毒砂或黃鐵礦的效果不理想,為了取得理想的試驗指標,常常與其他藥劑混合使用,主要有石灰—銨鹽法(NH4NO3 和NH4Cl)、石灰—亞硫酸鈉法和石灰—硫酸銅法等。在堿性礦漿中,黃鐵礦表面會氧化生成親水物質(zhì)Fe(OH)3,毒砂表面則會氧化生成親水物質(zhì)FeAsO4、Fe3(AsO4)2和Fe(OH)3,這些親水物質(zhì)覆蓋在礦物表面形成親水薄膜,使黃鐵礦和毒砂受到抑制。河南某金礦為高砷難處理金礦,通過利用石灰將礦漿控制在抑制砷礦物所需的堿性條件,同時添加保護劑LA,破壞載金礦物黃鐵礦表面在堿性條件下生成的氧化親水膜,經(jīng)閉路實驗得到的金精礦中金品位達68.00×10-6,回收率為78.43%,含砷量僅為0.37%,成功地實現(xiàn)了金砷浮選分離。
(2)氧化劑型抑制劑。針對浮選過程中毒砂易氧化的特點,可以通過對礦漿進行充氧攪拌或加入氧化劑達到有效抑制毒砂可浮性的效果。Beattie在研究毒砂抑制劑時發(fā)現(xiàn),采用NaOH 作pH 值調(diào)整劑,以H2O2 或NaClO 作氧化劑,可以在毒砂表面氧化生成鐵的氧化物親水薄膜,從而抑制毒砂。對天馬山高砷高硫難選金礦石進行硫砷分離工藝研究發(fā)現(xiàn),采用NaClO 作為氧化劑能選擇性氧化抑制毒砂,硫砷分離效果十分顯著,脫砷率達90%,最終硫精礦中含砷量<0.3%。袁來敏等對某含砷難選金礦進行分離研究,采用階段選別、階段抑制的工藝流程,選擇多種抑制劑進行組合試驗,最終篩選出石灰、NaHSO3 和少量氰化物的組合,能有效抑制毒砂,最終獲得金精礦金品位為82.50×10-6,金回收率為87.01%,含砷0.27%,金砷分離效果非常顯著。
(3)碳酸鹽型抑制劑。方法原理:碳酸鹽(主要是Na2CO3 和ZnCO3)對黃鐵礦等硫化礦物表面的氧化物有一定的清洗作用,從而活化黃鐵礦等硫化礦物,使硫化礦物與砷礦物的可浮性差異增大,提高分離效果。研究發(fā)現(xiàn),Na2CO3 和ZnCO3 的配比對浮選效果沒有影響;Na2CO3 和漂白粉聯(lián)合使用時,可強化對毒砂的抑制,通過適當控制藥劑的加
入順序可以改善黃鐵礦的浮選效果。
(4)硫氧化合物類抑制劑。硫氧化合物作為砷抑制劑已經(jīng)有長期的實踐,主要有Na2SO3、硫代硫酸鹽、Na2S 和K2S2O8 等。其中,Na2SO3 是比較常用的無機調(diào)整劑,具有價廉且有效的特點;K2S2O8 抑制劑選擇性較強,且分離浮選不受氧化時間的影響。
(5)有機抑制劑。由于成本較低且對環(huán)境沒有危害,有機抑制劑的研究日益得到重視。其中,抑制效果較好的有機抑制劑主要有糊精、腐植酸鈉(銨)、丹寧、聚丙烯酰胺、木質(zhì)素磺酸鹽及其混合物等。通過組合使用有機抑制劑與無機抑制劑來提高金浮選過程的選擇性是目前有機抑制劑研究的重點方向。童雄和錢鑫進行含金黃鐵礦和毒砂浮選分離研究時,使用有機與無機組合抑制劑腐植酸鈉,能有效抑制毒砂,取得了良好的金砷分離效果。張劍峰和胡岳華合成的一類含氮小分子非硫化礦有機抑制劑能有效抑制黃鐵礦,在黃鐵礦與毒砂的純礦物和人工混合礦的浮選中具有良好的選擇性,幾乎能完全抑制毒砂。楊瑋等對云南某磁選尾礦進行黃鐵礦與毒砂的分離,試驗
采用有機抑制劑MF 作為砷的抑制劑,取得了良好的試驗指標。穆梟等從云南蒙自地區(qū)某高砷含黃鐵礦尾礦中回收黃鐵礦,使用新型有機抑制劑SN,在不影響黃鐵礦回收率的前提下實現(xiàn)了對毒砂的有效抑制。
2 含砷金礦浮選工藝研究進展
常規(guī)浮選工藝對砷的抑制效果不理想,然而新科技和新工藝的應(yīng)用有效提高了含砷難處理金礦的浮選效率。我國在浮選技術(shù)與工藝創(chuàng)新方面已取得的突出表現(xiàn):通過電位控制含金砷硫化礦的浮選,以N2 代替空氣準確控制礦漿電位,實現(xiàn)對砷的有效抑制;在Na2CO3 介質(zhì)中充入空氣能有效提高砷黃鐵礦的可浮性。
3 含砷金礦浮選技術(shù)研究展望
稀有金屬資源開采中,單一礦源越來越少,絕大部分礦源都是成分復(fù)雜的復(fù)合型礦源,然而,我國對稀有金屬資源的需求不斷增加,因此,成分復(fù)雜金礦的開采成為當前形勢的必然要求。針對含砷金礦在金礦資源中所占比例巨大,其浮選技術(shù)的發(fā)展必將得到各方重視,而浮選藥劑和浮選工藝又是影響浮選技術(shù)發(fā)展的重要因素,因此,藥劑選擇和工藝研究將成為未來浮選技術(shù)的重要課題,含砷金礦的浮選研究正在邁向一個更高的臺階。
目前,含砷金礦浮選中,金的回收率并不高,因此浮選技術(shù)有待進一步提高。浮選技術(shù)正在得到越來越廣泛的應(yīng)用,在這一過程中藥劑的使用是關(guān)鍵,捕收劑和抑制劑已成為我國難處理金礦開采的研究重點,隨著更為先進的藥劑出現(xiàn),含砷金礦中金的回收率將會得到提高。浮選工藝及聯(lián)合工藝的創(chuàng)新發(fā)展,能夠使含砷金礦的處理過程更高效,結(jié)合先進的科學(xué)技術(shù),浮選技術(shù)的創(chuàng)新將會帶來新的變革。
4 結(jié)語
稀有金屬的開采與回收仍面臨著很多問題,含砷金礦的開采是一個典型的例子。相比單一金礦,含砷金礦的處理更為復(fù)雜,在非單一金礦中實行浮選分離的方法有其必要性,砷與金的獨特化學(xué)性質(zhì)決定了二者的獨特存在方式,浮選過程中藥劑的選擇是能否實現(xiàn)砷金分離的關(guān)鍵。浮選新工藝和聯(lián)合工藝的使用必將使浮選技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。




