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以(NH4)2S2O3为调节剂的硫油结块在弱酸浆中强化金矿石浮选
关键词：金矿石，浮选，表面油性聚集，硫代硫酸铵，扫描电镜分析。
摘ensp;要
本研究提出了一种新的浮选金方法，“硫油结块”法，可在实验室和工业规模试验中回收金颗粒。在H2SO4调节的弱酸性浆中加入(NH4)S2O3、油乳液和硫磺，丁基黄嘌呤为捕收剂，得到了最佳的金回收率。
本试验讨论了金浮选的基本概念，包括硫-油-金的团聚机理和(NH4)S2O3的作用。提出了可能的机理:(1)天然亲油性强;(2)在弱酸性纸浆中，S由(NH4)S2O3分解而成，(NH4)S2O3是一种高度疏水/亲油的物质，与金结块;(3)油滴在金箔表面形成“液体桥”，因此,精金粒子在一开始的形式转化为由液体粘在一起的桥梁,与此同时,硫可以加强黄金表面的吸附,扩大黄金的浮动大小范围,并显著提高黄金的活性。
在云南进行的工业试验表明，采用硫油结块法，金品位为1.8 ~ 3.0g/t的原料平均回收率为87.3939%，得到25.84g/t Au精矿。
1 介绍
随着资源的日益枯竭，从各类矿石中回收金细粒/超细粒的新技术研究已成为冶金学家和选矿工程中高效浮选冶金工艺研究的重点。许多技术被应用于处理金矿，如重力分离，合并，浮选，氰化，或这些过程的组合。在过去的几十年里，人们一直在努力使从低品位和边际品位的矿石中经济回收黄金成为可能。
泡沫浮选是一种有效的回收5-27um细粒金的方法，越来越受到工业界的重视，特别是对于高矿泥、高碳的超细(lt;5um)金制品。但是，泡沫浮选分离效果仍不理想，提高生产目标仍是一个挑战。Glembotski (1974)和Sen ei al.(2005)指出，细/超细金颗粒选择性下降的主要原因是脉石组分的共浮选。也就是说，过量的泥和过量的收集器被认为对回收有害(Yaicin和Keleek, 2011)。传统的重选浮选方法不能有效地回收这类矿石。
由于上述问题，研究人员和公司普遍认可了煤油结块法(CGA)，即将疏水性金颗粒从矿浆中回收成煤油结块，然后通过熔炼或共熔炼这些结块进行回收。自1986年BPAustralia Ltd .获得一项专利以来，煤油浮选金一直是一个研究课题。Moses 和Petersen(2000)揭示了CGA工艺是汞汞混合工艺的一种替代方法。与大多数煤矸石材料相比，CGA工艺利用了煤和金具有更大的疏水性和亲油性。Shi et al.(2000)的结果表明，它对5-300um金颗粒的回收效率更高。此外，CGA方法适用于金矿床或石英脉金矿床氧化带的回收:一方面，煤可以通过“液体桥”与油、金形成团聚体，使金颗粒的表观尺寸增大;另一方面，在CGA体系中，矿化泡沫更加稳定，有利于浮选作业。在操作方面，碳质材料的数量和大小，油的种类和数量，煤油比(Calvez et al.， 1998)、搅拌时间(Wu et al.， 2004)、接触时间(Bravo et al.， 2005)和团聚体的回收次数对CGA起决定性作用(Gajdarjiev, 1996;森,2000)。
在CGA的基础上，采用“煤油辅助金浮选”的新方法回收金颗粒，只在溶液中加入少量的煤和团聚剂来辅助金浮选(Sen et al.， 2005)。提高了粗粒金(~300um)和细粒金(lt;53 um)的浮选性能，且不受初始金粒数的影响。然而，我们的研究发现，油煤比对金的回收率有很大的影响，无论是人工合成的还是天然的金矿石样品，煤油比的提高提高了金的回收率，而精矿的品位降低了。因此，一个合适的煤油比是非常重要的。
综上所述，对于低品位、细粒或超细粒难选金矿床、复合型硫化物型金矿床的回收，进一步的开发迫在眉睫。本研究通过实验室和工业规模试验，确定了以(NH4)S2O3为调节剂的硫油结块对金浮选回收率的影响。本工作的目的是比较传统的浮选工艺(CGA方法)与新技术，并在实验室对两种不同类型的矿石进行了测试。通过金的品位、回收率等分离参数进行了比较。
2 试验部分
2.1 原材料
2.1.1. 矿石样本
(1)本研究使用的第一个含金矿石(样品I)来自中国西南云南地区的文山。矿石(65 ~ 74 um)氧化严重，浸染性极好。矿体平均含2.02g/t Au, 7.2g/t Ag，4.35% S。金以原生形态存在，并与银矿石共生，银矿石是矿石中唯一具有经济价值的矿物。相分析表明:石英和长石、黄铁矿、褐煤分别占总金含量的25.8%、45.3%和28.9%。超过50%的天然金粒子在1微米以下以不同的形状被释放出来。
(2)第二块含金矿石(样品II)采自云南红河地区。难选金矿样品以微细浸染构造为主，平均含金1.68g/t，含碳1.4%，含硫0.59% 。金主要以亚微观金的形式存在，5um以下析出金粒子93.84%以上。金与硫化物(86.26%)和石英(7.58%)有关，只有6.16%的金以天然形式存在。
2.1.2. 药剂
将煤油以99%(重量比)乳化，将烷基酚聚氧乙烯醚以1%乳化，在4个挡板式乳化室中进行乳化，得到油乳剂，在10000 rpm下搅拌25 min。硫酸铜和OP-20为煤油的活化剂和乳化剂。以黄原酸丁酯为捕收剂，起泡剂为MIBC。用硫酸把pH调节到适当的值。我们试验所用的试剂是分析纯的。碳购自中国山西，CGA使用的是灰分含量lt;7%的优质烟煤。
2.2 研究方法
2.2.1.传统浮选
矿石样品(-3 mm)经粉碎筛选，湿磨后直接转移到3.0L XFG单槽浮选池中。然后将浮选试剂加入矿浆中，调节pH为6.5。对单段金粗化、两段洗金、三段除金的闭路循环浮选工艺流程进行了试验研究。然后采集精矿和尾矿样品进行干燥和化学分析。
2.2.2.煤油结块法
将煤(lt;7%灰分质量烟煤)颗粒(按重量计为12%)用乳化煤油结块后加入浮选浆中。采用ESJ型高速搅拌转速控制装置进行结块。在2500转速下混合搅拌10分钟。然后将煤炭添加到浮选矿浆，在2500转速下搅拌10分钟。之后,搅拌速度是下降到2000 rpm。同样的浮选药剂被用于常规浮选试验。矿浆的pH值调整为6.5。
2.2.3.硫油凝聚法
将硫代硫酸铵、硫和乳化煤油同时加入磨浆中，与含金浆在自然pH条件下(约7.5)混合。然后将矿石样品直接转移到浮选池中。用H2SO4将纸浆pH调节到6.5。浮选工艺与常规工艺相同。
2.2.4.电镜扫描分析
扫描电子显微镜和能量色散谱仪(能谱)测试加速电压为20 kv - 6360v。与此同时,X射线能量色散谱仪配置了达克斯的版本。首先，将质量为0.32g的金粉加入到由(NH4)2S2O3 (2.325g)和30 mL水组成的溶液中。用硫酸调节溶液的pH值为4。搅拌10分钟后过滤，用蒸馏水洗涤20次，在30°C下的真空干燥箱中干燥。最后对固体样品进行了SEM-EDS测试。
3 结果和讨论
3.1. 样品I的实验室实验
含金矿石经湿磨至0.037毫米以下占85% (w/w)。本部分根据2.2.3节的开路流程图进行了条件试验。图1a-d分别显示了硫油团聚实验中不同试剂用量下的品味和回收率。试剂的适宜用量为:黄原酸丁酯200g/t, (NH4)S203 500g/t，硫磺120g/t，煤油300g/t。
常规浮选和CGA方法的条件试验分别按照2.2.1和2.2.2章节的开路流程进行。根据开路实验结果，进行了闭路实验，各工艺的最佳结果(品味和回收率)如表1所示。
表1金矿I各工艺金试验结果
|
方法 |
产品 |
品味（g/t） |
回收率（%） |
|
传统浮选 |
精矿 |
11.20 |
55.13 |
|
尾矿 |
1.01 |
44.87 |
|
|
原矿 |
2.02 |
100.00 |
|
|
煤油结块 |
精矿 |
15.60 |
67.16 |
|
尾矿 |
0.72 |
32.84 |
|
|
原矿 |
2.01 |
100.00 |
|
|
硫油凝聚 |
精矿 |
16.83 |
80.16 |
|
尾矿 |
0.44 |
19.84 |
|
|
原矿 |
2.02 |
100.00 |
从表1可以看出，采用硫油凝聚法，在弱酸性浆中以2.02 g/t Au为原料，精矿品位为16.83g/t Au，回收率为80.16%，效果最佳。CGA法精矿含量测定为15.60g/t Au，回收率为67.16%，高于常规方法。结果表明，与其他两种方法相比，硫油凝聚法具有更好的效果。
表2列出了每个闭路中消耗的试剂，与传统方法相比，CGA方法中使用了大量的碳和煤油试剂。此外，由于活性炭中含有大量的微孔和较大的比表面积，使得捕集剂的用量大大增加。因此，收集器的一部分被活性炭消耗。
显然，与其他两种闭路相比，在硫油凝聚电路中消耗的集电极量最少。值得注意的是，煤油用量仅为CGA法用量的一半左右。
表2样品I所用试剂的种类和总剂量。
|
回路 |
总剂量 |
||||||||
|
丁基黄药 |
丁铵黑药 |
起泡剂 |
碳 |
乳化煤油 |
硫 |
硫代硫酸铵 |
硫酸铜 |
硫酸 |
|
|
传统浮选 |
280 |
85 |
60 |
/ |
/ |
/ |
/ |
700 |
2000 |
|
煤油结块 |
320 |
80 |
60 |
360 |
1640 |
/ |
/ |
500 |
2500 |
|
硫油凝聚 |
300 |
0 |
50 |
/ |
360 |
120 |
500 |
/ |
2000 |
3.2 工业浮选试验
在中国云南的一家含金工厂对样品进行了工业规模浮选试验。日处理能力500吨，饲料率1.8-3.0 g/t Au。矿物学研究表明，金是矿石中唯一具有经济价值的矿物，与黄铁矿和毒砂有关。浮选流程如图2所示。
大宗浮选所用试剂为H2O4 2kg /t、
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