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Minerals Engineering 66–68 (2014) 165–172
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Minerals Engineering
j o u r n a l h o m e p a g e : w w w . e l s ev i e r . c o m / l o ca t e / m i n e n g
在粗浮选过程中，由于硫化物含量高，氧化过程中的氧化作用十分重要。
Xumeng Chen a, , David Seaman b, Yongjun Peng a,c, , Dee Bradshaw a
澳大利亚布里斯班，昆士兰大学的aJulius Kruttschnitt矿物研究中心。
昆士兰大学化学工程学院，澳大利亚布里斯班，昆士兰大学化学工程学院。
文章资讯
文章历史:
收到2013年12月21日，
修改2014年3月17日，
接受2014年4月12日，
上线2014年5月3日。
关键词:
二次粉碎化学
黄铁矿精矿
铜金矿浮选
氧化条件下
摘要
本研究的目的是要了解铜和金矿物的浮选行为，并以高黄铁矿的含量重新研磨粗浮选精矿。研究发现，由于大量的新鲜硫铁矿表面活性氧的快速消耗，导致低Eh和溶解氧(DO)的产生，导致铜和金的浮选效果不佳，对黄铁矿的选择性较低。采用多种方法提供氧化条件，包括浮选前的预曝气、氧化条件下的再研磨以及在重磨过程中添加不同的氧化剂。研究发现，所有的氧化方法都提高了铜和金的浮选效果，但这些方法的有效性各不相同。本研究表明，在对含硫化物含量高的粗浮选精矿进行再研磨时，氧化过程的重要性。.
爱思唯尔有限公司版权所有。
1. 介绍
随着越来越多的低品位和复杂的矿石被加工，重新研磨粗浮选精矿，以提高从脉石矿物中获得的有价值矿物的释放，再加上一个更清洁的浮选阶段来拒绝脉石矿物已经成为一种常见的做法。例如，在Newcrest的Telfer金矿中，为了增加铜和金的回收，在2012年进行了铜和金矿物的清洁浮选(Burns et al.， 2012;希曼et al .,2012)。再研磨过程将铜和金矿石从黄铁矿中释放出来，然后在更清洁的浮选中回收。然而，即使有价值的矿渣在重新研磨后得到了充分的释放，这些细颗粒的后续浮选也并不总是直接的，因为硫化物含量高，使重磨产品的浆料化学发生了剧烈的变化。
据报道，铜浮选的黄铁矿含量和反应活性对黄铁矿和铜矿的浮选行为有显著影响(Owusu et al.， 2013,2014)。
对应作者，地址:澳大利亚布里斯班市昆士兰大学Julius Kruttschnitt矿物研究中心。电话: 61 733657156;传真: 61 73365 3888。
电子邮件地址: x.chen7@uq.edu.au (X. Chen), yongjun.peng@uq.edu.au (Y. Peng).
http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2014.04.014 0892-6875/ 2014爱思唯尔有限公司版权所有。
此外，当重磨粗浮选精矿以高硫化物含量为细颗粒时，与产生较粗颗粒(Chen et al.， 2012)的初级磨削相比，电化学反应发生的强度要大得多。2014)。这些反应对后续的浮选有重要影响。首先，硫化物矿物容易被氧化，氧化会影响其表面疏水性。轻度氧化可能会使表面的疏水性金属硫化物、多硫化物或元素硫(Gardner and Woods, 1979;巴克利和森林,1984;Zachwieja et al .,1989)。例如，黄铜矿可以通过浮选回收，因为在温和的氧化条件下，由于富硫表面产生(Heyes和Trahar, 1977)。然而，广泛的氧化会产生亲水的氧化铁/氢氧化物或硫酸盐的矿物，并减少它们的可浮性(高级和特拉哈，1991;聪明,1991)。研究发现，黄铁矿的氧化作用可以强烈抑制其浮选，这是由于亲水物种在矿物表面上的吸附(Houot和Duhamet, 1990;Kuopanportti et al .,2000)。这些亲水的物种也可以在铜矿石表面上通过与黄铁矿的接触而形成，这是由于电流的相互作用(Owusu et al.， 2014)。通过去除亲水物种(Smart, 1991)，更多的收集器可以部分恢复其漂浮性。然而，据报道，一些藏家，如硫代氨基甲酸酯类，不能从pyr-ite表面去除氧化种或阻止其形成(Leppinen et al.， 1988)。
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此外，过氧化氢可以在与水接触的新鲜黄铁矿表面形成，这是一种比氧更强的氧化剂(Borda et al.， 2003)。提出了在精磨过程中，在黄铁矿表面进行过氧化氢的形成，并在硫铁矿表面氧化和集热器吸附中起作用(Javadi Nooshabadi et al.， 2013;Javadi Nooshabadi和Hanumantha Rao, 2014)。
除氧化种的形成外，矿浆的潜力和溶解氧对硫化物的浮选有显著的影响，因为硫化物对硫化物的吸附，如黄原酸、硫代氨基甲酸、硫化矿物等，都依赖于矿浆势和溶解氧(Leppinen et al.， 1988;Leppinen,1990)。Mielczarski等人(1998)发现，只有在氧化条件下，黄铜矿可能通过形成二黄体或铜(I) -xan-thate，在黄铜矿表面形成黄原酸盐。在还原条件下，黄铜矿对黄铜矿的吸收最小。氧作为电化学反应的主要氧化剂，在集热器吸附中是必不可少的。Kuopanportti等人(2000)的研究表明，随着氧浓度的降低，黄铁矿和黄铜矿的集热器吸附层的数量减少，没有氧的捕收剂吸附。据报道，吸附在黄金上的收集器和它的浮力可以通过氧(Srdjan, 2010)的存在而得到明显的改善。
黄铁矿由于其在碱性条件下的可浮性较低，因此在差浮选中通常会由于添加石灰而降低。然而，即使在高pH值条件下，如果铜离子通过铜离子溶解在铜离子上，那么黄铁矿的大萧条也会很困难。铜活化的黄铁矿可以与铜和金矿物相竞争，用于集热器的吸附，从而导致铜和金的减少(Owusu et al.， 2014)。这种激活高度依赖电化学势。如Peng et al.(2012)所指出，磨削过程中的还原环境促进活化，而氧化环境抑制活化。在重新研磨过程中，铜矿物可以释放更多的铜离子，从而提供更多的机会来激活暴露的新鲜黄铁矿表面。Chen et al.(2013)报道称，在对低碳钢介质提供的还原条件进行再磨削过程中，黄铁矿进一步被激活，而在对不锈钢介质提供的氧化条件的再研磨过程中，活性受到抑制。因此，在更清洁的浮选中，如果黄铁矿需要抑制，则控制再磨削条件以避免铜的进一步活化是很重要的。
本研究以新波峰特尔弗金矿的黄铁矿重磨过程为例，研究了粗浮选精矿重磨对矿浆化学及后续矿物浮选和分离的影响。在特尔弗，黄铁矿浮选产生一个较粗糙的圆锥中心，其中含有约85%的黄铁矿，其等级为4.4 g/t Au, 0.44% Cu和44.7% S, P80为77 lm。粗粒精矿是在铜、金和黄铁矿的浮选之后，从黄铁矿中释放出的金和铜矿石。
2. 实验细节
2.1. 样品和试剂
从纽克雷斯特尔弗金矿床的磨粉磨中收集了黄铁矿精矿样品。浓缩物被过滤，然后在18 LC时立即凝固。样品的化学成分如表1所示。
表1
硫铁矿精矿的化学成分由特产提供。
元素
|
Cu |
Fe |
S |
Au |
|
0.44% |
39.5% |
44.7% |
4.38 ppm |
这项工作中使用的试剂包括来自高班纳特的硫代氨基甲酸酯(RTD11A)和来自Orica的DSF004A。这些试剂是由植物提供的。在重新研磨和浮选过程中，石灰被用来调整pH值。本研究采用三种氧化剂，过氧化氢(H2O2)、高锰酸钾(KMnO4)和重铬酸钾(K2Cr2O7)来改变重磨和浮选条件。过氧化氢在H2O中为30% (w/w)溶液，而potas-sium高锰酸钾和重铬酸钾是纯度为P99%的固体。
2.2. Telfe纸浆化学测量
在特尔弗工厂的黄铁矿重磨电路中测量了包括pH、Eh和DO在内的纸浆化学。磨粉机是一种具有陶瓷研磨介质的无机物M5000。再研磨产品的粒径为25 lm的P80。从重新研磨机的排放中收集样品，净化浮选饲料舱的空气被净化以增加，清洁浮选银行的每一个浮选单元的尾矿，以及最后的尾矿。
2.3. 实验室中重新研磨和浮选
对于每一个测试，一个1公斤的黄铁矿精矿样品与500克的自来水混合，并在一个不锈钢棒磨中研磨，以达到25 lm的P80。在研磨前加入石灰以调整浆液pH至9.5。为了模拟磨削后的植物纸浆化学，在重磨过程中，用氮气清洗泥浆，以降低浆液中溶解氧的浓度。为了调整研磨气氛，在磨机中加入了氧化剂。
在重新研磨后，浆液被转移到3L JKMRC flota-tion细胞。并添加了RTD11A (60 g/t)和泡沫DSF004A (45 g/t)。每个试剂的条件允许2分钟。在浮选过程中，pH值通过添加石灰固定在10.5。浮选浓缩液每10 s从细胞中刮除，在累积次数0.5、2.0、4.0和8.0 min后收集4个精矿。.
铜矿石、黄铁矿和Au的浮选速率常数k从以下一阶浮选模型计算:
R=Rmax(1-e^-kt) （1）
R是累积时间t的恢复，Rmax是无限浮选时间的总恢复，k是浮动分量的速率常数。硫铁矿和铜矿石的浮选回收利用化学分析计算，假设黄铜矿是主要的铜矿物(郑和曼顿，2010)。在本研究中，Au的浮选率被用于对自由Au和Au的整体浮选动力学进行研究，这与其他矿物(例如黄铁矿和铜矿)有关。
2.4. XPS分析
从磨粉或浮选纸浆中收集XPS分析样品。浆液样品在收集后立即冻结在液氮中，以尽量减少表面氧化。XPS测量采用KRATOS轴超(KRATOS分析)，单色x射线源在15kv和10ma (150w)上运行，分析点尺寸为300700 lm。在分析之前，冻结的泥浆样品被解冻。固体被放置在不锈钢棒上，并立即装入光谱仪的引入室。在室温条件下，对样品进行了9*10^-10 Torr的压力分析。每一项分析都是从0到1200 eV的一个调查扫描开始的，在1ev的步骤中使用160 eV的能量。高分辨光谱的Fe 2p, O 1s, C 1s, S 2p, Cu 2p被收集在20 eV通过能量在100 meV的步骤2或3清扫。在284.8 eV中，通过参照不定碳来校正结合能。
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3. 结果和讨论
3.1. Telfer工厂的纸浆化学
在Telfer, Eh和DO在重新研磨工厂排放，条件作用池，和浮选细胞被测量，这些测量结果显示在图1。经过重新研磨后，几乎为零，之后很难增加。再研磨后Eh也很低，但在浮选过程中增加了。在重新研磨后，大量的新鲜黄铁矿表面经过重新研磨，迅速消耗了泥浆中所有的氧气，从而导致了低强度的磨削。这是一种常见的苯酚-enon，经过对粗浮选精矿的重新研磨，含硫化物矿物含量高。尽管在浮选过程中曝气，但仍低表明高表面活性和快速消耗氧气。然而，Eh测量不仅依赖于溶解氧，还依赖于离子(如Fe2 和Cu2 )和冲击矿浆中的矿物颗粒(Cheng and Iwasaki, 1992)。其结果是
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