硫化金铜矿浮选系统中硫和砷的迁移转化研究

发布时间：2017-11-14 20:36

本文关键词：硫化金铜矿浮选系统中硫和砷的迁移转化研究

【摘要】：以湖北某矽卡岩型硫化金铜矿为例,对浮选法矽卡岩型硫化金铜矿选矿系统矿石组分中硫、砷元素的赋存和迁移转化进行了研究。通过对浮选系统中的原矿、精矿、尾砂和选矿废水进行取样测试,展现了硫元素和砷元素在浮选系统中的迁移分布规律;结合尾砂毒性浸出试验和形态分析试验结果,评估了尾砂中砷的稳定性;采用化学物相法、XRD、MLA(Mineral Liberation Analyser自动矿物分析仪)多手段的联合测试,诠释了原矿及浮选产品金铜精矿、硫精矿、铁精矿和尾砂的构成物相及硫和砷元素的结合构型、赋存状态、嵌布特征。研究工作的主要成果如下:1、浮选系统中的硫元素和砷元素迁移分布规律:(1)原矿中硫元素在浮选系统内的迁移分布比例依次为:金铜精矿硫精矿尾砂损失铁精矿。砷元素在浮选系统内的迁移分布比例依次为:尾砂硫精矿金铜精矿铁精矿选矿废水损失。(2)砷元素形态Dold提取实验结果表明,各矿石中T1水溶态与T2可交换态砷含量极少,硫精矿和金铜精矿存在微量的T3羟基氧化态,铁精矿中存在微量的T4原生氧化铁态,各矿物中T5有机态及次生硫化铜态含量均极少,均含有一定量的T6原生硫化态,绝大部分则以T7残渣态存在。表明经过浮选过程后,微量的砷被氧化释放,但砷元素主要以T7残渣态存在的情况没有改变。2、尾砂中的砷具有较高的稳定性:(1)毒性浸出实验结果表明,尾矿中砷元素浸出值较低,暂不具备浸出毒性,根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)中规定的第Ⅱ类一般工业固体废物的定义,仅就砷元素而言,尾砂归属于第Ⅱ类一般工业固体废物。(2)尾砂中砷元素98%以上均以残渣态形态存在,同时尾矿中砷的载体矿物为砷元素提供天然保护层,因而尾矿中砷元素其赋存状态较为稳定。尾矿库废水中,砷的检测结果均低于原子荧光法的检出限,佐证了砷的赋存状态稳定,一般条件下难以释放到环境中。尾砂中砷的高度稳定性提示了尾砂综合利用的可行性。3、金铜矿中硫和砷元素的构成物相、结合构型、赋存状态和嵌布特征:(1)硫元素在矿物中主要存在形式为磁性硫、硫酸盐硫和硫化物硫,在原矿、硫精矿、金铜精矿、铁精矿和尾矿中,硫元素均主要以硫化物存在,经过浮选工艺之后,硫化物富集至硫精矿和金铜精矿之中,磁性硫大多富集至铁精矿中,尾砂中全硫含量大大减少。砷元素在矿物中主要存在形式为氧化砷类、砷酸盐类、硫砷化物类和砷的其他形态。浮选系统中的原矿、硫精矿、铁精矿和尾矿中,均含有一定量的氧化砷类,硫精矿、铁精矿和尾矿中含有一定量的砷酸盐类,原矿、硫精矿、金铜精矿、铁精矿和尾矿中均有一定量的砷硫化物存在,难氧化的砷其他形态含量较大,含量均在92%左右。(2)XRD图谱分析发现,原矿中主要为黄铁矿、黄铜矿、菱铁矿和斑铜矿以及脉石矿物石英、钙铁榴石和方解石;硫精矿中主要为黄铁矿、菱铁矿和石英;金铜精矿中主要为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、菱铁矿和石英;尾矿中脉石矿物主要为石英、方解石、绿泥石和钙铁榴石;而尾矿中硫化矿可检测到的有闪锌矿、方铅矿和透辉石。原矿、精矿、尾矿的XRD图谱分析结果中,未见含砷独立矿石的物相。(3)MLA测试结果表明,原矿中硫和砷元素共存的独立矿物为硫砷铜矿、砷黝铜矿和毒砂,以毒砂为主,其中硫砷铜矿主要与黄铜矿、黄铁矿连生以及部分包裹在方解石内;砷黝铜矿包裹于石英内;毒砂主要以矿物单体存在,或是包裹微细磁黄铁矿颗粒。经过浮选过程后,与黄铁矿连生的砷黝铜矿转移至硫精矿中,与斑铜矿连生的硫砷铜矿,包裹于斑铜矿的砷黝铜矿、毒砂单体浮选至金铜精矿中。金铜精矿中主要为硫砷铜矿、砷黝铜矿和毒砂,以砷黝铜矿为主。(4)硫砷矿石中砷的释放分析:原矿中氧化砷类物质占总砷的2.39%,这一部分氧化砷可能为部分暴露于自然环境中的毒砂氧化产生的,毒砂中的部分[As S]~(2-)被氧化成As(Ⅲ)或是As(Ⅴ)。在浮选过程中,碱性富氧条件对毒砂、砷黝铜矿影响较小,硫砷铜矿被氧化释放的可能性较大。表层尾矿优先氧化,这个过程可能氧化的含砷矿物为毒砂或是砷的载体矿物。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD923;TD95

【参考文献】

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