焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析_胡海祥.pdf

2014 年 7 月 July 2014 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 33，No． 4 535 ～544 收稿日期 2013 －11 －09; 修回日期 2014 －01 －04; 接受日期 2014 －01 －24 基金项目 江西省教育厅青年基金项目 GJJ12362 ; 山东省博士后创新基金项目 201302013 ; 山东黄金集团有限公司博士 后科研项目 BSH －2012 －06 ; 江西理工大学校级科研基金重点项目 NSFJ2014 － K04 作者简介 胡海祥， 博士， 副教授， 研究方向为工艺矿物学及磨矿分级与浮选。E- mail hhxok qq． com。 文章编号 02545357 2014 04053510 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析 胡海祥1， 2，范作鹏3，牛桂强3，刘洪澜3，刘海龙3，王攀志3 1． 江西理工大学应用科学学院，江西 赣州 341000; 2． 山东黄金集团有限公司博士后科研工作站，山东 济南 250100; 3． 山东黄金集团有限公司焦家金矿，山东 莱州 261441 摘要 焦家金矿选矿厂目前的日处理量达 12000 吨/天， 金回收率 92。 选矿厂已将破碎段产品用双螺旋分级机洗矿， 洗矿的矿泥产率为 7， 矿 泥单独浮选， 整体工艺初步实现了泥砂分选。为进一步提高选金回收率， 流程改造拟将磨矿 － 浮选系统的旋流器溢流产品二次分级， 分级的次生 矿泥与洗矿矿泥进入矿泥浮选系统一并浮选， 为了掌握旋流器溢流产品 的性质， 本文采用偏光反光两用显微镜、 扫描电镜、 X 射线衍射仪、 红外光 谱和差热分析等手段进行研究。研究结果表明矿物种类主要是金属硫化 物和脉石矿物， 金属硫化物约占 4， 脉石约占 96， 金属硫化物主要是黄铁矿 70． 17 和黄铜矿 16． 27 ， 脉石主要是石英 47． 12 和长石 15． 90 。黄铁矿和石英是重要的载金矿物， 黄铁矿含金 65， 石英含金 20。颗粒越细， 单体颗粒含量越高， 连生体颗粒含量越少; 颗粒越细， 黄铁矿含量越高， Au、 Ag 分 布率越高， －0． 037 mm 粒级中黄铁矿含量达到73． 58， Au、 Ag 占到47． 99和56． 60， 金分配率与黄铁矿 含量成正相关; 粗粒级中未发现金颗粒， 中等粒级中次显微金约占 30， 细粒级中次显微金约 40， 金粒径 在 2 ～10 μm 范围内; 金形状有三角形、 棱角状、 小粒状、 不规则状等。红外光谱与差热曲线研究发现颗粒越 细矿物成分趋于复杂。研究结论为磨矿分级产生的次生矿泥浮选调控提供了依据， 对矿泥浮选的药剂制度 调控、 浮选流程确定等具有重要实际意义。 关键词 焦家金矿; 旋流器溢流产品; 金回收率; 解离度; 扫描电镜; X 射线衍射法; 红外光谱法; 差热分析 中图分类号 P578． 11; O614． 123; P575文献标识码 A 山东莱州 － 招远金矿区是胶东金矿集区的主要 组成部分， 拥有玲珑、 焦家等世界级金矿。焦家金矿 带是莱州招远金矿区最重要的金矿带之一， 该带 内已发现三个特大型金矿床 焦家矿区、 望儿山矿 区、 寺庄矿区 和一批大中型金矿， 累计探明金储量 超过 500 吨。焦家金矿选矿厂作为三个特大型金矿 床矿石集中处理厂， 日处理量已达12000 吨/天。选 矿主干流程是矿石经破碎后进双螺旋分级机洗矿， 洗矿的沉砂进磨矿 － 浮选系统， 洗矿的矿泥单独浮 选， 整体流程初步实现泥砂分选， 金回收率达 92。 存在的主要问题是洗矿产生的矿泥只占原矿的 7， 即使矿泥浮选效果再好， 矿泥金回收率的提高 对整体流程的贡献仍然较小。 为进一步提高选金回收率， 需对原流程进行改 造。拟将选矿流程的磨矿 － 浮选系统的旋流器溢流 再次分级， 分级的次生矿泥进入当前的矿泥浮选系 统， 完全实现泥砂分级分选。但目前缺少旋流器溢 流的工艺矿物学深层次理论研究， 因此流程改造缺 乏理论支撑。前期工艺矿物学研究主要集中在井底 开采的原矿石 ［1 －5 ］， 对选矿流程产品研究仅在粒度 组成、 矿物组成等方面 ［6 －7 ］， 深层次的工艺矿物学研 究较少， 研究方法也单一。本文采用偏光反光两用 535 ChaoXing 显微镜 ［8 ］、 扫描电镜［9 ］、 X 射线衍射［10 ］、 红外光 谱 ［11 ］及差热分析［12 ］等测试技术针对性对旋流器溢 流产品工艺矿物学进行研究， 查明粒度特性、 化学成 分、 矿物组成、 矿物解离情况、 金矿物分布特征等。 研究成果丰富了脉金矿石浮选流程的产品工艺矿物 学研究， 为磨矿分级产生的次生矿泥分级分选提供 可靠的理论依据依据和信息。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 LEICA － DMLP 高级研究型偏光反光两用显微 镜 德国 LEICA 公司 主要附件 LEICA MPS30 照 相系统， 荧光附件。用于观察矿物粒度、 种类、 形貌 与嵌布特征等。 LEICA － MZ6 高级研究型体视显微镜 德国 LEICA 公司 该设备自带全套摄像、 自动照相、 颗 粒分析软件。工作条件为自动对焦; 固定倍率切换 9 段; 放大倍率 15 ～ 100 倍; 视野范围 3． 3 ～ 41． 2 mm; 工作距离 100 mm; 灯源 LED 环形灯; 物镜 0． 63 ～4 X。用于立体观察与测量矿物粒度、 形貌、 嵌布 特征等。 LINKAM 热台 THMSE600 － 196 ～ 600℃ 配 备工艺矿物学研究的高级软件 LINKSYS。用于测 定矿物中包裹体的均匀化温度， 观察加热时矿物的 变化等。 SSX －550 型扫描电镜及其附带的 DX －4 能谱 仪 日产岛津公司 工作条件为二次电子图像分辨 率 3． 5 nm， 放大倍率 20 ～30000 倍。用于观察与测 定矿物的形貌、 组成、 晶体结构等。 Empyrean型X射 线 衍 射 仪 荷 兰 PANALYTICALB． V 公司 配合显微镜分析鉴定矿 物种类， 工作条件为功率 3 kW， 测角仪重现性 0. 0001， 测角仪类型 T －2T。用于测定矿物种类与 矿物含量的半定量测定。 BRUKER TENSOR 27 红 外 光 谱 仪 德 国 BRUKE 公司 分辨率 0. 4 ～1 cm －1， 光谱范围 50 ～ 8000 cm －1， 波数精度 0. 01 cm－1。用于辅助测定与 分析矿物的种类。 TGA/DSC 1 T/808 差热 － 热重分析仪 瑞士梅 特勒 － 托利多公司 温度范围 室温 ～ 1100℃; 天 平灵 敏 度 0. 1 μg，传 感 器 热 电 偶 数 量 两 对 Pt － Pt/Rh热电偶， 量热温度分辨率 0. 0001℃; 量热 准确度 2 金属标样 。用于分析矿物升温过程中 吸热或放热的变化情况。 1. 2研究方法 取具有代表性的旋流器溢流产品样本 20 kg， 对 其筛分分级。采用不同仪器进行观察和测试， 研究 各粒级产品的粒度特性、 化学成分、 矿物组成、 矿物 解离情况、 金矿物分布状态及特性等。 2旋流器溢流产品的矿物组成 将溢流产品制成光片， 采用偏光反光两用显微 镜、 高级研究型体视显微镜观察和测算， 结合化学分 析和 X 射线衍射分析。金属硫化物的种类及相对 含量见表 1， 脉石矿物的种类及相对含量见表 2。 查明矿物种类主要是金属硫化物和脉石矿物， 其中金属硫化物矿物约占 4， 脉石矿物约占 96。 金属硫化物矿物主要是黄铁矿 70. 17 、 黄铜矿 16. 27 及少量方铅矿、 闪锌矿、 辉铋矿、 辉钼矿 等。脉 石 矿 物 主 要 是 石 英 47. 12 、长 石 15. 90，包 括 斜 长 石 和 微 斜 长 石 、方 解 石 20. 33 、 绢云母 8. 02 及少量的绿泥石、 石 膏、 沸石等。 观察发现载金矿物主要为硫化物， 如黄铁矿、 黄 铜矿、 闪锌矿和方铅矿; 载金脉石矿物主要是石英和 长石。硫化物矿物中含金量占 70， 其中黄铁矿含 金 65; 脉石矿物中含金量占 30， 其中石英含金 20。表明回收金的重点应是回收黄铁矿和石英等 重要载金矿物。 表 1金属硫化物矿物组成 Table 1The mineral composition of metal sulfides 矿物组成含量 矿物组成含量 黄铁矿70．17辉钼矿1．02 黄铜矿16．27辉铋矿0．97 闪锌矿6．25其他3．01 方铅矿2．31合计100 表 2脉石矿物组成 Table 2The mineral composition of gangue 矿物组成含量 矿物组成含量 石英47．12绿泥石0．92 斜长石8．65石膏4．85 微斜长石7．25其他2．86 绢云母8．02合计100 方解石20．33 3各粒级工艺矿物学分析 为了研究各粒级颗粒的详细工艺矿物学， 对旋 流器溢流产品取样、 筛分， 分为五个粒级， 对每个粒 635 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2014 年 ChaoXing 级进行分析。五个粒级及各粒级产率见表 3， 其中 － 0． 037 mm 占 37. 625， 产率最大。因 0. 104 mm 粒级含量较少 3. 253 ， 代表性较差， 后续研 究没有对这一粒级分析。 表 3各粒级及其产率 Table 3The various particle sizes and their yield 粒级 mm产率 粒级 mm产率 0．1043． 2530． 043 ～0． 0378．148 0．104 ～0．07417． 718－0． 03737．625 0．074 ～0．04333． 256 3． 1矿物组成研究 采用偏光反光两用显微镜、 体视显微镜、 X 射线 衍射仪等研究矿物组成。统计结果见图 1 和图 2。 从图 1 可知， 颗粒越细， 黄铁矿含量越多， 黄铜矿、 闪 锌矿、 方铅矿含量变化不大; 磁黄铁矿在粗、 中间粒 级含量较高， 如在 0． 074 ～0． 043 mm 粒级的含量占 4． 81; 辉钼矿、 辉铋矿只在 0． 104 ～ 0． 074 mm 粒 级可见。图 2 表明石英、 微斜长石在各粒级的含量 变化不大; 斜长石在 0． 043 ～0． 037 mm 粒级的含量 最多 占 10． 58 ; 绢云母在 0． 104 ～ 0． 074 mm 粒 级的含量最多 占9． 16 ; 方解石在0． 104 ～0． 074 mm 粒级的含量最多 占 22． 58 ; 沸石、 石榴石、 石膏在细粒级占多数。 脉石矿物组成分析表明该矿脉石矿物种类繁 多， 含有一定量石膏和沸石， 这些物质颗粒细， 成分 杂， 沸石族是一种复杂硅酸盐矿物， 沸石晶体格架中 有各种大小不同的空穴和通道， 具有很大的开放性， 极可能对金颗粒浮选产生干扰。 3． 2主要矿物特征 采用偏光反光两用显微镜、 体视显微镜、 扫描电 镜及其附带的能谱仪观察和测定矿物种类。 显微镜观察结果显示， 0． 104 ～ 0． 074 mm 粒级 中的黄铁矿常为单体， 形态为长条形、 豆状、 扁豆形、 三角形多边形 图 3 ， 少量连生体且裂隙多， 可为超 显微碎裂状; 石英大量为单体， 形态为棱角状、 三角 形和多边形; 方解石大部分为单体， 形态为棱角状、 三角形和多边形。0． 074 ～0． 043 mm 粒级中的黄铁 矿常为单体， 形态为长条形、 多边形、 类三角、 颗粒状 图 4 ， 连生体少; 石英大多数为单体， 形态为粒状、 棱角状、 三角形和多边形， 常见石英与硫化物连生 体。0． 043 ～0． 037 mm 粒级中的黄铁矿常为单体， 形态为粒状、 豆状、 扁豆形、 多边形 图 5 ， 连生体 少; 石英颗粒很细， 大量为单体， 形态为粒状、 棱角 图 1各粒级中金属硫化物矿物分配 Fig． 1The distribution of metal sulfide minerals in different particle sizes 图 2各粒级中脉石矿物分配 Fig． 2The distribution of gangue minerals in different particle sizes 状、 三角形和多边形， 可见石英与硫化物连生体。 扫描电镜下观察， －0． 037 mm 粒级中的黄铁矿 常为单体， 形态为长条状、 粒状、 豆状、 扁豆形、 三角 形和不规则状 图 6 ; 石英颗粒极细， 几乎为单体， 形态为粒状、 棱角状、 三角形和多边形， 少见石英与 硫化物连生体。各粒级中的脉石矿物大量为单体。 石英中含有约 20的金， 由于石英微细颗粒表面双 电层厚， 矿物非选择性吸附药剂能力强， 因此选矿工 艺中应特别注重各种调整剂的搭配使用。 3． 3矿物解离情况 从显微镜尺度和扫描电镜尺度 1500 倍 研究 各粒级矿物解离情况 见表 4 。 表 4 表明颗粒越细， 单体颗粒含量越高， 连生体 颗粒含量越少， 显微镜尺度和电镜尺度表明的结果 类似。0. 104 ～0. 074 mm 粒级中可见 87. 48的单 735 第 4 期胡海祥， 等 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析第 33 卷 ChaoXing 图 30． 104 ～0． 074 mm 粒级中不同形状的黄铁矿单体显微镜图 Fig． 3The microscopes of different shapes of pyrite with 0． 104 －0． 074 mm particle sizes a长条形黄铁矿单体; b豆状黄铁矿单体; c扁豆形黄铁矿单体; d多边形黄铁矿单体。 图 40． 074 ～0． 043 mm 粒级中不同形状的黄铁矿单体显微镜图 Fig． 4The microscopes of different shapes of pyrite with 0． 074 －0． 043 mm particle sizes a长条形黄铁矿单体; b多边形黄铁矿单体; c类三角状黄铁矿单体; d颗粒状黄铁矿单体。 835 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2014 年 ChaoXing 图 50． 043 ～0． 037 mm 粒级中不同形状的黄铁矿显微镜图 Fig． 5The different shapes of pyrite in 0． 043 －0． 037 mm particle sizes a颗粒状黄铁矿单体; b多边形黄铁矿单体; c扁豆形黄铁矿单体; d三角形黄铁矿单体。 图 6－0． 037 mm 粒级不同形状黄铁矿单体扫描电镜图 Fig． 6The scanning electroscopes of different shapes of pyrite wtth －0． 037 mm particle sizes a长条状黄铁矿单体; b多边形黄铁矿单体; c三角形黄铁矿单体; d不规则黄铁矿单体。 935 第 4 期胡海祥， 等 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析第 33 卷 ChaoXing 表 4各粒级颗粒中单体和连生体情况 Table 4The monomer and conjuncture features in different particle sizes 粒级 mm 颗粒类型 显微镜尺度含量 电镜尺度含量 颗粒成分 0．104 ～0．074 单体87． 4871 ①黄铁矿、 黄铜矿、 磁黄铁矿; ②石英、 长石、 方解石、 绢云母; ③石 膏; ④其他 连生体12． 5229 ①石英 － 黄铁矿; ②石英 － 黄铜矿; ③黄铜矿 － 闪锌矿; ④黄铁矿 － 黄铜矿; ⑤其他矿物连生体 0．074 ～0．043 单体92． 0982 ①黄铁矿、 黄铜矿、 磁黄铁矿; ②石英、 长石、 方解石、 绢云母; ③沸 石、 石膏、 白榴石; ④其他 连生体7． 9118 ①石英 － 黄铁矿; ②石英 － 黄铜矿; ③黄铜矿 － 闪锌矿; ④黄铁矿 － 黄铜矿; ⑤其他矿物连生体 0．043 ～0．037 单体95． 0288 ①黄铁矿、 磁黄铁矿; ②石英、 钠长石、 微斜长石、 钠钙长石、 绢云母 ③沸石、 白榴石、 石膏; ④其他矿物连生体 连生体4． 9812 ①石英 － 黄铁矿; ②石英 － 黄铜矿; ③黄铜矿 － 闪锌矿; ④黄铜矿 － 黄铁矿; ⑤其他矿物连生体 －0．037 单体98． 2092 ①石英、 斜长石 钠长石和钠钙长石 ; ②微斜长石、 方解石、 绢云母; ③沸石、 石膏、 白榴石; ④黄铁矿、 黄铜矿、 方铅矿、 闪锌矿; ⑤其他矿 物连生体 连生体1． 808 ①硫化物 － 石英; ②硫化物 － 硫化物; ③黄铁矿 － 黄铜矿; ④其他矿 物连生体 体颗粒， 有黄铁矿、 黄铜矿、 磁黄铁矿、 石英、 长石、 方 解石、 绢云母、 石膏等， 连生体颗粒有石英 － 黄铁矿、 石英 －黄铜矿、 黄铁矿 －黄铜矿等;0. 074 ～0. 043 mm 粒级中可见 92. 09 的单体颗粒， 比 0. 104 ～ 0. 074 mm 粒级多了沸石、 白榴石等， 连生体颗粒与其类似; 0. 043 ～0. 037 mm 粒级中可见 95. 02 的单体颗粒， 与0. 074 ～ 0. 043 mm 粒级类似， 连生体颗粒更加复 杂， 有硫化物 －石英、 硫化物 － 硫化物、 黄铁矿 － 黄铜 矿等; －0. 037 mm 粒级中可见 98. 20 的单体颗粒， 比0. 104 ～0. 074 mm 粒级多了方铅矿、 闪锌矿、 沸石、 石膏、 白榴石等， 连生体有硫化物 － 石英、 硫化物 － 硫 化物、 黄铁矿 － 黄铜矿等。0. 104 ～0. 074 mm、 0. 074 ～0. 043 mm、 0. 043 ～0. 037 mm、 －0. 037 mm 的黄铁 矿单体解离度分别为 72. 46、 81. 30、 83. 33、 88. 37。粗粒级连生体数量较多， 细粒级部分黄铁 矿未解离。结论表明颗粒越细， 黄铁矿的解离度越 大， 浮选时越有利于金的回收。 3． 4金银特性分析 3． 4． 1金银在各粒级的分布 对各粒级 Au、 Ag 进行化学分析 见表 5 ， Au 平均 品 位 为 2. 382 μg/g，Ag 为 5. 627 μg/g。 －0. 037 mm 粒级中 Au、 Ag 分布率最高， 分别为 47. 99和 56. 60， 且 Au 和 Ag 品位都是最高的， 其次是中间粒级 0. 074 ～0. 043 mm 的 Au、 Ag， 分布 率分别为 31. 89 和 25. 17。表明颗粒越细， Au、 Ag 分布率越高， 金的金属量越多， 表明应更加关注 中、 细粒级颗粒的回收。 3． 4． 2金与黄铁矿含量的关系 采用偏光反光两用显微镜、 体视显微镜对各粒 级黄铁矿含量分析 见表 6 ，可知颗粒粒度越小， 黄铁矿含量越高， 金分配率与黄铁矿含量成正相关。 如 －0． 037 mm 粒级黄铁矿含量达到 73． 58， 金的 分布率最高， 达到 47． 99。结合上述研究结果表 明选矿中应更加注重中、 细粒级黄铁矿的回收。 表 5各粒级金银分布 Table 5The gold and silver distribution in different particle sizes 项目 各粒级金银分布 0.104 ～0．074 mm 0．074 ～0．043 mm 0．043 ～0．037 mm －0．037 mm 合计 含量比例 17．71833．256 8．14837．62596．747 Au 品位 μg/g1．442．212．562．942．382 Ag 品位 μg/g3．224．125．188．195．627 Au 分布率 11．0731．899．0547．99100 Ag 分布率 10．4825．177．7556．60100 表 6Au 的分布与黄铁矿含量关系 Table 6The distribution relationship betweent Au and pyrite 项目 各粒级金分布与黄铁矿含量 0．104 ～0．074 mm 0．074 ～0．043 mm 0．043 ～0．037 mm －0．037 mm 粒级含量比例 17．7233．256 8．14837．625 黄铁矿含量 66．0268．52 70．2173．58 Au 品位 μg/g1．442．212．562．94 Au 分布率 11．0731．899．0547．99 045 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2014 年 ChaoXing 3． 4． 3金的显微分布规律 采用偏光反光两用显微镜、 体视显微镜观察各 粒级颗粒中的金， 金颗粒特性统计结果列于表 7。 发现连生体金约占 40. 0， 单体金约占 60. 0， 连 生体金一般都与脉石相连， 随着细度增加， 单体金数 量增加， 如 － 0. 037 mm 粒级金粒数比 0. 074 ～ 0. 043 mm 粒级增加了 103 颗。在显微镜研究基础 上， 用扫描电镜研究， 结果表明 0. 104 ～ 0. 074 mm 粒级未发现金; 0. 074 ～ 0. 043 mm 粒级含有次显微 金 30， 0. 043 ～ 0. 037 mm 粒级含有次显微金 30， －0. 037 mm 粒级含有次显微金 40; 各粒级 均有连生金和单体金; 金粒径在 2 ～10 μm 范围内， 多为小颗粒自然金; 金形状有三角形、 棱角状、 小粒 状、 不规则状等; 用能谱仪分析， 颗粒金有时含杂质 Fe、 Cu、 Te、 Bi、 Mn 等， 有些不含任何微量元素， 反映 成矿热液是多期次的， 金银矿物结晶也是多期次的。 0. 104 ～0. 074 mm 粒级未发现金， 极可能由于金被 包裹所致， 因此应返回再磨才能使金颗粒解离。 图 7各粒级红外光谱图 Fig． 7The infrared spectra of different particles sizes a 粒级 0．104 ～0．074 mm; b 粒级 0．074 ～0．043 mm; c 粒级 0．043 ～0．037 mm; d 粒级 －0．037 mm。 3． 5红外光谱与差热分析 采用红外光谱仪辅助研究各粒级矿物的种类与 性质， 比较不同粒级矿物含量的变化情况， 佐证显微 镜研究的结论; 采用差热 － 热重分析仪与热台研究 颗粒加热升温过程中的吸热与放热变化， 判断各粒 级颗粒吸热或放热矿物的存在情况或含量。 表 7各粒级中金颗粒特性 Table 7Particle features of gold in different particle sizes 金类型项目 不同粒级中金颗粒的特性 0．074 ～0．043 mm 0．043 ～0．037 mm－0．037 mm 单体金 颗粒数 颗53 103156 特征金黄色光泽金黄色光泽金黄色光泽 粒径 μm10 5 ～72 ～6 形状棱角状棱角状小粒状 连生金 颗粒数 颗105 5251 连生矿物脉石脉石脉石 特征金黄色金黄色金黄色 形状棱角状小粒状小粒状 金颗粒数合计 520 颗158155 207 3． 5． 1红外光谱分析 采用红外光谱仪对各粒级颗粒进行研究。分析 结果如图 7， 结合 X 射线衍射分析可知， 1465 cm －1、 1625 cm －1为硫化亚铁的峰值; 798 cm－1为石英特征 峰 ［13 ］， 821 cm－1是孤立 SiO 4四面体 SiO 键不对称 伸缩振动吸收峰， 1120 cm －1是链状 SiO 4四面体 Si OSi 伸缩振动吸收峰 ［14 ］; 900 ～ 1150 cm－1是层状 聚合 SiO4四面体硅酸盐吸收峰; 800 ～950 cm－1是聚 合 SiO5八面体硅酸盐吸收峰。波数在 1000 cm－1附 近强吸收峰为架状硅酸盐特征峰; 在 3600 cm －1 附 近强峰为羟基振动峰。878 cm －1为方解石特征吸收 145 第 4 期胡海祥， 等 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析第 33 卷 ChaoXing 峰 ［15 ］， 773 cm－1、 650 cm－1为长石特征吸收峰［10， 15 ］。 四条曲线基本一致， 区别在于颗粒越细， 各峰值越明 显， 尤其是 1100 cm －1 和 3600 cm －1 附近吸收峰加 深、 加宽、 开口的口径变大， 如 1100 cm －1 附近的硅 酸盐矿物、 碳酸盐矿等峰值互相干扰， 并且明显， 表 明颗粒解离度增加， 峰值增多， 矿物成分趋于复杂。 图 8各粒级颗粒的差热曲线 Fig． 8The differential thermal analysis of different particle sizes a 粒级 0. 104 ～0. 074 mm; b 粒级 0. 074 ～0. 043 mm; c 粒级 0. 043 ～0. 037 mm; d 粒级 －0. 037 mm。 3． 5． 2差热分析 称取一定质量的不同粒级颗粒， 采用差热 － 热 重分析仪测试。实验以升温速率 20 ℃ /min 条件下 进行， 测试的差热曲线 DTA 如图 8。由图 8 可知， 四条差热曲线基本趋势相似。 a 、 d 曲线在 520℃左右有一个明显的放热峰， 因硫化物氧化反应 所致 ［16 ］; 500℃以后差热曲线逐渐向下， 因石膏脱水 和绢云母失水所致， 绢云母加热过程结构容易破坏， 结构水逸出的温度较低， 一般为 650℃左右， 加热至 800℃时结构水脱失完成 ［17 ］。矿石中含 Fe2 、 Mn2 时， 方解石的吸热峰分别降至 670℃、 740℃、 810℃、 910℃［18 －19 ］， d 曲线中的吸热峰 693℃可判断为方 245 第 4 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2014 年 ChaoXing 解石分解吸热所致。 显微镜分析、 红外光谱、 差热曲线综合来看， 颗 粒越细化学成分、 矿物组成更加复杂， 杂质含量趋 高、 种类趋多， 同时颗粒越细， 各种矿物解离度增加， 暴露比表面增大， 脉石颗粒呈现大量单体， 这些细粒 级解离的脉石是干扰浮选的重要因素。 4研究结果对选矿新流程改造的启示 下一步流程改造对旋流器溢流产品分级， 分级 的次生矿泥 产率约为 30 进入矿泥浮选系统， 分 级的粗砂进入原磨矿 － 浮选系统， 达到完全实现泥 砂分级分选新工艺， 通过溢流产品工艺矿物学研究 对新流程改造有如下启示。 1 磨矿 － 浮选系统的改造。由于磨矿 － 浮选 系统的次生矿泥大量被分级出去， 进入矿泥浮选系 统， 由此新的磨矿 － 浮选系统可减少或不添加调整 剂， 如原先添加的 pH 调整剂碳酸钠、 分散剂水玻 璃、 活化剂硫酸铜等不用再添加。捕收剂使用捕收 能力强的异戊基黄药作为捕收剂， 让粗颗粒有效 上浮。 2 新的矿泥浮选作业改造。新流程的核心主 要在于提高次生矿泥的浮选效率， 可通过以下措施 实现金回收率的提高 做到药剂调浆的针对性与选 择性， 如在矿泥浮选系统中使用碳酸钠、 水玻璃使细 粒级有效分散， 使用普通捕收剂 丁基黄药 使载金 矿物有效浮选， 使用碳酸钠、 水玻璃、 硫酸铜等组合 调整剂使脉石矿物有效抑制， 使有用矿物有效浮选; 使用新型浮选药剂， 增加对多种载金矿物的捕收能 力; 采用稀矿浆浮选作业， 降低矿浆黏度， 使小金颗 粒和连生金捕获上来; 矿浆需搅拌快速、 均匀， 增加 气泡与细颗粒的接触概率， 以达到微泡浮选， 推荐使 用浮选柱。 新流程针对性地将粗砂与次生矿泥分离， 然后 分别浮选， 选用针对性强的不同药剂制度来实现粗 砂与次生矿泥的分离、 浮选。此流程具有药剂用量 少、 浮选效率高、 金回收率高的特点。 5结语 本文利用不同表征手段对旋流器溢流各粒级颗 粒进行研究， 表征手段间相互印证， 提高了研究结论 的可靠性与准确性， 为后续选矿作业提供了调控依 据和矿物信息。由于脉石矿物中含有一定量石膏和 沸石物质， 这些物质颗粒较细， 成分复杂。沸石族是 一种复杂硅酸盐矿物， 沸石晶体格架中有各种大小 不同的空穴和通道， 具有很大的开放性。研究石膏 和沸石对矿浆的 pH 值发生改变， 而对金颗粒的浮 选干扰作用有多大， 另外， 沸石晶体格架中有各种大 小不同的空穴和通道是否对超微粒金有吸附作用 等， 都应进一步研究。此外后续工作应对旋流器的 沉砂颗粒进行详细工艺矿物学研究， 进一步查明沉 砂各粒级矿物种类、 特性、 金分布规律等， 为磨矿分 级及后续选矿作业提供可靠依据。 6参考文献 ［ 1］董金奎， 杨洪英． 山东焦家金矿深部载金矿物的研究 ［ J］ ． 东北大学学报 自然科学版 ， 2013， 59 6 867 －870． ［ 2］Yang H Y，Wang S H，Song X L，Pan H D，Ma P C． Gold occurrence of Jiaojia gold mine in Shandong Province［ J］ ． Transactions of Nonferrous Metals Society of China， 2011， 21 9 2072 －2077． ［ 3］Chen Y J，Irajno F P，Lai Y． Metallogenic time and tectonic setting of the Jiaodong gold province，eastern China［ J］ ． Acta Petrologica Sinica， 2004， 20 4 907 － 922． ［ 4］Mao J W，Wang Y T，Zhang Z H，Yu J J，Niu B G． Geodynamic settings of Mesozoic large- scale minerali- zation in North China and adjacent areasImplication from the highly precise and accurate ages of metal deposits［ J］ ． Science in China Series D Earth Sciences， 2003， 46 5 838 －851． ［ 5］Sun J G． Relations of gold abundance in geologic bodies to genesis of gold deposits，Jiaodong ［J］ ． Contributions to Geology and Mineral Resources Research， 1999， 14 2 43 －54． ［ 6］刘润田， 邱俊刚， 张忠辉， 高海峰， 李纪玉． 焦家金矿低 品位矿石回收设计与应用［J］ ． 黄金科学技术， 2010， 23 6 54 －57． ［ 7］李茂林， 崔瑞， 王非， 向文娟， 曾凡霞． 阶段磨选磨矿粒 度划分的理论分析与计算［J］ ． 矿冶工程， 2011， 31 1 27 －29， 32． ［ 8］彭艳华， 彭光菊， 贾利攀， 周卫宁． 湖南宝山铅锌矿西 部矿带银的工艺矿物学研究［J］ ． 岩矿测试， 2013， 32 5 729 －737． ［ 9］焦淑静， 韩辉， 翁庆萍， 杨峰， 姜大强， 崔立山． 页岩孔 隙结构扫描电镜分析方法研究［J］ ． 电子显微学报， 2012， 31 5 432 －436． ［ 10］黄瑢， 赖潇静， 秦善， 巫翔， 李延春， 刘景， 杨科． 同步 辐射 X 射线衍射研究利蛇纹石的压缩性［J］ ． 核技 术， 2012， 35 11 801 －805． ［ 11］ 颜文昌， 袁鹏， 谭道永， 吴大清， 刘冬． 富镁与贫镁坡缕石 345 第 4 期胡海祥， 等 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析第 33 卷 ChaoXing 的红外光谱［ J］ ． 硅酸盐学报， 2013， 57 1 89 －95． ［ 12］ 霍小旭， 王丽娟， 廖立兵． 新疆尉犁蛭石的物相组成 ［ J］ ． 硅酸盐学报， 2011， 55 9 1517 －1522． ［ 13］ Wilson M，Frisse J． Clay Mineralogy Spectroscopic and ChemicalDeterminatives［M］ ．London Chapman ＆ Hall Oxford， 1994． ［ 14］ 杨南如． CSH 凝胶及其研究方法［ J］ ． 硅酸盐通 报， 2003， 24 2 46 －52． ［ 15］ 刘高魁， 彭文世． 黄土中方解石、 长石和石英的红外 光谱定量测定［ J］ ． 矿物学报， 1983， 3 1 63 －67． ［ 16］ 陈国玺． 我国某矿田硫化物和硫盐类矿物差热失重 分析的研究［ J］ ． 地球化学， 1976， 4 3 201 －212． ［ 17］ 洪汉烈， 李菲， 牟善彬， 陈文怡． 一种绢云母样品的综 合鉴定分析［ J］ ． 岩矿测试， 2002， 21 1 68 －70． ［ 18］ 顾长光． 碳酸盐矿物热分解机理的研究［ J］ ． 矿物学 报， 1990， 10 3 266 －272． ［ 19］辽宁省地质局中心实验室． 矿物差热分析［M］ ． 北京 地质出版社， 1975 101 －106． The Mineralogy Characteristics of Overflow Product from Hydrocyclone in the Jiaojia Gold Mine HU Hai- xiang1， 2， FAN Zuo- peng3， NIU Gui- qiang3， LIU Hong- lan3， LIU Hai- long3， WANG Pan- zhi3 1． School of Applied Sciences，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，China; 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