含砷金矿的处理

随着金矿资源开发的不断深入，易处理金矿石储量逐渐减少，而结构复杂、低品位及嵌布粒度细的难处理金矿所占比重逐渐增大。据统计由难处理金矿资源生产的黄金占世界黄金产量的1/3 以上，可见这类金矿资源已成为黄金生产的主要来源，处理这类金矿石已成为目前选矿研究中最重要的课题。

含砷金矿石是世界上公认的难处理金矿类型之一，也是处理量最大、可回收经济价值最高的金矿石。我国含砷金矿资源主要分布在西南、西北和东北等地区。含砷金矿石处理的难点在于金矿物与含砷矿物(主要是毒砂)以及黄铁矿密切共生，金以微细粒状分布，常被包裹在毒砂和黄铁矿中，或存在于其单个晶体之间，造成金的选别难度增大，同时金精矿中含砷量高，金的回收率低，也不利于后续的冶金工作。目前，浮选法是对含砷金矿进行预处理的有效方法之一，浮选含砷金矿的目的是将砷与金分离，从而实现金的回收。研究并改进含砷金矿的选矿工艺十分必要，既能提高选冶技术经济效益，还有利于环境保护，具有可持续发展的意义。目前，国内外许多学者对毒砂和含金硫化矿的分选进行了大量研究，含砷金矿浮选分离是含金硫化矿与砷矿物浮选分离的主要体现。毒砂与含金硫化矿物分选的研究重点在于浮选药剂的选择与浮选工艺的研究。

1 含砷金矿浮选药剂研究进展

浮选药剂研究的重点是低成本、高效率及小毒性混合药剂的开发，到目前为止，浮选药剂的研究工作取得了较多成果。

1.1 高选择性捕收剂

选金捕收剂一般有乙基黄药、丁基黄药、异戊基黄药、甲酚黑药、羟肟酸钠和油酸等。朱申红和钱鑫、童雄和钱鑫]对某含砷金矿石进行研究时发现，丁基黄药、仲辛基黄药和氨醇黄药在碱性介质中能选择性地浮起含金黄铁矿，且这些药剂的组合使用对含金黄铁矿与毒砂的分离更有效，能够强化含金黄铁矿的浮选。随着性质单一、易浮选金矿石的减少，矿物组成复杂的难选金矿石成为主要的金矿资源。对于这类矿石的浮选，单一药剂制度很难取得理想指标，为此越来越多的选矿工作者根据现有药剂的性能，着力于混合用药和开发新药剂来解决现有难题。张大铸和贾振武等针对吴家塬含砷微细粒金矿石金回收率偏低问题，提出用25 号黑药与丁基黄药混合用药，取代原来的单一丁基黄药作捕收剂的用药制度，通过小型闭路试验，金回收率提高了26.11%。B A 钱图里亚在丁基黄原酸盐与过量丙烯氯醇的基础上，将丙烯基三硫代碳酸盐与丙氧基化硫化物组合制成的新型ПРОКС 药剂固着于毒砂表面，通过阻止黄药吸附使得毒砂矿物表面亲水，从而抑制毒砂，用黄药作捕收剂浮选黄铁矿和毒砂时，先添加ПРОКС 药剂能有效抑制毒砂，还能提高黄铁矿的可浮性。刘四清和张文林将烤胶与硫酸钠组合对毒砂进行抑制，获得了各项指标均比较理想的金精矿。黄万抚和李新冬以3∶2 比例组合使用38 号捕收剂与丁胺黑药对江西某含砷金矿进行研究，金回收率达到93.48%以上。

1.2 砷的抑制剂

在含砷金矿浮选中，往往使用抑制剂来提高矿物的亲水性或阻止矿物与捕收剂的作用，使其

可浮性受到抑制，以此实现砷与金的浮选分离，从而实现金的回收。砷的抑制剂主要有石灰组合型、氧化剂型、碳酸盐型、硫氧化合物类和有机抑制剂5 种类型。

(1)石灰组合型抑制剂。由于毒砂与硫化矿物具有不同的浮选临界pH 值，因此，在含砷金矿的浮选中，通常利用石灰作为pH 值调整剂促进矿物表面溶解或氧化，从而达到抑制砷的目的。然而，使用单一石灰法进行抑制毒砂或黄铁矿的效果不理想，为了取得理想的试验指标，常常与其他药剂混合使用，主要有石灰—铵盐法(NH4NO3 和NH4Cl)、石灰—亚硫酸钠法和石灰—硫酸铜法等。在碱性矿浆中，黄铁矿表面会氧化生成亲水物质Fe(OH)3，毒砂表面则会氧化生成亲水物质FeAsO4、Fe3(AsO4)2和Fe(OH)3，这些亲水物质覆盖在矿物表面形成亲水薄膜，使黄铁矿和毒砂受到抑制。河南某金矿为高砷难处理金矿，通过利用石灰将矿浆控制在抑制砷矿物所需的碱性条件，同时添加保护剂LA，破坏载金矿物黄铁矿表面在碱性条件下生成的氧化亲水膜，经闭路实验得到的金精矿中金品位达68.00×10-6，回收率为78.43%，含砷量仅为0.37%，成功地实现了金砷浮选分离。

(2)氧化剂型抑制剂。针对浮选过程中毒砂易氧化的特点，可以通过对矿浆进行充氧搅拌或加入氧化剂达到有效抑制毒砂可浮性的效果。Beattie在研究毒砂抑制剂时发现，采用NaOH 作pH 值调整剂，以H2O2 或NaClO 作氧化剂，可以在毒砂表面氧化生成铁的氧化物亲水薄膜，从而抑制毒砂。对天马山高砷高硫难选金矿石进行硫砷分离工艺研究发现，采用NaClO 作为氧化剂能选择性氧化抑制毒砂，硫砷分离效果十分显著，脱砷率达90%，最终硫精矿中含砷量<0.3%。袁来敏等对某含砷难选金矿进行分离研究，采用阶段选别、阶段抑制的工艺流程，选择多种抑制剂进行组合试验，最终筛选出石灰、NaHSO3 和少量氰化物的组合，能有效抑制毒砂，最终获得金精矿金品位为82.50×10-6，金回收率为87.01%，含砷0.27%，金砷分离效果非常显著。

(3)碳酸盐型抑制剂。方法原理：碳酸盐(主要是Na2CO3 和ZnCO3)对黄铁矿等硫化矿物表面的氧化物有一定的清洗作用，从而活化黄铁矿等硫化矿物，使硫化矿物与砷矿物的可浮性差异增大，提高分离效果。研究发现，Na2CO3 和ZnCO3 的配比对浮选效果没有影响;Na2CO3 和漂白粉联合使用时，可强化对毒砂的抑制，通过适当控制药剂的加

入顺序可以改善黄铁矿的浮选效果。

(4)硫氧化合物类抑制剂。硫氧化合物作为砷抑制剂已经有长期的实践，主要有Na2SO3、硫代硫酸盐、Na2S 和K2S2O8 等。其中，Na2SO3 是比较常用的无机调整剂，具有价廉且有效的特点;K2S2O8 抑制剂选择性较强，且分离浮选不受氧化时间的影响。

(5)有机抑制剂。由于成本较低且对环境没有危害，有机抑制剂的研究日益得到重视。其中，抑制效果较好的有机抑制剂主要有糊精、腐植酸钠(铵)、丹宁、聚丙烯酰胺、木质素磺酸盐及其混合物等。通过组合使用有机抑制剂与无机抑制剂来提高金浮选过程的选择性是目前有机抑制剂研究的重点方向。童雄和钱鑫进行含金黄铁矿和毒砂浮选分离研究时，使用有机与无机组合抑制剂腐植酸钠，能有效抑制毒砂，取得了良好的金砷分离效果。张剑峰和胡岳华合成的一类含氮小分子非硫化矿有机抑制剂能有效抑制黄铁矿，在黄铁矿与毒砂的纯矿物和人工混合矿的浮选中具有良好的选择性，几乎能完全抑制毒砂。杨玮等对云南某磁选尾矿进行黄铁矿与毒砂的分离，试验采用有机抑制剂MF 作为砷的抑制剂，取得了良好的试验指标。穆枭等从云南蒙自地区某高砷含黄铁矿尾矿中回收黄铁矿，使用新型有机抑制剂SN，在不影响黄铁矿回收率的前提下实现了对毒砂的有效抑制。

2 含砷金矿浮选工艺研究进展

常规浮选工艺对砷的抑制效果不理想，然而新科技和新工艺的应用有效提高了含砷难处理金矿的浮选效率。我国在浮选技术与工艺创新方面已取得的突出表现：通过电位控制含金砷硫化矿的浮选，以N2 代替空气准确控制矿浆电位，实现对砷的有效抑制;在Na2CO3 介质中充入空气能有效提高砷黄铁矿的可浮性。

3 含砷金矿浮选技术研究展望

稀有金属资源开采中，单一矿源越来越少，绝大部分矿源都是成分复杂的复合型矿源，然而，我国对稀有金属资源的需求不断增加，因此，成分复杂金矿的开采成为当前形势的必然要求。针对含砷金矿在金矿资源中所占比例巨大，其浮选技术的发展必将得到各方重视，而浮选药剂和浮选工艺又是影响浮选技术发展的重要因素，因此，药剂选择和工艺研究将成为未来浮选技术的重要课题，含砷金矿的浮选研究正在迈向一个更高的台阶。

目前，含砷金矿浮选中，金的回收率并不高，因此浮选技术有待进一步提高。浮选技术正在得到越来越广泛的应用，在这一过程中药剂的使用是关键，捕收剂和抑制剂已成为我国难处理金矿开采的研究重点，随着更为先进的药剂出现，含砷金矿中金的回收率将会得到提高。浮选工艺及联合工艺的创新发展，能够使含砷金矿的处理过程更高效，结合先进的科学技术，浮选技术的创新将会带来新的变革。

4 结语

稀有金属的开采与回收仍面临着很多问题，含砷金矿的开采是一个典型的例子。相比单一金矿，含砷金矿的处理更为复杂，在非单一金矿中实行浮选分离的方法有其必要性，砷与金的独特化学性质决定了二者的独特存在方式，浮选过程中药剂的选择是能否实现砷金分离的关键。浮选新工艺和联合工艺的使用必将使浮选技术得到更广泛的应用。