含金的砷黄铁矿的浮选

    处理金砷矿石时，金的回收率往往取决于砷黄铁矿的浮游能力。本试验的主要目的在于，确定砷黄铁矿矿石的准备和浮选时的最佳条件。
    曾对下列组成的含金的砷矿石作了研究：

    FeAsS   2.2%；    FeS₂          0.6%；

    SiQ      71%；   （CaO+MgO）    8.2%。

    根据砷黄铁矿在磨矿、搅拌和浮选过程中的不同行为，分别作了试验。
    为了查明磨矿过程中砷黄铁矿的氧化程度，将2公斤矿石磨碎至82%-0.074毫米，用密闭的钢制和陶瓷制的磨矿机，分别在水介质中，苏打溶液与石灰溶液中磨矿。
    结果证明，用陶制磨矿机在弱碱性（pH<9.0）石灰和苏打溶液中磨矿时，氧耗量不超过其原始浓度（9.2毫克/升）的50%此时，溶液中砷含量为1~2毫克/升。在较强碱性（pH>9.6）的溶液中，氧耗量提高到85~90%，而砷的浓度则增到10~14毫克/升（见表1）。

    从钢制的磨矿机来看，在欲研究的全部溶液中，氧需要量约为80%。但是，在苏打溶液中砷的含量为8毫克/升。此时在石灰介质中砷的浓度-般都较小（约为0.8毫克/升）。
    在浮选机内，由石灰或苏打造成的不同碱度的溶液使细度为82%-0.074毫米的矿石氧化。此时的液固比=1.5：1，温度为25℃。将空气以每分钟25升的速度送入1升的矿浆内。这样二氧化碳便被碱预先净化。用比色计测出溶液中的砷含量。
    图1和图2所示的结果表明，当矿石在中性和弱碱性溶液性较高（pH>9.5）时，溶液中砷的浓度便明显提高，在苏打介质中可达到18毫克/升，而石灰介质中则为26毫克/升。

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    在研究砷黄铁矿的浮游能力（用戊基黄药150克/吨，松油50克/吨）时，用容积为8升的试验室浮选机进行了试验。图3为试验的结果。当用铜制磨矿机在石灰介质中磨矿时，砷黄铁矿的浮选速度最慢。只有当对矿浆充气40分钟后，才能得到较好的浮选效果。

    若用陶瓷磨矿机磨矿时，只需要经过20分钟充气，砷黄铁矿的浮选就可取得同样的效果。
    如果在苏打介质中磨矿，那么浮选速度最快。
    这些试验结果还证明，砷黄铁矿在准备作业中不能充分被氧化也是它在生产条件下浮游能力低的-个原因。所以苏打溶液是在浮选之前准备原矿的最好介质（即使用钢制磨矿机在这种溶液中磨矿，氧的浓度也相当大）。
    为了证明这一论断，又进行了专门的试验。  
    钢制磨矿机中装有固定成分的溶液。钢球与溶液的重量比为6：1.5。磨矿机转动40分钟后，测出其中的氧含量。
表2中的试验结果证明，溶解在水中的大部分氧都消耗在磨矿机中金属铁的氧化上。在碱性石灰溶液中以及在苛性钠溶液中，氧的耗量为其原始浓度的80~98%。

    在苏打溶液中，金属铁被氧化所消耗的氧量不超过22~25%。
    因此，在浮选矿浆的准备过程中，苏打能够起有利作用的原因之-，就在于作为金属铁抑制剂的碳酸钠能保证磨矿回路中有较高浓度的已溶氧。这样在进行浮选之前就能促使硫化矿物，其中包括砷黄铁矿更好地氧化。但是，不论是在磨矿过程中（见表1），还是在浮选机中（见图1和2）砷氧化时，苏打介质中的砷浓度总是比在其它溶液中的砷浓度高（当pH值相同的条件下）。这-事实表明，碳酸根离子对被氧化的砷黄铁矿表面结构也能产生重大的作用。
    本文的-位作者认为，在浮选的条件下，硫化矿物被氧化的同时，会在其表面生成相应的硫代硫酸盐络合阳离子（Me₂S₂O₃⁺⁺）。它的两个正电荷被氢氧根阴离子中和。换言之，在被氧化的硫化矿物的表面上发生了下列反应：

                             2MeS+2O₂+H₂O ←→Me₂S₂O₃（OH₂）                        （1）

    在有捕收剂（A′）的条件下，在矿物表面发生了互换作用，结果生成相应的化合物，而硫化矿物具有疏水性。

                          Me₂S₂O₃（OH）₂+2A′←→Me₂S₂O₃A₂+2OH′                    （2）

    但是，当砷黄铁矿氧化时，表面上生成的络合物不被氢氧根阴离子中和，而是被三价砷的阴离子中和。

                             2FeAsS+3.5O₂ ←→ Fe₂S₂O₃（AsO₂）₂                     （3）

    只有在继续提高溶液碱度时，砷的阴离子才被氢氧根离子代替（见图1）。

                       Fe₂S₂O₃（AsO₂）₂+2OH′←→Fe₂S₂O₃（OH）₂+2AsO₂                （4）

    这就意味着在浮选砷黄铁矿时，不仅氢氧根阴离子，而且三价砷阴离子都能作为捕收剂。

                           FeS₂O₃（AsO₂）₂+2A′←→Fe₂S₂O₃As+2AsO₂′                 （5）

    试验结果证明，用丁基黄药处理预先氧化的砷黄铁矿时，在溶液中可以析出砷。
    在苏打介质中，用丁基黄药与矿石一起搅拌时，砷的含量（毫克/升）增长如下：
      搅拌            pH：7.5        pH：10.5
                   （中性介质）    （苏打介质）
    不加黄药         1.2                30
    加黄药后         1.2                40
    因此，只有使用较强的捕收剂（这种捕收剂能具有氢氧根离子和砷离子两个方面的特性），或者是添加能够从被氧化的砷黄铁矿表面上除掉砷的药剂时，才能对砷黄铁矿进行有效的浮选。
    苏打溶液具有很大的实际童义。如果溶液中存在碳酸盐离子，那么就能在pH值较低的情况下从砷黄铁矿表面上除去砷（见表1）。
    由于在密闭的磨矿机中砷黄铁矿的氧化是取决于已溶氧的多少，所以在苏打溶液中出现砷浓度较高的现象只能是交换反应的结果。

                            Fe₂S₂O₃（AsO₂）₂+CO₃″←→Fe₂S₂CO₃+2AsO₂′               （6）

    在较宽的pH范围内，会发生砷黄铁矿与捕收剂的阴离子的相互作用。

                                 Fe₂S₂O₃CO₃+2A′←→ Fe₂S₂O₃A₂+CO₃″                 （7）

    所以在这些条件下（如试验所表明的那样），砷黄铁矿的浮游能力便会得到明显的改善（见图3）。
    苏打具有这种良好作用的另一个原因在于，碳酸极阴离子既能从已氧化的砷黄铁矿表面除去砷，又能使砷黄铁矿表面与捕收剂的阴离子继续起反应。
    目前，这种制备浮选矿浆的工艺制度已经被-座用浮选工艺流程处理金砷矿石的选矿厂采用，其结果是砷黄铁矿的回收率提高了13.2%，金回收率提高了5.5%。
    结    论
    1.苏打对砷黄铁矿浮选具有良好的作用，其原因在于碳酸钠是金属铁氧化的阻化剂，它能使已溶氧在磨矿回路中保持较高的浓度。这是在硫化矿物浮选之前使硫化矿物氧化所必需的。
    碳酸根阴离子既可以从已氧化的砷黄铁矿表面上除掉砷，又能使其表面与捕收剂的阴离子继续相互作用。
    2.上述在磨矿回路中用苏打溶液的药剂条件已在工业条件下得到应用，从而使该选金厂的工艺指标明显改进。