本文關(guān)鍵詞：硫化金銅礦浮選系統(tǒng)中硫和砷的遷移轉(zhuǎn)化研究

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【摘要】：以湖北某矽卡巖型硫化金銅礦為例,對(duì)浮選法矽卡巖型硫化金銅礦選礦系統(tǒng)礦石組分中硫、砷元素的賦存和遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)浮選系統(tǒng)中的原礦、精礦、尾砂和選礦廢水進(jìn)行取樣測(cè)試,展現(xiàn)了硫元素和砷元素在浮選系統(tǒng)中的遷移分布規(guī)律;結(jié)合尾砂毒性浸出試驗(yàn)和形態(tài)分析試驗(yàn)結(jié)果,評(píng)估了尾砂中砷的穩(wěn)定性;采用化學(xué)物相法、XRD、MLA(Mineral Liberation Analyser自動(dòng)礦物分析儀)多手段的聯(lián)合測(cè)試,詮釋了原礦及浮選產(chǎn)品金銅精礦、硫精礦、鐵精礦和尾砂的構(gòu)成物相及硫和砷元素的結(jié)合構(gòu)型、賦存狀態(tài)、嵌布特征。研究工作的主要成果如下:1、浮選系統(tǒng)中的硫元素和砷元素遷移分布規(guī)律:(1)原礦中硫元素在浮選系統(tǒng)內(nèi)的遷移分布比例依次為:金銅精礦硫精礦尾砂損失鐵精礦。砷元素在浮選系統(tǒng)內(nèi)的遷移分布比例依次為:尾砂硫精礦金銅精礦鐵精礦選礦廢水損失。(2)砷元素形態(tài)Dold提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各礦石中T1水溶態(tài)與T2可交換態(tài)砷含量極少,硫精礦和金銅精礦存在微量的T3羥基氧化態(tài),鐵精礦中存在微量的T4原生氧化鐵態(tài),各礦物中T5有機(jī)態(tài)及次生硫化銅態(tài)含量均極少,均含有一定量的T6原生硫化態(tài),絕大部分則以T7殘?jiān)鼞B(tài)存在。表明經(jīng)過(guò)浮選過(guò)程后,微量的砷被氧化釋放,但砷元素主要以T7殘?jiān)鼞B(tài)存在的情況沒(méi)有改變。2、尾砂中的砷具有較高的穩(wěn)定性:(1)毒性浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,尾礦中砷元素浸出值較低,暫不具備浸出毒性,根據(jù)《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18599-2001)中規(guī)定的第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物的定義,僅就砷元素而言,尾砂歸屬于第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。(2)尾砂中砷元素98%以上均以殘?jiān)鼞B(tài)形態(tài)存在,同時(shí)尾礦中砷的載體礦物為砷元素提供天然保護(hù)層,因而尾礦中砷元素其賦存狀態(tài)較為穩(wěn)定。尾礦庫(kù)廢水中,砷的檢測(cè)結(jié)果均低于原子熒光法的檢出限,佐證了砷的賦存狀態(tài)穩(wěn)定,一般條件下難以釋放到環(huán)境中。尾砂中砷的高度穩(wěn)定性提示了尾砂綜合利用的可行性。3、金銅礦中硫和砷元素的構(gòu)成物相、結(jié)合構(gòu)型、賦存狀態(tài)和嵌布特征:(1)硫元素在礦物中主要存在形式為磁性硫、硫酸鹽硫和硫化物硫,在原礦、硫精礦、金銅精礦、鐵精礦和尾礦中,硫元素均主要以硫化物存在,經(jīng)過(guò)浮選工藝之后,硫化物富集至硫精礦和金銅精礦之中,磁性硫大多富集至鐵精礦中,尾砂中全硫含量大大減少。砷元素在礦物中主要存在形式為氧化砷類、砷酸鹽類、硫砷化物類和砷的其他形態(tài)。浮選系統(tǒng)中的原礦、硫精礦、鐵精礦和尾礦中,均含有一定量的氧化砷類,硫精礦、鐵精礦和尾礦中含有一定量的砷酸鹽類,原礦、硫精礦、金銅精礦、鐵精礦和尾礦中均有一定量的砷硫化物存在,難氧化的砷其他形態(tài)含量較大,含量均在92%左右。(2)XRD圖譜分析發(fā)現(xiàn),原礦中主要為黃鐵礦、黃銅礦、菱鐵礦和斑銅礦以及脈石礦物石英、鈣鐵榴石和方解石;硫精礦中主要為黃鐵礦、菱鐵礦和石英;金銅精礦中主要為黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、菱鐵礦和石英;尾礦中脈石礦物主要為石英、方解石、綠泥石和鈣鐵榴石;而尾礦中硫化礦可檢測(cè)到的有閃鋅礦、方鉛礦和透輝石。原礦、精礦、尾礦的XRD圖譜分析結(jié)果中,未見(jiàn)含砷獨(dú)立礦石的物相。(3)MLA測(cè)試結(jié)果表明,原礦中硫和砷元素共存的獨(dú)立礦物為硫砷銅礦、砷黝銅礦和毒砂,以毒砂為主,其中硫砷銅礦主要與黃銅礦、黃鐵礦連生以及部分包裹在方解石內(nèi);砷黝銅礦包裹于石英內(nèi);毒砂主要以礦物單體存在,或是包裹微細(xì)磁黃鐵礦顆粒。經(jīng)過(guò)浮選過(guò)程后,與黃鐵礦連生的砷黝銅礦轉(zhuǎn)移至硫精礦中,與斑銅礦連生的硫砷銅礦,包裹于斑銅礦的砷黝銅礦、毒砂單體浮選至金銅精礦中。金銅精礦中主要為硫砷銅礦、砷黝銅礦和毒砂,以砷黝銅礦為主。(4)硫砷礦石中砷的釋放分析:原礦中氧化砷類物質(zhì)占總砷的2.39%,這一部分氧化砷可能為部分暴露于自然環(huán)境中的毒砂氧化產(chǎn)生的,毒砂中的部分[As S]~(2-)被氧化成As(Ⅲ)或是As(Ⅴ)。在浮選過(guò)程中,堿性富氧條件對(duì)毒砂、砷黝銅礦影響較小,硫砷銅礦被氧化釋放的可能性較大。表層尾礦優(yōu)先氧化,這個(gè)過(guò)程可能氧化的含砷礦物為毒砂或是砷的載體礦物。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD923;TD95

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