羟基钙(CaOH^(+))在铜砷分离中对毒砂抑制机理的DFT研究

黄铜矿与毒砂浮选分离中,Cu^(2+)总是不可避免地活化毒砂,使其混入铜精矿产品中,从而降低产品的质量。石灰作为毒砂的有效抑制剂,其有效成分为CaOH^(+)。本研究采用密度泛函理论(DFT),分析CaOH^(+)对毒砂的抑制机理。DFT计算结果表明,CaOH^(+)能够使Cu^(2+)离开毒砂表面,削弱其活化作用;毒砂表面的Fe^(2+)和Cu^(2+)失去的电子对与CaOH^(+)的LUMO+1轨道形成反馈π键,导致Fe、Cu的活性被CaOH^(+)降低,从而对毒砂形成强抑制作用。这表明无论毒砂是否被Cu^(2+)活化,CaOH^(+)均能吸附在其表面,达到抑制效果。

西秦岭加甘滩金矿成因研究:毒砂Re-Os定年、载金矿物原位微量元素和硫同位素限定

西秦岭加甘滩金矿是夏河-合作地区最大的金矿,但其矿床成因存在争议,其中主要问题在于该矿床成矿时代缺乏研究。通过野外工作和镜下观察,识别出两种毒砂和黄铁矿:毒砂Apy1(较为常见,在矿石中呈浸染状产出)和毒砂Apy2(数量较少,围绕黄铁矿Py1产出),黄铁矿Py1(浸染状黄铁矿)和黄铁矿Py2(黄铁矿脉)。本次工作对毒砂进行Re-Os定年,以期确定加甘滩金矿的成矿时代:通过对Apy1进行了Re-Os定年,获得毒砂的Re-Os等时线年龄243.1±8.7Ma,该年龄与夏河-合作区域岩浆作用(232~249Ma)相对应。利用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对成矿期毒砂和黄铁矿进行了微量元素和硫同位素测定。微量元素测试结果显示加甘滩金矿硫化物内的不可见金以固溶体形式赋存,Apy2的不可见金含量最高可达521×10^(-6),其他毒砂和黄铁矿不可见金含量最高为119×10^(-6)。加甘滩金矿的平均品位为2~3g/t,依据质量平衡计算,如果毒砂和黄铁矿内不可见金发生再活化,不可见金含量需要达到20~30g/t,但实际金含量远低于所需,需要额外的岩浆热液来源。Py1、Py2、Apy1和Apy2的原位硫同位素结果分别为-14.3‰~-7.70‰(平均-10.0‰)、-14.5‰~-9.60‰(平均-12.5‰)、-13.0‰~-6.40‰(平均-8.54‰),-11.2‰~-9.00‰(平均-10.1‰),反映其硫同位素发生了分馏。将加甘滩金矿成矿期硫化物的硫同位素与成岩期和典型岩浆热液型黄铁矿硫同位素进行对此,指示其成矿流体为岩浆热液来源。综上,本文研究指示加甘滩金矿属于岩浆热液成因。

黔东南石英脉型金矿毒砂Re-Os同位素定年及其地质意义

黔东南石英脉型金矿床是雪峰多金属成矿带的重要组成部分,有较好的找矿前景,但对该区成矿理论的认识,特别是在成矿物质来源、成矿时代以及成矿动力学背景的认识上仍存在很大分歧。本次研究分别对该区两个主要金矿床(平秋、金井)的载金矿物——毒砂进行了Re-Os同位素定年研究。测试结果表明,平秋金矿蚀变岩型毒砂等时线年龄为400±24Ma,MSWD=0.96,初始187Os/188Os=1.24±0.57;金井金矿石英大脉型毒砂等时线年龄为174±15Ma,MSWD=1.07,初始187Os/188Os=8.04±0.45。前者属于加里东期,并与该区存在的东西向基底剪切断裂形成时期一致;后者属印支—燕山期,与雪峰地区存在的中酸性岩体以及黔东南地区广泛存在的隐伏岩体应属同期岩浆-构造活动产物。通过硫化物的Re-Os同位素定年研究,首次报道了该区至少存在加里东期、印支—燕山期两个重要的金成矿期。初始187Os/188Os值则反映该区金矿成矿物质来源于地壳。

含金毒砂中晶格金的确定及其形成机理研究

利用电子探针(EPMA)和高分辨透射电子图像(HRTEM)分析技术,对湖南黄金洞金矿含金毒砂进行了背散射电子图像、X-射线面扫描、定量微区分析、线分析以及高分辨晶体结构观测等综合研究。结果表明,含金毒砂中没有发现纳米级乃至更小粒级的超显微包体金,毒砂晶格完整,无任何“异构体”,Au散布于整个毒砂颗粒中,以晶格金形式存在。此外,金含量在不同的生长环带中有显著变化,表明Au是在毒砂形成过程中进入其晶格的。金的加入导致毒砂晶体结构中(100)面网间距局部变宽,晶胞参数也发生了微弱变化,a轴变长。详细分析认为,Au主要是以Au^(3+)替代Fe^(3+)进入AsS^(3-)八面体空位中的,Eh值变化可能是控制毒砂中晶格金形成的主要因素。

滇黔桂“金三角”卡林型金矿含砷黄铁矿和毒砂的矿物学研究

滇黔桂"金三角"卡林型金矿不同矿床亚类的典型矿床硫化物显微镜下观察和电子探针显微分析(EP-MA)表明,含砷黄铁矿和毒砂是主要的载金矿物。载金黄铁矿主要以环带状含砷黄铁矿、细粒自形含砷黄铁矿为主。环带状黄铁矿核部贫As、Au,富S、Fe,而环带则相反,且Au与As具有正相关关系。核部贫As的黄铁矿成因复杂,既有成矿早阶段的热液成因,又有受热液蚀变交代的沉积成因。核部和环带是不同成矿阶段的产物。元素的相关关系表明环带中As主要取代S的位置。多环带的特点还表明,热液活动是脉动式的,含矿流体化学成分也是在不断变化的。不论是核部还是环带,均有Au含量高出检出限的测点,但环带是主要的载金部位。细粒含砷黄铁矿为均质结构,具有高As、Au,低S、Fe的特点,类似环带状黄铁矿的环带特征,推测与富砷环带是同期热液活动形成的。毒砂-黄铁矿集合体中的黄铁矿分为环带结构和均质结构2种,并分别具有上述2种黄铁矿的特点。载金毒砂可以细分为3个世代,具均质结构,热液成因。各世代毒砂Au含量均有高出检出限的测点,同时Au、As、S、Fe的含量变化不大,均为主成矿阶段的产物。载金矿物的结晶顺序为:贫砷的沉积成因或早阶段热液成因黄铁矿→富砷的细粒黄铁矿颗粒和富砷黄铁矿环带→毒砂。黄铁矿和毒砂中的Au在EPMA微束的分辨率下均显示分布是不均匀的,环带状黄铁矿中Au元素图出现的均匀结构可能为一种假象,说明金主要以"不可见"的纳米级超显微包裹金形式存在,少量为"不可见"晶格金和微米级显微"可见金"。整个滇黔桂"金三角"卡林型金矿不同亚类矿床之间的载金矿物特征和金的赋存状态没有本质区别,说明它们具有相同的成矿作用过程和成矿背景。

金矿床中金与黄铁矿和毒砂的关系

卡林型金矿中的金,以肉眼,甚至在显微镜下都看不到,因而称之为"不可见金"。经过金的物相分析,发现Au与毒砂、黄铁矿有关。进一步的问题是:Au在毒砂、黄铁矿中呈何状态分布,是呈微细的独立矿物?还是类质同象?是以化学键进入毒砂、黄铁矿的晶格?还是吸附在其表面?进一步的研究表明,世界上其他类型金矿,如浊积岩型金矿、造山带内太古代绿岩带金矿、变质金矿、与火成岩有关的金矿,甚至含金的块状硫化物矿床,其中的金除了以自然金(可见金)产出外,在黄铁矿、毒砂、辉锑矿、雄黄等硫化物中还含有不可见金。从不可见金到可见金,需经过热液蚀变作用,在高As条件下,温度和硫逸度的升高,可溶出不可见金,在温度下降和还原条件下,Au以可见金形式存在于蚀变环带中。这种从不可见金到可见金的转换过程,反映了Au、As、S以及Fe等元素的地球化学特征。金矿中的黄铁矿和毒砂具有相似的结构,包括在其原始生长的晶体中含有不可见金,并且在稍后的成矿阶段内形成赋存有可见金的蚀变环带。蚀变环带以As含量高为特征,并且,后期的可见金是沿裂隙或毒砂与黄铁矿的粒间分布。可见金是热液活化了矿物内的不可见金而形成的。

贵州苗龙金矿床毒砂中金的赋存状态研究

苗龙矿区赋矿地层为寒武系上统三都组灰岩和泥灰岩,矿体严格受断裂构造控制,矿体主要赋存于东西向Fm1、Fm14断裂中。矿床成矿作用可划分为3个期次,即沉积成岩期、热液成矿期和表生氧化期。毒砂为热液成矿期主阶段重要产物之一,主要呈菱形体、针状、柱状及放射柱状集合体产出。通过对毒砂进行电子探针分析及面扫描分析,结果表明毒砂中主成分稳定,w（Fe）为32.47%-35.71%,平均34.05%;w（S）为21.01%-26.38%,平均为23.13%;w（As）为38.50%-44.73%,平均为41.86%。其成分（FeAs0.80S1.17-FeAs1.02S1.21）明显偏离理论毒砂的成分（FeAs1.12S1-x≤0.13）,具有富硫亏砷等低温热液特征。毒砂含金性较好,w（Au）为0.05%-0.14%,平均为0.06%。面扫描图像中,Au元素分布均匀,说明Au主要以晶格金（固溶体金）形式存在于毒砂中。

青海省曲麻莱县大场金矿床成矿流体演化:来自流体包裹体研究和毒砂地温计的证据

通过详尽的野外调研和室内研究,本文简要总结了大场金矿床的矿床地质特征。结合流体包裹体显微测温和毒砂地温计,认为大场金矿成矿阶段由早到晚可划分为贫矿化石英阶段、石英硫化物阶段、石英辉锑矿阶段、含明金石英阶段和石英方解石阶段共五个阶段,其中前四个阶段分别形成贫矿化石英脉(成矿温度350℃左右,均一温度为280~360℃)、金-石英-硫化物碎裂岩型矿石(成矿温度301℃左右,均一温度为220~280℃)、金-石英-辉锑矿型矿石(均一温度为160~220℃)和明金-石英脉型矿石(均一温度为160~220℃),最晚的石英方解石阶段则使先前形成的四类岩/矿石发生轻微硅化和方解石化蚀变(均一温度小于160℃)。结合流体包裹体激光拉曼光谱分析,认为大场金矿成矿流体经历了早阶段静岩压力系统(成矿压力为215MPa,成矿深度8.1km)下的低盐度H2O-CO2-NaCl体系,中阶段静岩向静水压力过度系统(成矿压力为49~108MPa,成矿深度5.5~8.6km)下的低盐度H2O-NaCl体系,以及晚阶段静水压力系统(估计成矿压力小于40MPa)下的低盐度H2O-NaCl体系。最后认为,大场金矿床的成因类型属于中浅成造山型金矿床。

毒砂型高砷金精矿的细菌氧化

通过毒砂型高砷金精矿和单矿物纯毒砂的氧化对比摇瓶试验,发现由于金精矿中黄铁矿的存在促进了矿物的脱砷效率,脱砷速度明显高于纯毒砂。经过10d和15d的细菌氧化脱砷,金精矿和毒砂的最终脱砷率分别达到93.90%和64.45%。对毒砂氧化渣的显微镜观察以及XRD衍射分析发现,毒砂颗粒外壁被氧化过程中产生的黄氨铁矾沉淀所覆盖,隔绝了它与外界环境的接触,最终导致了毒砂氧化速度缓慢,脱砷效果不够彻底。

湖南黄金洞金矿床毒砂中金的赋存状态的研究

本文对湖南黄金洞金矿主要载金矿物毒砂进行了金含量、X射线衍射、电子探针、扫描和透射电镜、电子顺磁共振波谱及穆斯堡尔谱等系统分析研究.结果表明,含金毒砂在成分上及结构上都明显地偏离理想毒砂;金含量高而稳定;毒砂中的铁为F_e^(3+);金主要呈晶格金存在,以类质同象形式置换毒砂中的砷.

甘肃阳山金矿床含砷黄铁矿及毒砂的XPS研究

阳山金矿是西秦岭地区新发现的超大型金矿。载金矿物中元素的赋存状态是认识成矿机理、评价矿床采选冶过程对环境影响的重要依据。作者运用XPS技术测定了载金矿物含砷黄铁矿和毒砂新鲜断裂面的As3d、Fe2p及S2p的存在形式和相对原子百分含量。结果表明,在含砷黄铁矿表面,超过50%的As以As^(-1)形式存在,约18%～20%的As以As^(3+)形式存在,约30%的As以As^(5+)形式存在。在毒砂表面,超过60%的As以As^(1-)形式存在,约30%的As^(3+)形式存在,其余10%的As主要以As^(5+)形式存在。分析证明As、Fe、S等元素在含砷黄铁矿和毒砂中主要以As^(1-)、Fe^(2+)、S^(1-)形式存在外,As元素可能还以As^(3+)形式存在于含砷黄铁矿及毒砂结构中。

用新型有机抑制剂选择性浮选分离铁闪锌矿与毒砂

通过浮选试验研究铁闪锌矿和毒砂在丁黄药作用下的浮选行为,以及Cu2+和有机抑制剂PALA对它们可浮性的影响。研究结果表明:用丁黄药作捕收剂,铁闪锌矿和毒砂在酸性条件下有良好的可浮性,在碱性条件下可浮性显著降低;经过Cu2+活化作用后,铁闪锌矿被强烈活化从而具有良好的可浮性,同时毒砂也受到不同程度的活化,铁闪锌矿与毒砂的可浮性差异仍然较小,达不到浮选分离的目的;有机抑制剂PALA对经过Cu2+活化后的2种单矿物表现出选择性的抑制作用,能有效地抑制毒砂的浮选而不影响铁闪锌矿的可浮性,可实现2种矿物的选择性分离;红外光谱分析表明PALA分子中有—COO-和O C—NH2等多种官能团,PALA与丁黄药存在竞争吸附;由于PALA携带众多的亲水基团,使得毒砂表面亲水,进而抑制毒砂的浮选;PALA在铁闪锌矿表面的吸附很弱,经过Cu2+活化后铁闪锌矿表面明显吸附捕收剂而不吸附PALA,因此,铁闪锌矿具有较好的可浮性。

氧化亚铁硫杆菌(SH-T)氧化毒砂的机理

采用优良的氧化亚铁硫杆菌SH T菌株对含金毒砂抛光片和纯毒砂粉末进行氧化试验 ,并作了定时定域的显微观察分析 ,研究了每一阶段毒砂表面的性质和毒砂氧化膜的形成过程。毒砂在细菌氧化后覆盖了黄色氧化膜 ,抑制了细菌的快速氧化。用X射线粉晶衍射法对细菌氧化产物进行物相分析 ,结果表明氧化物的主要成分为黄钾铁矾 ,其次为砷华。细菌氧化膜的X射线光电子谱分析表明毒砂晶体中As表现出 [AsS]2 -→As(Ⅲ )→As(Ⅴ )的价态变化过程 ,揭示了细菌氧化过程中毒砂形貌变化规律和晶体的内在联系。

江南造山带西南缘石英脉型金矿中毒砂Re-Os同位素定年研究

江南造山带西南缘的贵州东南部地区石英脉型金矿产于低绿片岩相的板溪群浅变质岩中,具有典型的造山型金矿特征。与江南造山带其他造山型金矿一样,其成矿时代具有较大的争议,金矿的形成与造山运动的关系还不清楚,制约了对本区金矿成矿作用的深入研究。本文采集了平秋和八克两个石英脉型金矿中与金成矿作用密切相关的含金石英脉中毒砂样品进行高精度的Re-Os同位素分析,分别得到235±3.4 Ma和410±52 Ma两个Re-Os同位素等时线年龄,八克金矿毒砂样品的年龄误差较大的原因是毒砂中Re含量较低所致,但其中低含量高射性样品计算得到的Re-Os同位素模式年龄仍然与其等时线年龄一致。两个矿床的毒砂Re-Os同位素年龄揭示了江南造山带石英脉型金矿与加里东期和印支期两次陆内造山运动有关,是华南显生宙陆内造山运动的产物。

广西金牙金矿毒砂 Re-O s同位素测年和硫同位素示踪

金牙金矿的载金矿物主要为毒砂,次为含砷黄铁矿。毒砂矿物结构均一,为主成矿阶段热液成因,相较于成因复杂的环带状含砷黄铁矿更适合于同位素测年和示踪。通过对该矿床毒砂的单矿物Re-Os同位素测年和S同位素分析,获得Re-Os等时线年龄为(206±22)Ma,反映金矿形成于晚三叠世末期,大致相当于印支期挤压造山向燕山期拉伸的构造转换期。毒砂δ34S值为-9‰^-3.9‰,平均值为-5.3‰,具有沉积硫的特征,推断硫来自地层,成矿流体为盆地建造水。由此认为金牙金矿是一个与盆地流体和沉积物有关的后生热液矿床。

酸碱度和铁离子对毒砂生物氧化作用的影响研究

毒砂的氧化作用会产生富含As的酸性矿山废水(AMD)引起了广泛关注,但p H和Fe2+离子对毒砂生物氧化作用的影响还不清楚。利用从大宝山AMD培养得到的氧化亚铁硫杆菌(A.f.)和毒砂进行初始p H2.00、p H3.00和p H3.50为期30 d的不含Fe培养基有菌氧化、含Fe培养基无菌氧化和含Fe培养基有菌氧化实验,通过测定实验过程溶液的总As离子、Fe2+含量和p H值,获得如下结论:1不含Fe培养基有菌氧化过程,初始p H越低,实验结果溶液As离子质量浓度越高,初始p H2.00比初始p H3.50的溶液中As离子质量浓度要高大约15倍,即低p H可促进毒砂的微生物氧化作用。2含Fe培养基会使毒砂生物氧化过程p H保持在4.0以下进行,促进毒砂氧化,提高释放的As离子质量浓度。在AMD中加入一定的碱性物质来提到p H值,可降低Fe2+质量浓度,抑制毒砂的生物氧化作用,降低As离子的含量。

黔东八克金矿毒砂标型特征研究

黔东八克金矿床以金高度富集矿体和围岩中广泛出现毒砂而与该区其他金矿有明显区别。以成因矿物学和找矿矿物学的理论和方法为指导,在前人对该矿床的地质背景、成矿条件、矿床地球化学等方面进行分析的基础上,利用现代测试技术和手段对该矿区中产出的毒砂进行了标型特征研究,从另一个角度取得了矿床成因方面的重要信息。研究表明,矿体含金毒砂粒度小,结晶程度差,晶胞参数接近理论值,热电性为N导型且热电系数均值为-195.6μV/℃,明显低于毒砂热电系数均值在近矿围岩中的-185.1μV/℃和在远矿围岩中的-174.6μV/℃。化学成分中S/As大于1,Fe/(As+S)小于0.5。电子探针形貌观察发现其颗粒较为破碎,裂隙发育,并有伴生矿物方铅矿填充。稀土元素和微量元素研究结果表明,矿体内毒砂REE含量明显低于围岩中毒砂的REE含量,铕呈现强烈的负异常。成矿流体中富集亲硫元素和LREE,亏损HFSE,为具有弱还原性的富C l型体系。通过对Y/Ho、Zr/H f、Nb/Ta和Co/N i比值的研究,推断八克金矿是一种岩浆热液型的中温矿床。

湖南黄金洞金矿毒砂中Au赋存状态的电子探针研究

本文利用ＪＸＡ８８００Ｍ超大型电子探针，以湖南黄金洞金矿含金毒砂为研究对象。利用金特征Ｘ射线扫描方法和微区金含量，对不可见金赋存状态的研究方法和测试条件进行了探索。先观察背散射电子图像，排除金在含金矿物毒砂中呈显微颗粒存在的可能性，继而用ＬｉＦ晶体测定金Ｌ＝８８．７６Ｌａｌ峰位，然后逐渐放大倍数（×３００、×１０００、×５０００、×３００００、×２０００００）进行金特征Ｘ射线连续测量，结果发现金元素总是均匀分布在毒砂中，从而证实了金呈品格金形式存在的推测。

联合使用碱和氧化剂分离毒砂与黄铁矿

本文提出了碱和氧化剂联合使用的方法分离毒砂与黄铁矿,并对其作用机理进行了研究。结果表明,氧化剂氧化后的硫化矿物,表面特性及可浮性发生了很大的变化,在碳酸钠作用下,可以实现毒砂和黄铁矿的分离。这主要是由于氧化剂选择性氧化抑制毒砂的同时,碱选择性地阻碍捕收剂在毒砂表面的吸附,并清洗黄铁矿表面因氧化而生成的不利于浮选的氧化产物。在该条件下,矿物表面的氧化产物和无碱时相同。

地表条件下毒砂氧化作用与水溶液pH的关系

用混合流反应器研究了毒砂在溶解氧（DO）浓度为8mg/L和温度为35℃条件下的氧化作用与水溶液pH的关系。结果显示，毒砂氧化释放的溶解As浓度随溶液pH升高呈V字形变化，在pH7～8之间最低。D0氧化毒砂释放的As主要有As（Ⅲ）和As（∨），以As（Ⅲ）为主，As（Ⅲ）／As（V）的比例与溶液pH变化没有关系。