The Mineralogy Characteristics of Overflow Product from Hydrocyclone in the Jiaojia Gold Mine
-
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。Abstract: The capacity of ore treatment reached 12,000 t/d and gold recovery achieved 92% in the Jiaojia Gold Mine. Broken product has been washed with double spiral classifier, and the ore slime yield was 7%. The ore slime had also been flotation selected alone, which realized preliminary separation between slime and coarse sand. To further improve the gold recovery rate, the practice procedure was modified to subdivide the hydrocyclone in a grinding-flotation system, and the secondary and main slime was pumped into the current slime flotation system. In order to study the nature of overflow products, the experimental instruments were used in the test with Glance Polarizing Microscope, Stereoscopic Microscope, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Infrared Spectrum (IR) and Differential Thermal Analysis (DAT). Research results showed that the mineral species were composed of 4% metal sulfides and 96% gangue minerals. The metal sulfides consisted of about 70.17% pyrite and 16.27% chalcopyrite, whereas the gangue minerals were mainly quartz (about 47.12%) and feldspar (15.90%). The 65% gold was mainly hosted in pyrite and 20% in quartz. The particle size was finer, the content of single particles was higher and the conjuncture particles were less. The grain was finer, the pyrite content was higher and the distribution rate of Au and Ag was higher. The pyrite content reached 73.58% and Au & Ag accounted for 47.99% and 56.60% in -0.037 mm graded particles. The positive correlation was between gold allocation and pyrite content. Gold was not found in coarse grain, microscopic gold accounted for about 30% in medium grain and about 40% of gold in the fine fraction grain. Gold particle size was 2 to 10 microns in the range. Gold shapes were triangle, angular, small granular, irregular shape, etc. Based on infrared spectrum and differential thermal curve, it was found that the finer grain particle had a more complicated composition. Research conclusion provided the regulation for slime flotation from grinding-classification, which has an important practical significance for reagent regulation of slime flotation and determining flotation process.
-
盐酸阿考替胺是由日本Zeria公司研制的一种新型Ml、M2受体拮抗剂,临床上用于提高胃的蠕动,以治疗功能性消化不良[1],2013年2月在日本批准上市。与一般促胃肠动力药(伊托必利、莫沙比利)不同,盐酸阿考替胺能够通过促进肠内胆碱神经末梢乙酰胆碱的释放来提高胃肠蠕动[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8],为第一个胃肠蠕动改善药物。盐酸阿考替胺三水合物的化学名为N-{2-[1-甲基乙基]乙基}-2-[(2-羟基-4, 5-二甲氧基苯甲酰基)氨基]噻唑-4-甲酰胺盐酸盐三水合物(结构图见图 1)。目前,促胃动力药占消化道用药的市场份额呈现出快速增长的趋势,因此,盐酸阿考替胺三水合物有着巨大的市场前景。本世纪初,国外已有盐酸阿考替胺水合物合成方法的报道[9]。近年来,国内外相继出现多篇关于盐酸阿考替胺以及盐酸阿考替胺三水合物合成方法的专利[10, 11, 12, 13, 14, 15]。对于一个产品,分析测试不仅可以对产品的质量进行检验,还对产品研发和生产起着重要的指导作用[16],然而对盐酸阿考替胺三水合物分析方法的公开报道甚少,目前只有Furuta等[17]报道了固相萃取提取狗血中盐酸阿考替胺三水合物,采用高效液相色谱(HPLC)以甲醇-磷酸二氢钾-辛烷磺酸钠为流动相进行测定的方法。该方法使用的离子对试剂辛烷磺酸钠,在流动相中使用时,系统前平衡和后冲洗均需较长时间,因而整个分析过程比较耗时。此外,离子对试剂对pH值比较敏感,配制流动相时要求精确度较高,直接影响了实验的重复性和重现性。
HPLC因其快速、准确、测试条件温和等优点,在有机化合物分离、分析中发挥着重要作用。本文拟建立一种更为简单的HPLC方法,通过改变流动相组成(包括流动相种类、有机相比例、缓冲盐浓度)和检测波长来优化色谱条件,实现对盐酸阿考替胺三水合物快速、准确的测定,为盐酸阿考替胺三水合物的合成和提纯工艺质量控制提供可靠的依据。
1. 实验部分
1.1 仪器与主要试剂
Agilent 1200高效液相色谱仪(美国Agilent公司),配有四元泵(包含真空脱气机),自动进样器,智能型柱温箱,二极管阵列检测器(DAD)。
甲醇、乙腈均为HPLC级,购自Honeywell公司(Honeywell Burdick & Jackson, Muskegon, MI, USA);乙酸铵为分析纯(购自南京化学试剂有限公司,南京);冰乙酸为分析纯(购自国药集团化学试剂有限公司,上海),氨水为分析纯(购自南京化学试剂有限公司,南京);纯净水(购自杭州娃哈哈集团有限公司,杭州)。
盐酸阿考替胺三水合物对照品(≥99.5%)和粗品均购自南京复兴生物有限公司。
1.2 色谱条件
色谱柱:Ultimate XB-C18柱(4.6 mm × 150 mm, 5 μm)购自月旭材料科技(上海)有限公司;柱温30℃;流动相:甲醇-20 mmol/L乙酸铵水溶液= 45:55(V/V);流速1.0 mL/min;进样量10 μL;检测波长280 nm。
1.3 对照溶液及样品溶液的配制
精确称取盐酸阿考替胺三水合物对照品25 mg于25 mL容量瓶中,以流动相溶解,并定容,配制成1 mg/mL的储备溶液,分别用流动相稀释成0.5、0.4、0.2、0.1、0.05、0.02、0.01、0.005、0.002、0.001、0.0006、0.0005和0.0001 mg/mL的系列标准溶液,待用。
精确称取盐酸阿考替胺三水合物粗品10 mg于25 mL容量瓶中,以流动相溶解并定容。
2. 结果与讨论
2.1 流动相种类的选择
分别用甲醇-水、乙腈-水、甲醇-乙酸铵水溶液、乙腈-乙酸铵水溶液作为流动相。以甲醇-水和乙腈-水分别作为流动相时,盐酸阿考替胺三水合物峰形展宽严重,而以甲醇-乙酸铵水溶液和乙腈-乙酸铵水溶液作为流动相时,样品的保留时间合适且峰形较好,这是由于盐酸阿考替胺三水合物为两性化合物,必须在一定的pH缓冲环境下才能得到好的峰形。考虑甲醇的毒性较乙腈低,且价格较便宜,故选择甲醇-乙酸铵水溶液作为流动相。
2.2 有机调节剂比例的选择
固定其他色谱条件不变,通过改变流动相中甲醇的比例优化盐酸阿考替胺三水合物的分离(见图 2)。从图 2中可以看出,55%甲醇时,杂质1、2重叠在一起并与主峰部分重叠;50%甲醇时,杂质1、2分离虽有改善,杂质2与主峰依然没有完全分离。随着甲醇比例的降低,主峰与杂质峰均得到良好分离,但当甲醇比例下降至40%时,杂质4在50 min时还没有完全出峰;而当甲醇比例降至35%时,50 min内杂质3和4都未出峰。考虑到主峰与杂质峰的分离情况以及合适的分析时间,甲醇比例选择45%为最佳有机调节剂比例。该条件下,盐酸阿考替胺三水合物出峰时间为8 min,总分析时间为23 min,优于文献[17]中报道方法。
2.3 缓冲溶液pH的选择
保持乙酸铵浓度为20 mmol/L不变,用冰乙酸或氨水分别调节其pH值在5.5~7.5之间。考察流动相pH对保留及峰形的影响。结果表明,pH改变对保留时间影响不大,只会影响盐酸阿考替胺三水合物的峰形。当pH在6.5~7.0之间时主峰峰形对称性均良好,本实验选择缓冲溶液的pH为6.8。
2.4 缓冲盐浓度的选择
保持其他条件不变,分别配制10、15、20、30、40、50 mmol/L的乙酸铵缓冲溶液(pH 6.8) 进行样品测定,分析结果显示,当缓冲盐浓度小于20 mmol/L时,盐酸阿考替胺三水合物保留不稳定,当缓冲盐浓度在20~50 mmol/L之间时,峰形良好,保留稳定且差异不大,考虑高浓度缓冲盐对色谱柱可能的损伤,故选择缓冲盐浓度为20 mmol/L。
2.5 检测波长的选择
用二极管阵列检测器在210~400 nm波长下进行扫描,盐酸阿考替胺三水合物的紫外特征吸收波长为220 nm、280 nm和355 nm(图 3),其中,220 nm为末端吸收,甲醇和乙酸铵在此波长下会有较强的背景吸收,而280 nm比355 nm吸收要强,因此选择280 nm为检测波长。
2.6 标准曲线与方法检出限
以峰面积(A, mμV·s)对标准溶液的质量浓度(ρ, mg/mL)进行线性回归,在0.0006~1.0 mg/mL浓度范围内,盐酸阿考替胺三水合物线性良好,线性回归方程为Y=34.57+17083.72X,相关系数r2=0.9998。其中对浓度为0.002 mg/mL的标准溶液重复进样5次,盐酸阿考替胺三水合物峰面积相对标准偏差(RSD)为0.14%。在3倍信噪比(S/N=3) 时,测得方法的最低检出限(LOD)为0.0002 mg/mL,10倍信噪比(S/N=10) 时,测得方法的定量限(LOQ)为0.0006 mg/mL。
3. 样品分析
精确称取盐酸阿考替胺三水合物粗品10 mg于25 mL容量瓶中,以流动相溶解并定容,连续配制五份,每份样品重复进样两次并用外标法进行日内含量测定。以同样方法每天配制一份盐酸阿考替胺三水合物粗品溶液,连续配制5天,进行日间含量测定,测定结果见表 1。日间、日内含量在91.31%~92.68%之间,RSD均小于1%,表明方法具有良好的精密度,适用于盐酸阿考替胺三水合物工业品分析。
表 1 盐酸阿考替胺三水合物样品测定Table 1. Determination of acotiamide hydrochloride trihydrate in crude samples平行样品 日内测定含量(%) 日间测定含量(%) 1 92.04 92.19 2 91.31 92.47 3 92.17 92.21 4 92.07 91.46 5 92.47 92.68 平均值 92.01 92.20 RSD(%) 0.46 0.50 4. 结语
针对盐酸阿考替胺三水合物的结构,采用HPLC法对其进行分析测定,主要难点是选择合适的缓冲盐和合适的pH值,提高分析的重复性和可操作性。本研究建立的HPLC方法采用C18(4.6 mm×150 mm,5 μm)色谱柱为主流通用柱,以甲醇-乙酸铵水溶液(20 mmol/L,pH 6.8) 作流动相有利于色谱系统的快速平衡。方法稳定、准确度高,易于操作,为盐酸阿考替胺三水合物药物的快速分析提供了基础,可用于盐酸阿考替胺三水合物工业品的检测,并用于原料药的质量控制。
-
表 1 金属硫化物矿物组成
Table 1 The 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 2 The 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 表 3 各粒级及其产率
Table 3 The various particle sizes and their yield
粒级(mm) 产率(%) 粒级(mm) 产率(%) +0.104 3.253 0.043~0.037 8.148 0.104~0.074 17.718 -0.037 37.625 0.074~0.043 33.256 表 4 各粒级颗粒中单体和连生体情况
Table 4 The 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 87.48 71 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 12.52 29 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 92.09 82 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 7.91 18 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 95.02 88 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 4.98 12 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 98.20 92 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 1.80 8 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 表 5 各粒级金银分布
Table 5 The 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(%) 17.718 33.256 8.148 37.625 96.747 Au品位(μg/g) 1.44 2.21 2.56 2.94 2.382 Ag品位(μg/g) 3.22 4.12 5.18 8.19 5.627 Au分布率(%) 11.07 31.89 9.05 47.99 100 Ag分布率(%) 10.48 25.17 7.75 56.60 100 表 6 Au的分布与黄铁矿含量关系
Table 6 The distribution relationship betweent Au and pyrite
项目 各粒级金分布与黄铁矿含量 0.104~0.074mm 0.074~0.043mm 0.043~0.037mm -0.037mm 粒级含量比例(%) 17.72 33.256 8.148 37.625 黄铁矿含量(%) 66.02 68.52 70.21 73.58 Au品位(μg/g) 1.44 2.21 2.56 2.94 Au分布率(%) 11.07 31.89 9.05 47.99 表 7 各粒级中金颗粒特性
Table 7 Particle 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) 53 103 156 特征 金黄色光泽 金黄色光泽 金黄色光泽 粒径(μm) 10 5~7 2~6 形状 棱角状 棱角状 小粒状 连生金 颗粒数(颗) 105 52 51 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) 158 155 207 -
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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DBDX201306026.htm 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. doi: 10.1016/S1003-6326(11)60975-8
Chen Y J, Irajno F P, Lai Yong.Metallogenic time and tectonic setting of the Jiaodong gold province, eastern China [J].Acta Petrologica Sinica,2004,20(4):907-922.
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 areas—Implication from the highly precise and accurate ages of metal deposits [J].Science in China Series D: Earth Sciences,2003,46(5):838-851.
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.
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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKJ201006023.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYGC201101010.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201305012.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SHJS201607150.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJSU201211001.htm 颜文昌,袁鹏,谭道永,吴大清,刘冬.富镁与贫镁坡缕石的红外光谱[J].硅酸盐学报,2013,57(1):89-95. doi: 10.7521/j.issn.0454-5648.2013.01.18 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXYB201109027.htm Wilson M, Frisse J.Clay Mineralogy: Spectroscopic and Chemical Determinative Methods [M].London: Chapman & Hall Oxford,1994.
杨南如.C—S—H凝胶及其研究方法[J].硅酸盐通报,2003,24(2):46-52. 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB198301009.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX197603005.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS200201016.htm 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB199003011.htm 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.