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焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析

胡海祥, 范作鹏, 牛桂强, 刘洪澜, 刘海龙, 王攀志

胡海祥, 范作鹏, 牛桂强, 刘洪澜, 刘海龙, 王攀志. 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 535-544.
引用本文: 胡海祥, 范作鹏, 牛桂强, 刘洪澜, 刘海龙, 王攀志. 焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 535-544.
Hai-xiang HU, Zuo-peng FAN, Gui-qiang NIU, Hong-lan LIU, Hai-long LIU, Pan-zhi WANG. The Mineralogy Characteristics of Overflow Product from Hydrocyclone in the Jiaojia Gold Mine[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 535-544.
Citation: Hai-xiang HU, Zuo-peng FAN, Gui-qiang NIU, Hong-lan LIU, Hai-long LIU, Pan-zhi WANG. The Mineralogy Characteristics of Overflow Product from Hydrocyclone in the Jiaojia Gold Mine[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 535-544.

焦家金矿选厂旋流器溢流产品工艺矿物学分析

基金项目: 

江西省教育厅青年基金项目 GJJ12362

江西省教育厅青年基金项目(GJJ12362);山东省博士后创新基金项目(201302013);山东黄金集团有限公司博士后科研项目(BSH-2012-06);江西理工大学校级科研基金重点项目(NSFJ2014-K04)

江西理工大学校级科研基金重点项目 NSFJ2014-K04

山东黄金集团有限公司博士后科研项目 BSH-2012-06

山东省博士后创新基金项目 201302013

详细信息
    作者简介:

    胡海祥,博士,副教授,研究方向为工艺矿物学及磨矿分级与浮选。E-mail:hhxok@qq.com

  • 中图分类号: P578.11;O614.123;P575

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。

  • 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。

    图  1  盐酸阿考替胺三水合物结构图
    Figure  1.  Structure of acotiamide hydrochloride trihydrate

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    图  2  盐酸阿考替胺三水合物粗品在不同甲醇比例下的色谱图
    Figure  2.  HPLC chromatograms of acotiamide hydrochloride trihydrate products under different methanol ratio

    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。

    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。

    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。

    图  3  盐酸阿考替胺三水合物紫外吸收光谱
    Figure  3.  UV spectrum of acotiamide hydrochloride trihydrate

    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。

    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(%)
    192.0492.19
    291.3192.47
    392.1792.21
    492.0791.46
    592.4792.68
    平均值92.0192.20
    RSD(%)0.460.50
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    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。

  • 图  1   各粒级中金属硫化物矿物分配

    Figure  1.   The distribution of metal sulfide minerals in different particle sizes

    图  2   各粒级中脉石矿物分配

    Figure  2.   The distribution of gangue minerals in different particle sizes

    图  3   0.104~0.074 mm粒级中不同形状的黄铁矿单体显微镜图

    a—长条形黄铁矿单体;b—豆状黄铁矿单体;c—扁豆形黄铁矿单体;d—多边形黄铁矿单体。

    Figure  3.   The microscopes of different shapes of pyrite with 0.104-0.074 mm particle sizes

    图  4   0.074~0.043 mm粒级中不同形状的黄铁矿单体显微镜图

    a—长条形黄铁矿单体;b—多边形黄铁矿单体;c—类三角状黄铁矿单体;d—颗粒状黄铁矿单体。

    Figure  4.   The microscopes of different shapes of pyrite with 0.074-0.043 mm particle sizes

    图  5   0.043~0.037 mm粒级中不同形状的黄铁矿显微镜图

    a—颗粒状黄铁矿单体;b—多边形黄铁矿单体;c—扁豆形黄铁矿单体;d—三角形黄铁矿单体。

    Figure  5.   The different shapes of pyrite in 0.043~0.037 mm particle sizes

    图  6   -0.037 mm粒级不同形状黄铁矿单体扫描电镜图

    a—长条状黄铁矿单体;b—多边形黄铁矿单体;c—三角形黄铁矿单体;d—不规则黄铁矿单体。

    Figure  6.   The scanning electroscopes of different shapes of pyrite wtth -0.037 mm particle sizes

    图  7   各粒级红外光谱图

    (a)粒级0.104~0.074 mm;(b)粒级0.074~0.043 mm;(c)粒级0.043~0.037 mm;(d)粒级-0.037 mm。

    Figure  7.   The infrared spectra of different particles sizes

    图  8   各粒级颗粒的差热曲线

    (a)粒级0.104~0.074 mm;(b)粒级0.074~0.043 mm;(c)粒级0.043~0.037 mm;(d)粒级-0.037 mm。

    Figure  8.   The differential thermal analysis of different particle sizes

    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
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    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
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    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(%)
    +0.1043.2530.043~0.0378.148
    0.104~0.07417.718-0.03737.625
    0.074~0.04333.256
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    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87.4871①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12.5229①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92.0982①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7.9118①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95.0288①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4.9812①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98.2092①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1.808①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
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    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 mm0.074~0.043 mm0.043~0.037 mm-0.037 mm合计
    含量比例(%)17.71833.2568.14837.62596.747
    Au品位(μg/g)1.442.212.562.942.382
    Ag品位(μg/g)3.224.125.188.195.627
    Au分布率(%)11.0731.899.0547.99100
    Ag分布率(%)10.4825.177.7556.60100
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    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
    0.104~0.074mm0.074~0.043mm0.043~0.037mm-0.037mm
    粒级含量比例(%)17.7233.2568.14837.625
    黄铁矿含量(%)66.0268.5270.2173.58
    Au品位(μg/g)1.442.212.562.94
    Au分布率(%)11.0731.899.0547.99
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    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 mm0.043~0.037 mm-0.037 mm
    单体金 颗粒数(颗)53103156
    特征金黄色光泽金黄色光泽金黄色光泽
    粒径(μm)105~72~6
    形状棱角状棱角状小粒状
    连生金 颗粒数(颗)1055251
    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)158155207
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图(8)  /  表(7)
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-08
  • 录用日期:  2014-01-23
  • 发布日期:  2014-06-30

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