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  • CN 62-1112/TF 
  • ISSN 1005-2518 
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2019, 27(5): 770-776 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.770

采选技术与矿山管理

某含金原生矿石的工艺矿物学研究

张文平,, 蔡明明, 徐超

山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司,山东 烟台 261441

Process Mineralogy of a Gold-bearing Primary Ore

ZHANG Wenping,, CAI Mingming, XU Chao

Metallurgical Laboratory Branch of Shandong Gold Mining Technology Co. ,Ltd. ,Yantai 261441,Shandong,China

收稿日期: 2018-08-19   修回日期: 2019-03-14   网络出版日期: 2019-10-29

Received: 2018-08-19   Revised: 2019-03-14   Online: 2019-10-29

作者简介 About authors

张文平(1985-),男,山东滨州人,工程师,从事工艺矿物学与选冶工艺方面的研究工作365206131@qq.com , E-mail:365206131@qq.com

摘要

某含金原生矿石的金品位为5.36×10-6,金是主要的目标回收矿物。为了查明影响选冶工艺指标的主要因素,对该矿石开展了工艺矿物学研究。通过矿物自动分析仪,对矿石的矿物组成、矿物嵌布特征、金的赋存状态、含金矿物的粒度和含金矿物解离度进行了系统研究,获得了目标矿物的工艺矿物学相关参数。研究结果表明:该矿石中主要金矿物是自然金和银金矿;矿石中金的粒度以细粒和微细粒为主,分别占49.43%和50.57%;金矿物的赋存状态以裸露金为主,占72.71%,包裹金占27.29%。通过分析研究结果得出:提高磨矿细度,使包裹金裸露出来,同时,在浸出之前,采取相应措施对毒砂进行氧化预处理,去除毒砂在浸金过程中的不利影响,有助于提高金的回收率。

关键词: 工艺矿物学 ; 金矿物 ; 赋存状态 ; 嵌布特征 ; 矿物组成 ; 粒度 ; 连生程度

Abstract

The gold grade of a gold-bearing primary ore is 5.36×10-6.Through analysis,it is known that gold is the main recovery target.Because the process mineralogy information such as the type and content of gold-bearing minerals in the primary ore and the embedded state of target elements are not fully grasped, it is impossible to optimize and adjust the production process accurately and effectively.In order to deeply explore the distribution characteristics of target minerals in the primary ore and further find out the process mineralogical factors affecting the processing and metallurgical indexes,the process mineralogical characteristics of the ore was fully studied, such as the types and contents of gold-bearing minerals, the occurrence state and distribution characteristics of target minerals and elements.Based on the scanning electron microscopy (obtaining the backscatter electron image of minerals),an automatic mineral analyzer consisting of X-ray energy spectrometer (acquiring chemical composition information of minerals) and BPMA analysis software (combining image and composition information of minerals with data in mineral database,and statistic process mineralogical parameters of minerals in samples) was developed by Beijing Institute of Mining and Metallurgical Research.The system consists of eight modules as followed:measurement module,building small reservoir module,mineral matching module,mineral processing module,Block template supplement module,process mineralogy parameter calculation module,database editing module and auxiliary function module.The mineral composition,mineral distribution characteristics,occurrence state of gold,particle size of gold-bearing minerals and dissociation degree of gold-bearing minerals were systematically studied,and the relevant process mineralogy parameters of target minerals were obtained.The results show that the main gold minerals in the primary ore are natural gold and silver goldmine,as well as pyrite,magnetite,arsenopyrite,pyrrhotite and other metal minerals.The gangue minerals are mainly calcite,quartz,mica,dolomite and a small or trace amount of apatite, kaolinite and talc.The particle size of gold in the ore is mainly fine gold and fine gold,accounting for 49.43% and 50.57% respectively.The main embedding state of gold minerals is bare gold, accounting for 72.71% and encapsulated gold for 27.29%.The results show that increasing grinding fineness and exposing wrapped gold are helpful to improve gold recovery.At the same time, before leaching, some measures are adopted to oxidize arsenopyrite to remove its adverse effects in gold leaching process.

Keywords: process mineralogy ; gold mineral ; existing state ; dissemination feature ; mineral composition ; particle size ; adhesion degree

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本文引用格式

张文平, 蔡明明, 徐超. 某含金原生矿石的工艺矿物学研究[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(5): 770-776 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.770

ZHANG Wenping, CAI Mingming, XU Chao. Process Mineralogy of a Gold-bearing Primary Ore[J]. Gold Science and Technology, 2019, 27(5): 770-776 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.05.770

随着矿产资源开采难度的日益加大,工艺矿物学在矿产开发过程中的重要作用越来越凸显1,2,3,4。通过检测矿石性质,明确影响选冶指标的主要因素,能够为优化选冶工艺指标提供依据5,6,7,8,9,10,11。某金矿采用两段一闭路破碎、一段磨矿、一次粗选、两次精选、两次扫选、再磨后氰化浸出及锌粉置换获得合质金的工艺流程。在生产过程中发现金的浸出率一直较低,为了查明导致金回收率难以提高的原因,利用北京矿冶研究总院研发的工艺矿物学自动测试系统BPMA(电子探针)对该矿石开展了工艺矿物学研究。BPMA系统通过背散射电子图像处理技术实现了矿物颗粒的精准分离,通过被检测矿物的能谱分析结果与相应矿物理论合成能谱模式的比对,进行矿物的成分分析与识别,并结合分析软件得出矿物的各种工艺矿物学参数,可为优化选冶工艺指标提供依据12,13,14,15

1 矿石特征

1.1 矿石成分分析

矿样为某含金原生矿石,对矿样进行了化学多元素成分分析,结果表明,矿石金含量较高,为5.36×10-6表1)。由于碳对金的回收有较大影响,对碳进行了物相分析,结果表明,矿石中的碳绝大部分是以碳酸盐的形式存在(矿石中碳酸盐质量分数为4.0%,其中碳酸盐中的碳占总碳量的96.15%),对金的回收影响较小,故不进行碳的系统分析。

表1   矿石化学成分分析结果

Table 1  Analysis results of chemical composition in the ore

元素质量分数/%元素质量分数/%
Au*5.36Ca13.15
Ag*3.92Fe15.89
C4.16Al1.23
Mg0.44As1.56
Si12.62Pb0.40
S12.78

注:*号元素单位为10-6

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1.2 矿石中金的赋存状态

对矿石中金的赋存状态16进行分析,结果见表2。可以看出,金主要分布在自然金中,占金总量的90.48%;其次是银金矿,占9.52%。这2种矿物均为常见且易回收的含金矿物,有利于该矿石中金的回收。

表2   矿石中金的赋存状态分析结果

Table 2  Analysis results of gold occurrence in the ore

物相类别质量分数/(×10-6分布率/%
合计5.36100.00
自然金中的金4.8590.48
银金矿中的金0.519.52

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1.3 矿石矿物组成

经扫描电镜及能谱等分析,该样品中的主要金矿物是自然金和银金矿;金属矿物主要有黄铁矿、磁铁矿和毒砂等;脉石矿物主要有方解石、石英、云母类和白云石类等(表3)。

表3   矿石的矿物组成及相对含量

Table 3  Mineral composition and relative content of the ore

矿物类型质量分数/%
合计100.00
金属矿物铁矿21.93
毒砂3.47
磁铁矿3.57
磁黄铁矿0.78
其他1.02
小计30.77
脉石矿物方解石30.68
石英22.78
云母类7.34
白云石类3.97
其他4.46
小计69.23

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2 含金矿物嵌布特征

本文中的金矿物是基于自然金(金质量分数在80%以上、银质量分数在20%以下)、银金矿(金质量分数在50%~80%之间、银质量分数在20%~50%之间)、银金矿(银质量分数在50%~80%之间、金质量分数在20%~50%之间)和自然银(银质量分数在80%以上、金质量分数在20%以下)的标准进行分类的。

2.1 自然金

自然金是样品中的主要含金矿物之一,其含金量占金总量的90.48%。样品中自然金能谱定量分析结果见表4

表4   自然金能谱定量分析结果

Table 4  Analysis results of energy spectrum quantitative of native gold

序号元素质量分数/%序号元素质量分数/%
AuAgAuAg
184.1615.841798.891.11
291.428.581888.5411.46
386.4013.601984.9715.03
480.2719.732084.4315.57
585.9014.102187.8412.16
687.0412.962287.5112.49
790.819.192399.670.33
884.0415.962484.3315.67
997.362.642582.9617.04
1085.2014.802692.397.61
1183.3116.692789.1910.81
1280.6119.392895.294.71
1384.3415.662980.2219.78
1495.994.013090.169.84
1582.9117.093199.001.00
1699.790.21

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表4可以得出,样品中自然金的金平均质量分数为86.49%,银平均质量分数为13.51%。

自然金平均粒径为3.06 μm,其中最大颗粒粒度为16.40 μm×13.60 μm,其他颗粒的粒度均小于10 μm,呈细粒—微细粒嵌布。具体粒度分布统计结果见表5

表5   自然金粒度嵌布统计结果

Table 5  Statistical results of particle distribution of natural gold

粒级/μm自然金
质量分数/%累积量/%
-20+1054.6354.63
-10+48.0262.65
-4+320.5983.25
-3+211.0094.25
-2+15.3499.59
-10.41100.00

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在矿石粒度为-200目含量占70%的情况下,自然金单体解离度仅为2.15%,金主要与毒砂、黄铁矿连生。

此外,对矿石中自然金解离度17的分析和主要含金矿物连生程度的统计结果表明,单体解离的自然金占2.17%,解离度在80%~100%之间的连生体占57.40%,其他程度的自然金占40.43%,由此可知自然金主要以连生体形式存在。自然金主要与毒砂、黄铁矿连生,其中与毒砂连生的金占比为56.08%,与黄铁矿连生的金占比为38.91%,另有少量与石英等矿物连生。自然金的主要嵌布状态如图1所示。

图1

图1   自然金的主要嵌布状态

(a)矿石中的自然金与黄铁矿紧密连生;(b)矿石中与毒砂连生的自然金被黄铁矿包裹

Fig.1   Main embedding state of natural gold


2.2 银金矿

银金矿是矿石中主要的金矿物之一。对样品中的银金矿进行能谱定量分析,结果表明,样品中银金矿金平均质量分数为76.37%,银平均质量分数为23.63%(表6)。

表6   银金矿能谱定量分析结果

Table 6  Analysis results of energy spectrum quantitative of silver gold ore

序号元素质量分数/%序号元素质量分数/%
AuAgAuAg
177.1922.81673.8526.15
277.7022.30775.5524.45
376.4823.52875.7424.26
474.3925.61978.5721.43
578.1221.881078.5121.49

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银金矿平均粒径为2.16 μm,其中最大颗粒粒度为5.5 μm×2.4 μm,其他颗粒粒度均小于10 μm,呈细粒—微细粒嵌布。具体粒度分布情况见表7

表7   银金矿粒度嵌布统计结果

Table 7  Statistical results of particle distribution of silver gold

粒级/μm银金矿
相对含量/%累积量/%
-10+426.1226.12
-4+344.5970.71
-3+220.0290.73
-2+18.7699.49
-10.51100.00

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通过研究发现,单体解离的银金矿占1.60%,解离度在80%~100%之间的连生体占73.96%,其他程度的银金矿占24.44%,可见,该矿石中的银金矿主要以连生体形式存在。银金矿主要与黄铁矿、毒砂等矿物连生,其中与毒砂连生的银金矿含量为21.71%,与黄铁矿连生的银金矿含量为65.23%,与其他矿物连生的银金矿含量为10.91%。银金矿的主要嵌布状态见图2

图2

图2   银金矿的主要嵌布状态

(a)矿石中的银金矿嵌布在毒砂裂隙中;(b)矿石中的银金矿与黄铁矿连生

Fig.2   Main embedding state of silver gold mine


2.3 金矿物的嵌布状态

矿石中主要含金矿物有自然金和银金矿,回收金主要是回收自然金和银金矿中的金。研究发现,矿石中的金主要以连生金的形式存在,占70.60%,其次为包裹金,占24.63%,粒间金和单体金均很少。含金矿物嵌布状态统计结果见表8

表8   含金矿物嵌布状态统计结果

Table 8  Statistical results of embedding state of the gold bearing minerals

赋存类别赋存状态相对含量/%
合计100.00
包裹金脉石包裹0.80
金属矿物包裹23.83
晶间金脉石粒间0.35
金属矿物粒间2.31
连生金脉石裂隙3.29
金属矿物裂隙67.31
单体金-2.11

注:表中脉石主要是石英,金属矿物主要是黄铁矿和毒砂

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3 载金矿物的嵌布特征

黄铁矿和毒砂是矿石中金的主要载体矿物,其嵌布特征如下所述。

3.1 黄铁矿

黄铁矿是矿石中主要的金属硫化物18,含量占21.93%,与含金矿物紧密连生19,20,21,22。该样品中的黄铁矿平均粒度为27.26 μm,呈细粒状态嵌布。具体粒度分布情况见表9

表9   矿石中黄铁矿粒度分布统计结果

Table 9  Statistical results of particle distribution of the pyrite in the ore

粒级/μm黄铁矿
相对含量/%正累积含量/%
+741.731.73
-74+535.657.38
-53+437.5814.97
-43+386.9421.90
-38+2036.7058.60
-20+1511.3569.95
-15+1011.5081.45
-10+510.4691.91
-58.09100.00

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单体解离的黄铁矿占45.87%,解离度在80%~100%之间的连生体占46.59%,其他解离程度的黄铁矿占7.54%,可知样品中的黄铁矿主要以单体和连生体形式存在,其中连生状态的黄铁矿主要与石英和毒砂连生,少量与方解石连生。

3.2 毒砂

毒砂是样品中另一种主要的金属硫化物,含量为3.47%。该样品中毒砂的平均粒度为24.67 μm,呈细粒状态嵌布。具体粒度分布情况见表10

表10   矿石中毒砂粒度分布统计结果

Table 10  Statistical results of particle distribution of the mispickel in the ore

粒级/μm毒砂
相对含量/%正累积含量/%
-74+538.488.48
-53+439.4717.95
-43+382.3120.26
-38+2027.8448.09
-20+1514.8962.98
-15+1016.8579.83
-10+510.5190.34
-59.66100.00

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研究表明,以单体形式存在的毒砂占45.43%,解离度在80%~100%之间的连生体占43.73%,其他解离程度的毒砂占10.84%,可知样品中的毒砂主要以单体和连生体形式存在,其中连生状态的毒砂主要与黄铁矿和白云石紧密连生。

4 影响金回收的矿物学因素分析

矿石中自然金和银金矿的平均粒经分别为3.06 μm和2.16 μm,均呈细粒—微细粒嵌布,提高磨矿细度,使部分包裹金裸露出来,有利于提高金的回收率。

根据检测分析结果可知,裸露金中的金含量约占金总量的72.71%,此部分金在浸出工艺中得到回收;对于以包裹形式存在的金,因不能直接与浸出药剂作用,必须通过细磨才可回收;另外,金矿物与含砷矿物连生关系密切,且该矿石中砷含量较高(1.44%),砷在回收金的过程中生成的沉淀可能会影响金的浸出效果。因此,在浸出之前,采取相应措施进行脱砷处理尤为重要。

5 结论

(1)该矿石含金5.36×10-6,金为唯一有价元素,金矿物主要为自然金和银金矿。矿物中金属矿物占30.77%,主要为黄铁矿、磁铁矿、毒砂和磁黄铁矿等;脉石矿物占69.23%,主要为方解石、石英、云母类和白云石类,含少量或微量的磷灰石、高岭石和滑石等。

(2)该矿石样品中金矿物粒度以细粒金和微细粒金为主,分别占49.43%和50.57%,最大颗粒金矿物为一自然金颗粒,粒度为16.40 μm×13.60 μm。通过提高磨矿细度,使部分包裹金裸露出来,有利于提高金的回收率。

(3)当该矿石粒度-200目占70%时,样品中金矿物的赋存状态以裸露金(连生金与单体金)为主,占72.71%,包裹金(晶间金与包裹金)占27.29%。

(4)矿石中的毒砂在浸出过程中易阻碍金的浸出,降低金的回收率,因此,在浸出之前,应采取相应措施预先氧化毒砂,消除毒砂在浸金过程中的不利影响,从而提高金的回收率。

参考文献

周满赓.

工艺矿物学在矿产资源找矿和综合利用中的应用

[J].矿产综合利用,2012(3):7-9.

[本文引用: 1]

ZhouMangeng.

Application of technological mineralogy in prospecting and comprehensive utilization of mineral resources

[J].Multipurpose Utilization of Mineral Resources2012(3):7-9.

[本文引用: 1]

王蓓罗兴.

工艺矿物学在选矿工艺研究中的作用及影响

[J].矿物学报,2011(增1):730-732

[本文引用: 1]

WangBeiLuoXing.

The role and influence of technological mineralogy in the study of mineral processing technology

[J].Journal of Minerals2011Supp.1):730-732.

[本文引用: 1]

彭明生刘晓文刘羽.

工艺矿物学近十年的主要进展

[J].矿物岩石地球化学通报,201231(3):210-217.

[本文引用: 1]

PengMingshengLiuXiaowenLiuYuet al.

The main advances of process mineralogy in China in the last decade

[J].Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry201231(3):210-217.

[本文引用: 1]

张莉莉梁冬云李波.

某铜硫尾矿中钨的工艺矿物学研究

[J].中国钨业,201227(6):5-7.

[本文引用: 1]

ZhangLiliLiangDongyunLiBoet al.

The process mineralogy of tungsten from a copper-sulfur tailings

[J].China Tungsten Industry201227(6):5-7.

[本文引用: 1]

马驰卞孝东王守敬.

金矿石的工艺矿物学研究

[J].黄金,201132(10):47-51.

[本文引用: 1]

MaChiBianXiaodongWangShoujinget al.

Research on process mineralogy of gold ore

[J].Gold201132(10):47-51.

[本文引用: 1]

杨洪英巩恩普杨立.

低品位双重难处理金矿石工艺矿物学及浸金影响因素

[J].东北大学学报(自然科学版),200829(12):1742-1745.

[本文引用: 1]

YangHongyingGongEnpuYangLi.

Process mineralogy of low-grade double refractory gold ore and influencing factor on gold leaching

[J].Journal of Northeastern University(Natural Science)200829(12):1742-1745.

[本文引用: 1]

肖仪武方明山付强.

工艺矿物学研究的新技术与新理念

[J].矿产保护与利用,20186(3):49-54.

[本文引用: 1]

XiaoYiwuFangMingshanFuQianget al.

New techniques and concepts in process mineralogy

[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources20186(3):49-54.

[本文引用: 1]

GuY.

Automated scanning electron microscope based mineral liberation analysis

[J].Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering,20032(1):33-41.

[本文引用: 1]

贾木欣.

国外工艺矿物学进展及发展趋势

[J].矿冶,200716(2):95-99.

[本文引用: 1]

JiaMuxin.

Process mineralogy progress and its trend abroad

[J].Mining and Metallurgy200716(2):95-99.

[本文引用: 1]

高歌王艳.

MLA自动检测技术在工艺矿物学研究中的应用

[J].黄金,201536(10):66-69.

[本文引用: 1]

GaoGeWangYan.

Application of MLA automatic measurement technology in process mineralogy research

[J].Gold201536(10):66-69.

[本文引用: 1]

宋学文朱加乾罗增鑫.

某氰渣工艺矿物学及金浮选工艺研究

[J].黄金科学技术,2018,261):89-97.

[本文引用: 1]

SongXuewen,ZhuJiaqian,LuoZengxin,et al.

Study on the gold flotation technology and process mineralogy of a cyanide residue

[J].Gold Science and Technology,2018,26(1):89-97.

[本文引用: 1]

SmytheD MLombardACoetzeeL L.

Rare earth element deportment studies utilising QEMSCAN technology

[J].Minerals Engineering,20135252-61.

[本文引用: 1]

庞建涛肖喆王灿霞.

MLA系统在磷块岩工艺矿物学研究中的应用

[J].化工矿物与加工,201544(10):19-21.

[本文引用: 1]

PangJiantaoXiaoZheWangCanxiaet al.

MLA system's application in phosphate mineralogy study

[J].Industrial Minerals and Processing201544(10):19-21.

[本文引用: 1]

陈占华陈湘清李莎莎.

澳大利亚昆士兰州某铝土矿工艺矿物学研究

[J].矿产综合利用,2013(5):50-54.

[本文引用: 1]

ChenZhanhuaChenXiangqingLiShasha.

Research on process mineralogy for a bauxite ore in Queensland,Australia

[J].Comprehensive Utilization of Mineral Resources2013(5):50-54.

[本文引用: 1]

王越王婧李潇雨.

电子探针在本溪某深部铁矿石工艺矿物学研究中的应用

[J].矿产综合利用,20185):109-113.

[本文引用: 1]

WangYue,WangJing,LiXiaoyu,et al.

Application of EPMA in the processing mineralogy study of a deep iron ore in Benxi,Liaoning Province

[J].Comprehensive Utilization of Mineral Resources,20185):109-113.

[本文引用: 1]

方明山肖仪武童捷矢.

山东某金矿中金的赋存状态研究

[J].矿冶,201221(3):91-94.

[本文引用: 1]

FangMingshanXiaoYiwuTongJieshi.

Research on gold occurrence state of some gold ore in shandong

[J].Mining and Metallurgy201221(3):91-94.

[本文引用: 1]

方明山肖仪武童捷矢.

某金矿工艺矿物学研究

[C]//矿山深部找矿理论与实践暨矿山工艺矿物学研究学术交流论文集.北京冶金工业出版社2012341-347.

[本文引用: 1]

FangMingshanXiaoYiwuTongJieshi.

Technological mineralogy of a gold mine

[C]//Proceedings of the Academic Exchange of Prospecting Theory and Practice in Deep Mines, Research and Mineralogy of Mining Technology.Beijing:Metallurgical Industry Press2012341-347.

[本文引用: 1]

ChenW TZhouM FLiX C.

In-situ LA-ICP-MS trace elemental analyses of magnetite:Cu-(Au,Fe) deposits in the Khetri copper belt in Rajasthan Province,NW India

[J].Ore Geology Reviews,201565929-939.

[本文引用: 1]

王竹萌, 贾木欣, 应平.

工艺矿物学参数自动测量技术研究

[J].中国矿业,201524(增2):205-208,212.

[本文引用: 1]

WangZhumeng,JiaMuxin,YingPinget al.

Research into the automatic measurement technology of process mineralogy parameters

[J].China Mining Industry201524(Supp.2):205-208,212.

[本文引用: 1]

贾木欣, 周俊武, 应平.

工艺矿物学自动测试系统BPMA的研制及应用

[J].有色冶金设计与研究,201738(4):1-12,16.

[本文引用: 1]

JiaMuxin,ZhouJunwu,YingPinget al.

Development and application of bgrimm process mineralogy analyzing system (BPMA)

[J]. Nonferrous Metals Engineering and Research2017,38(4):1-12,16.

[本文引用: 1]

王清.

基于Thermo Fisher能谱仪的工艺矿物学自动分析系统

[J].冶金自动化,2018(增2):11-14.

[本文引用: 1]

WangQing.

Automatic analysis system of process mineralogy based on Thermo Fisher energy spectrometer

[J].Metallurgical Automation,2018(Supp.2):11-14.

[本文引用: 1]

贾木欣, 应平, 付强.

从工艺矿物学角度探讨某些难处理资源开发利用中的问题

[J].有色金属(选矿部分),2015(2):1-4,10.

[本文引用: 1]

JiaMuxin,YingPing,FuQiang.

Discussion on certain problems on the utilization of some kinds of ore from the view of process mineralogy

[J].Nonferrous Metals (Mineral Processing Section)2015(2):1-4,10.

[本文引用: 1]

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