青海雙朋西金礦床金的賦存狀態(tài)及礦石可選性研究

張 濤,伊有昌,王生龍,劉慶云

(1.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院,北京100083;2.青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局七隊,西寧810007)

1 礦床地質(zhì)簡況

雙朋西金礦床位于青海省同仁縣城北東約59 km處,礦床處于松潘—甘孜印支褶皺系青海南山冒地槽褶皺帶中。礦區(qū)出露地層主要為下二疊統(tǒng)大關(guān)山群,為一套淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖建造,巖性主要有大理巖、細砂巖、粉砂巖等,為賦礦層位。區(qū)內(nèi)NWW向斷裂發(fā)育,為控巖控礦構(gòu)造。印支期中酸性巖漿侵入活動強烈,巖性為花崗閃長巖。金礦體產(chǎn)于巖體接觸帶的夕卡巖中,且受NWW向斷裂控制[1-4]①。礦床共圈出金礦體24條,礦體長35～250 m,厚 2.0～11.89 m,金品位w(Au)=5.15 ×10-6～18.43×10-6。

2 礦石物質(zhì)組成

2.1 礦石類型

礦石自然類型分為氧化礦和原生礦2種。氧化礦可分為黏土-褐鐵礦型、褐鐵礦型和土狀褐鐵礦型;原生礦分為夕卡巖型、蝕變花崗閃長巖型、石英脈型和大理巖型。礦石主要分布在地表以下40 m左右,斷裂發(fā)育地帶最深可達65 m。目前,雙朋西金礦床以開采黏土-褐鐵礦型礦石為主。

2.2 礦石化學成分

通過礦石光譜全分析和多元素分析結(jié)果(表1,表2)可以看出,礦石中具有工業(yè)價值的元素為Au和Cu,其中金品位w(Au)=6.3×10-6,銅品位w(Cu)=1.36×10-2,屬共生礦產(chǎn)。銀品位w(Ag)=24.4×10-6,可作為伴生組分綜合利用。鉛鋅等元素含量低,無利用價值。有害元素As和堿金屬元素含量較低,對礦石的選冶影響較小。

2.3 礦石礦物組成

經(jīng)顯微鏡、掃描電鏡、X光衍射等手段分析鑒定,已查明礦石中的礦物有52種②,其中金礦物2種,其他金屬礦物25種,金屬礦物約占19.5%,脈石礦物25種,約占80.5%。金屬礦物以金屬氧化物為主,其次為金屬硫化物。金屬氧化物礦物有褐鐵礦、孔雀石,其次為硬錳礦、軟錳礦,微量礦物為硅孔雀石、藍銅礦等。金屬硫化物以磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦為主,膠黃鐵礦、方鉛礦次之,微量礦物為銅藍、輝銅礦、輝鉍礦等。金礦物為銀金礦和自然金。其他金屬礦物有菱鐵礦、白鎢礦、自然鉛、自然鉍。脈石礦物主要有石英、方解石、白云石、透閃石、符山石、透輝石等,其次為白云母、絹云母、黏土礦物、綠泥石等,微量礦物有鋯石、榍石、磷灰石等。

表1 雙朋西金礦床礦石光譜全分析結(jié)果Table 1 Spectral analysis of ore from Shuangpengxi Au deposit

表2 雙朋西金礦床礦石多元素分析結(jié)果Table 2 Mult-element analysis of ore from Shuangpengxi Au deposit

2.4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為膠狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造主要有蜂窩狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、薄膜狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造等,其中以蜂窩狀、土狀構(gòu)造為主。

3 金的賦存狀態(tài)

礦石中金的礦物有自然金、銀金礦兩種,屬自然金-自然銀系列。電子探針測試結(jié)果(表3)表明,金礦物由Au,Ag,Bi,Cu,Fe等元素組成。自然金中w(Au)平均為 85.183%,w(Ag)平均為13.646%;銀金礦中w(Au)平均為 62.589%,w(Ag)平均為35.276%。金的主要載體礦物有褐鐵礦、碳酸鹽、石英,分布率見表4。金礦物主要以裂隙金嵌布于褐鐵礦、碳酸鹽礦物和石英的顆粒間隙、裂隙及微裂紋中,包裹金和粒間金較為少見。

表3 金礦物電子探針分析結(jié)果Table 3 Electronic probe analysis of Au minerals

表4 金礦物在載體中的分布表Table 4 Au distribution in carrier minerals

3.1 金礦物的工藝礦物學特征

(1)金礦物的形態(tài)特征。據(jù)金礦物形態(tài)特征表(表5),金礦物形態(tài)以粒狀為主,占86.2%,其他形態(tài)有枝杈狀、片狀、長條狀。

(2)金礦物的嵌布特征。金礦物有呈不規(guī)則粒狀、片狀分布在褐鐵礦中及其邊緣,亦有呈枝杈狀嵌布于石英裂隙中,還有呈長條狀鑲嵌于石英或碳酸鹽礦物的粒間③。

(3)金礦物的粒度特征。據(jù)粒度統(tǒng)計(表6),礦石中金礦物以粗粒金為主,約占50%,最大粒度達0.28 mm,細粒金約占25%,中粒金和微粒金相對較少。

(4)金礦物的表面特征。根據(jù)鏡下觀察,金礦物的表面干凈,與載體礦物界線清晰,未見麻點、坑穴、擦痕等現(xiàn)象,不影響選礦效果。

(5)金的成色。根據(jù)17個隨機樣品的分析結(jié)果,雙朋西金礦床金的成色平均為759。

表5 雙朋西金礦床金礦物形態(tài)特征Table 5 Gold mineral morphology of Shuangpengxi Au deposit

表6 雙朋西金礦床金礦物粒度統(tǒng)計Table 6 Gold grain size of Shuangpengxi Au deposit

3.2 主要載金礦物的特征

(1)褐鐵礦。是本礦床最主要的金屬氧化物,由針鐵礦、水針鐵礦、水赤鐵礦、赤鐵礦組成。顏色為棕褐色,主要呈膠狀、纖維狀、網(wǎng)脈狀,部分呈自形晶、半自形晶,由黃鐵礦、黃銅礦等硫化物經(jīng)氧化作用,3價鐵硫酸鹽水解形成,同時可以見到閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等殘留體。褐鐵礦中及邊部嵌布有金礦物,與金礦物關(guān)系最為密切,是最主要的載金礦物。

(2)碳酸鹽礦物。主要為方解石和白云石,顏色呈白色、灰白色,他形粒狀,粒度較粗,一般在0.5～2.00 mm之間。碳酸鹽礦物是在礦石氧化過程中的碳酸鹽階段形成,其粒間局部見金礦物分布。

(3)石英。是本礦床主要的脈石礦物之一。石英顏色呈黃褐色、乳白色、灰白色,主要呈他形粒狀分布,顆粒較大,粒徑多在1.0～3.0 mm之間,裂隙發(fā)育,裂隙中常充填有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等,偶見銀金礦和自然金充填。

4 礦石的加工與選冶性能

4.1 金的化學物相分析

將綜合樣磨碎至-200目占60%,進行化學物相分析,結(jié)果表明有35.73%金礦物呈微細粒包裹金嵌布(表7)。

表7 金的化學物相分析結(jié)果Table 7 Chemical phase analysis

4.2 金礦物的解離性

結(jié)合金礦物的粒度及與載體礦物的關(guān)系,從工藝礦物學角度進行試驗,當磨礦細度達-200目占70%～80%時,采用直接選金法理想回收率在60%左右;當磨礦細度達-200目占90%時,采用氰化浸出法理想浸出率可達98%(表8)。

表8 不同磨礦細度金礦物解離性分析結(jié)果Table 8 Au analysis for ore in different mesh

4.3 礦石的選冶性能

經(jīng)西北礦冶研究院采用7個選冶工藝流程對比試驗(表9),采用浮選-氰化工藝,金的回收率可達91.77%[5]。

5 結(jié)論

(1)雙朋西鐵帽型金礦床礦石類型多樣,以氧化礦為主。礦石中Au和Cu元素具有工業(yè)價值,銀元素可綜合利用。

(2)金礦物以自然金、銀金礦2種獨立礦物存在。主要載金礦物為褐鐵礦、碳酸鹽和石英。金礦物主要以裂隙金形式嵌布,包裹金和粒間金較少。

表9 選礦工藝流程結(jié)果對比Table 9 Comparison of different beneficiation techniques

(3)根據(jù)金的化學物相和解離性分析,選礦時加強細磨可提高Au的回收率,選用浮選-氰化工藝Au的回收率可達91.77%。

致謝:承蒙李時新高級工程師對全文進行了審閱,并提出了重要的修改意見,在此表示誠摯的感謝!

注釋:

①青海省有色七隊.青海省同仁縣雙朋西金礦詳查報告[R].1990.

②西北礦冶研究院.青海省同仁縣雙朋西銅金礦石物質(zhì)組成及金的賦存狀態(tài)研究[R].1989.

③西北礦冶研究院.青海省同仁縣雙朋西銅金礦選礦試驗報告[R].1989.

[1] 甘肅有色金屬地質(zhì)研究所.青海省同仁縣雙朋西及外圍普查報告[R].蘭州:甘肅有色金屬地質(zhì)研究所,1999.

[2] 李時新.青海雙朋西金礦表生氧化帶的某些特征[J].黃金,1998,19(10):9-11.

[3] 青海省地礦局.青海區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1991.

[4] 孫繼省,魏俊浩,王造成.青海雙朋西金礦成礦規(guī)律及找礦標志[J].甘肅冶金,2005,27(4):22-24.

[5] 張濤.青海雙朋西—斜長支溝地區(qū)金礦成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律[J].西北地質(zhì),2007,40(3):62-67.