地質(zhì)冶金學(xué)在金礦開發(fā)中的應(yīng)用探索

張麗穎

（河北東梁黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，河北 承德 067600）

黃金作為一種稀有貴金屬，它在地殼中的豐度值本來就很低，對(duì)礦石的開采和選冶都有較高的技術(shù)要求，因此金礦在開發(fā)過程中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)很高。為了降低金礦開發(fā)利用的風(fēng)險(xiǎn)，提高金礦的綜合利用率，地質(zhì)冶金學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

地質(zhì)冶金學(xué)是地質(zhì)學(xué)與冶金學(xué)之間的一個(gè)交叉學(xué)科，它的主要目的就是在礦山地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的礦石類型進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，然后通過選礦試驗(yàn)確定不同類型礦石的最佳選冶方案，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝條件，降低選冶成本，提高資源回收利用率。本文對(duì)地質(zhì)冶金學(xué)的研究步驟進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)地質(zhì)冶金學(xué)在河北東梁金礦的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 地質(zhì)冶金學(xué)的研究步驟

金礦床的地質(zhì)冶金學(xué)研究步驟主要包括礦床地質(zhì)學(xué)研究、不同巖性礦石取樣、工藝礦物學(xué)研究、選礦試驗(yàn)研究、建立地質(zhì)冶金學(xué)模型等[1]。其中，礦床地質(zhì)學(xué)研究主要包括礦石的品位、礦石類型、金的賦存狀態(tài)、礦化類型、圍巖蝕變類型等。工藝礦物學(xué)研究主要側(cè)重不同巖性礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)組成、有用、有害礦物含量。選礦試驗(yàn)研究主要對(duì)不同巖性礦石的選礦工藝參數(shù)進(jìn)行分析。最終通過以上幾方面的研究建立地質(zhì)冶金學(xué)模型，直接指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，針對(duì)不同類型的礦石，在生產(chǎn)過程中及時(shí)調(diào)整選礦方法和工藝參數(shù)，達(dá)到選礦回收率最大化和生產(chǎn)成本最小化。

2 生產(chǎn)實(shí)踐探索

本文以河北東梁金礦為例，對(duì)地質(zhì)冶金學(xué)在金礦開發(fā)過程中的應(yīng)用進(jìn)行探索，探討探究方法和內(nèi)容。

2.1 礦床地質(zhì)特征

東梁金礦礦床成因類型屬中溫?zé)嵋何g變巖型，礦區(qū)周邊存在火山機(jī)構(gòu)，礦區(qū)范圍內(nèi)出露一條長(zhǎng)1200m、寬150m～200m的環(huán)形分布的斷裂構(gòu)造帶，礦體主要賦存于此，該斷裂構(gòu)造蝕變巖帶控制了礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)和規(guī)模。東梁金礦主礦體為沿構(gòu)造裂隙發(fā)育的細(xì)小礦脈組成一條近南北走向的礦帶，傾向西，平面上呈現(xiàn)縮小膨大、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等特征，礦巖交錯(cuò)出現(xiàn)，品位分布不均勻。閃長(zhǎng)玢巖和流紋質(zhì)角礫熔巖為礦區(qū)內(nèi)主要礦化巖石，分布較為廣泛，凝灰?guī)r和石英二長(zhǎng)斑巖部分區(qū)域出露，初步判斷火山頸為導(dǎo)礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造[2]。

圖1 地質(zhì)冶金學(xué)研究步驟

2.2 工藝礦物學(xué)特征

東梁金礦金屬礦物主要為黃鐵礦，黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等含量較少。脈石礦物主要為石英，其次為長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、高嶺土、碳酸鹽礦物及鋯石等。

東梁金礦礦物粒度主要為中粒金，分為包裹金、粒間金、裂隙金三種類型的嵌布狀態(tài)，裂隙金較為常見，其次為粒間金，包裹金含量很少。原生礦石的礦石工藝類型為少硫化物含金礦石類型。

2.3 選礦試驗(yàn)研究

綜合考慮東梁金礦的礦床地質(zhì)特征和工藝礦物學(xué)特征，分析研究礦石的加工技術(shù)性能，最終確定東梁金礦選礦工藝為全泥氰化--炭漿法--解析電解工藝流程。為進(jìn)一步確定不同巖性礦石的最佳工藝參數(shù)，東梁金礦針對(duì)礦區(qū)內(nèi)三種主要含礦巖石進(jìn)行了選礦試驗(yàn)。東梁金礦三種主要含礦巖石巖性描述及分布情況描述：

閃長(zhǎng)玢巖：該巖體巖石顏色為灰～灰綠色、灰黑色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要為斜長(zhǎng)石。基質(zhì)主要為細(xì)粒狀微晶斜長(zhǎng)石，角閃石，已綠泥石化；黑云母綠泥石化；并含少量磁鐵礦。受構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育，易破碎。巖石沿裂隙面見有薄膜狀綠泥石蝕變。裂隙內(nèi)主要有褐鐵礦化、弱孔雀石化，見高嶺土、絹云母、綠泥石蝕變。主要分布在礦區(qū)的25-35線間，為礦區(qū)內(nèi)礦體出露的中心，為礦區(qū)內(nèi)主要含礦巖石。

流紋質(zhì)角礫熔巖：巖石呈灰綠色，角礫熔結(jié)結(jié)構(gòu)，膠結(jié)物具流紋質(zhì)構(gòu)造。巖石主要由火山角礫、碎屑、晶屑、膠結(jié)物組成。角礫大小不等，分布不均，呈棱角～次棱角狀。黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等含金礦化呈細(xì)脈狀沿裂隙、晶隙或碎屑角礫間充填。礦石致密堅(jiān)硬，較難破碎，硬度等級(jí)Ⅲ級(jí)（8-10）。流紋質(zhì)角礫熔巖為東梁金礦主要含礦巖性，分布于采場(chǎng)東側(cè)21-39勘探線之間。

安山質(zhì)凝灰?guī)r：巖石呈灰黑色-紫紅色，微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。中酸性火山噴發(fā)物凝結(jié)而成，受構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育。沿裂隙面石英、鉀長(zhǎng)石發(fā)育，黃鐵礦、磁鐵礦等含金礦化明顯。礦石較致密，受構(gòu)造裂隙影響，沿裂隙面易破碎。主要分布于采場(chǎng)南側(cè)李匣溝附近。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，東梁金礦針對(duì)上述三種主要含礦巖性進(jìn)行了選礦試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工藝條件：礦漿濃度40%，浸出氰根濃度2.5/萬、2.8/萬、3.0/萬、3.3/萬，礦漿PH=10，磨礦細(xì)度90%；試驗(yàn)控制條件：反應(yīng)時(shí)間24h。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表1。

表1 不同巖性原礦浸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，流紋質(zhì)角礫熔巖和閃長(zhǎng)玢巖的最佳浸出氰根濃度為2.5/萬，安山質(zhì)凝灰?guī)r最佳浸出氰根濃度3.0/萬，在選礦生產(chǎn)中可根據(jù)最佳浸出藥劑濃度進(jìn)行合理配礦，將流紋質(zhì)角礫熔巖與閃長(zhǎng)玢巖通過配礦的方式給入選礦工藝流程中，將現(xiàn)場(chǎng)浸出氰根濃度調(diào)整至2.5/萬可獲得最佳的浸出效果。在處理安山質(zhì)凝灰?guī)r的過程中，需要及時(shí)將藥劑濃度調(diào)整至3.0/萬。三種不同巖性的礦石達(dá)到最佳浸出濃度后，藥劑消耗量也存在較大變化，在生產(chǎn)過程中要及時(shí)調(diào)整藥劑，避免造成浪費(fèi)。在生產(chǎn)實(shí)踐中通過對(duì)不同巖性礦石最佳工藝指標(biāo)控制不僅可以使選礦回收率得到有效提升而且可以將浸出藥劑消耗量控制在最佳范圍內(nèi)達(dá)到節(jié)約成本的目的。

2.4 探索建立地質(zhì)冶金學(xué)模型

根據(jù)選礦實(shí)驗(yàn)的研究成果，基本上確立了東梁金礦三種主要含礦巖石的最佳工藝條件，為更好的指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，東梁金礦正在探索地質(zhì)冶金學(xué)模型的建立和應(yīng)用。地質(zhì)冶金學(xué)模型主要是在礦體地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上增加選冶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將礦體劃分為不同區(qū)段，標(biāo)記好礦體的賦存位置和標(biāo)高，巖性和品位數(shù)據(jù)，以及選礦試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在生產(chǎn)組織過程中，地、測(cè)、采、選專業(yè)技術(shù)人員緊密配合，實(shí)現(xiàn)管理一體化。地質(zhì)專業(yè)及時(shí)將不同巖性礦體品位分布情況告知采礦專業(yè)，采礦專業(yè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做好采礦作業(yè)計(jì)劃，測(cè)量專業(yè)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圈定，選礦專業(yè)根據(jù)供礦巖性及時(shí)調(diào)整工藝指標(biāo)。生產(chǎn)過程中充分發(fā)揮不同專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)特長(zhǎng)，加強(qiáng)不同專業(yè)的配合與交流，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

3 結(jié)語

黃金作為一種具有貨幣和商品雙重職能的貴金屬，它對(duì)于保證國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和規(guī)避金融風(fēng)險(xiǎn)方面的作用是任何物品都無法達(dá)到的。

但是隨著全球黃金勘探水平和開采能力的提高，全球富有的黃金礦藏幾乎被開發(fā)殆盡，金礦儲(chǔ)量越來越少，那么保證現(xiàn)有金礦資源的合理開發(fā)和綜合利用是全球黃金采選行業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

礦業(yè)開發(fā)項(xiàng)目大多是基建之前確定采選冶方案，但是由于樣品采集受限，大多數(shù)礦山深部樣品難以收集，并且大多數(shù)黃金礦山后期開發(fā)過程中巖性變化較大，建礦初期確定的采選方案難以預(yù)料期間的變化，可能會(huì)影響礦石的回收，造成資源浪費(fèi)。

因此在設(shè)計(jì)金礦資源的開放利用方案或者礦山生產(chǎn)實(shí)踐過程中，做好地質(zhì)冶金學(xué)研究，針對(duì)礦石性質(zhì)的變化及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，是提高資源的回收利用率，防止資源的損失和浪費(fèi)的有效方法和手段，需要在生產(chǎn)和實(shí)踐中不斷探索，形成一套完整的研究流程，廣泛應(yīng)用于金礦的開發(fā)利用過程。