青海某微細(xì)粒浸染型難處理金礦石工藝礦物學(xué)研究

鐵穎 熊召華 胡夢(mèng)忠 馬生萍

摘要：采用顯微鏡、X射線衍射儀、化學(xué)分析等多種手段，對(duì)青海某金礦石進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，查明礦石中礦物組成、主要礦物嵌布狀態(tài)、嵌布粒度等。結(jié)果表明：礦石中主要有價(jià)元素為金，伴生低品位銀，金品位4.20 g/t、銀品位<2.0 g/t、碳品位1.17 %、硫品位1.92 %，屬微細(xì)粒—超微細(xì)粒浸染型高碳低硫極難處理金礦石;金主要以微細(xì)粒、超微細(xì)粒包裹于毒砂和黃鐵礦中，部分以單體金形式嵌布于脈石礦物中;毒砂、黃鐵礦嵌布粒度較粗，硫化礦物包裹金可通過(guò)初步磨礦達(dá)到回收效果，脈石礦物中金則需要進(jìn)一步磨礦進(jìn)行回收。

關(guān)鍵詞：難處理金礦石;微細(xì)粒;浸染;工藝礦物學(xué);中礦再磨

礦產(chǎn)資源是人類賴以生存的重要物質(zhì)，是國(guó)家安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證。在不同的國(guó)家與地區(qū)，金礦資源的分布具有各自的特點(diǎn)，因此為了更好地勘查、利用金礦資源，必須要以金礦資源的分布特點(diǎn)與分布現(xiàn)狀作為重要基礎(chǔ)[1]。當(dāng)下經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展使得黃金的生產(chǎn)和加工方面的需求都在不斷增長(zhǎng)，金礦資源的需求量也在持續(xù)提升，目前已探明的黃金儲(chǔ)量已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求[2]，因此應(yīng)加強(qiáng)金礦勘查力度，大力提高采選冶水平，加大金礦資源儲(chǔ)備[3]。礦石工藝礦物學(xué)研究可為選冶工藝設(shè)計(jì)及流程優(yōu)化等提供重要依據(jù)，有助于難處理金礦石的有效回收利用。本文利用化學(xué)分析、X射線衍射儀、顯微鏡等綜合手段，對(duì)青海某金礦石進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究，以期為尋找新的高效選別手段提供礦物學(xué)依據(jù)[4-7]。

1 礦石組成

1.1 化學(xué)成分

為探明青海某金礦石的化學(xué)成分，對(duì)其進(jìn)行了化學(xué)全元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知：礦石中的主要有用元素為金，銀可作為計(jì)價(jià)元素考慮綜合回收，其他金屬元素不具有回收價(jià)值;礦石中金品位4.20 g/t，二氧化硅品位高，為72.00 %。

1.2 礦物組成

采用顯微鏡及X射線衍射儀分析礦石中礦物組成，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知：礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、毒砂，另鏡下可見(jiàn)少量磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、臭蔥石等;脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石類、云母類、綠柱石、綠簾石、石墨等。

1.3 金嵌布狀態(tài)

礦石中金嵌布狀態(tài)分析結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知：礦石中的金大部分以硫化礦物包裹金的形式存在，分布率為54.87 %;其次為單體裸露金，分布率為33.24 %;另有10.42 %的金嵌布于硅酸鹽礦物中。

1.4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

1）礦石結(jié)構(gòu)。礦石中各礦物顆粒自身形態(tài)特征對(duì)礦物的解離有重要的影響[8]。該金礦主要成礦母巖為動(dòng)力變質(zhì)作用形成的擠壓型變質(zhì)巖，石英、黃鐵礦、毒砂等礦物具壓碎變形（碎裂化）結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1-a））;部分光片黃鐵礦呈自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu);部分黃鐵礦被閃鋅礦、黃銅礦交代，呈交代結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1-b））;零星見(jiàn)黃銅礦在閃鋅礦中出溶，呈乳滴狀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1-c））。礦石中大多數(shù)石英具有明顯的裂隙，裂隙中常充填有白云母、金云母等物質(zhì)。

2）礦石構(gòu)造。礦石主要構(gòu)造有細(xì)脈狀構(gòu)造、定向構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、條紋狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造等。

2 主要金屬礦物嵌布特征

2.1 黃鐵礦

黃鐵礦是主要回收目的礦物之一，也是該礦石中含量最高、分布最廣的金屬硫化礦物。該礦物大多呈不規(guī)則粒狀集合體充填于碎裂石英裂隙中（見(jiàn)圖2-a）），其次是以半自形、自形集合體充填于石英等脈石礦物中;由于黃鐵礦易氧化，部分黃鐵礦呈半氧化狀充填于脈石礦物中，但黃鐵礦的晶形仍然保存;還可見(jiàn)黃鐵礦呈細(xì)脈狀穿插于石英等脈石礦物的裂隙中（見(jiàn)圖2-b））。

2.2 毒 砂

毒砂是礦石中主要的載金礦物。毒砂大多呈半自形、自形集合體嵌布于石英等脈石礦物的裂隙中;其次以微細(xì)粒不規(guī)則狀星散分布于脈石礦物中;還有部分毒砂自形程度較高，嵌布于石英、長(zhǎng)石等礦物的粒間，見(jiàn)少量毒砂呈長(zhǎng)柱狀（見(jiàn)圖3-a））。礦石中與毒砂關(guān)系最密切的硫化礦物為黃鐵礦，多見(jiàn)毒砂呈不規(guī)則粒狀沿黃鐵礦的邊緣或裂隙充填交代（見(jiàn)圖3-b））;其次是毒砂被臭蔥石交代（見(jiàn)圖3-c）），臭蔥石是毒砂的氧化產(chǎn)物。

2.3 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦為該礦石中主要的硫化礦物之一，其在巖石中的產(chǎn)出晚于黃鐵礦。礦石中磁黃鐵礦呈不規(guī)則粒狀，絕大多數(shù)磁黃鐵礦以集合體形式嵌布于石英等脈石礦物的裂隙中（見(jiàn)圖4-a）），

圖3 毒砂嵌布特征粒度一般大于100 μm。磁黃鐵礦與黃鐵礦、毒砂的關(guān)系遠(yuǎn)不如黃鐵礦與毒砂的關(guān)系密切，僅零星可見(jiàn)磁黃鐵礦與毒砂或黃鐵礦連生（見(jiàn)圖4-b）、c））;其次磁黃鐵礦與黃銅礦連生或包裹黃銅礦，共同嵌布于脈石礦物中（見(jiàn)圖4-d））。受后期區(qū)域動(dòng)力作用影響，部分磁黃鐵礦被拉長(zhǎng)，呈條帶狀分布（見(jiàn)圖4-e））。

2.4 其他金屬礦物

礦石中另可見(jiàn)少量黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、臭蔥石等，多以與黃鐵礦、毒砂連生的形式嵌布于脈石礦物裂隙中，由于含金量極低，故不詳細(xì)說(shuō)明。

3 金礦物嵌布特征

3.1 物理性質(zhì)及形態(tài)特征

礦石中金的顏色為亮金黃色，形態(tài)以粒狀為主，少數(shù)為片狀、細(xì)脈狀、樹(shù)枝狀，粒度微細(xì)，莫氏硬度為2.5～3.0，密度15.6～18.3 g/cm3，具延展性。

3.2 嵌布關(guān)系

礦石中的金主要嵌布于毒砂、黃鐵礦中，其次嵌布于石英等脈石礦物中，金的粒度極細(xì)，在顯微鏡下可見(jiàn)金粒不多，可見(jiàn)金的粒度絕大多數(shù)在10 μm以下，偶見(jiàn)粒度為7 μm的脈石礦物包裹金。

3.2.1 毒砂中的金

礦石中的金主要以微細(xì)粒形式嵌布于毒砂中。多見(jiàn)金被毒砂包裹或嵌布于毒砂周圍的脈石礦物中（見(jiàn)圖5-a）），這部分金粒度較粗，均大于5 μm，大部分金的粒度集中在6～8 μm，而毒砂的粒度在50～100 μm;其次是毒砂連生金（見(jiàn)圖5-b）），金的粒度為5～12 μm。DB17EE7C-37E1-454F-8439-2BF2B5A44A55

3.2.2 黃鐵礦中的金

黃鐵礦包裹金也是礦石中金的主要嵌布狀態(tài)之一，黃鐵礦的粒度一般大于50 μm，金的粒度小于5 μm，黃鐵礦與金的關(guān)系雖然不如毒砂與金的關(guān)系密切，但黃鐵礦具有易浮、顆粒粗等特點(diǎn)，使黃鐵礦成為該礦石中最重要的載體礦物，微細(xì)粒毒砂、單體解離的金可借助黃鐵礦易浮的特點(diǎn)進(jìn)入精礦。黃鐵礦包裹金見(jiàn)圖6。

3.2.3 脈石礦物中的金

礦石中有部分金成群嵌布于石英等脈石礦物中，呈帶狀，粒度基本小于5 μm（見(jiàn)圖7-a））;還有大部分金呈單體狀態(tài)嵌布于脈石礦物中（見(jiàn)圖7-b）），金的粒度為5 μm左右。

4 主要載金硫化礦物的粒度特性

由于黃鐵礦、毒砂是礦石中金的主要載體礦物，即選礦的主要目的礦物，因此利用顯微鏡從礦石光片中測(cè)定黃鐵礦、毒砂的嵌布粒度，結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

由表4可知：黃鐵礦中-0.320～+0.040 mm粒級(jí)分布率為65.58 %，黃鐵礦的粒度較粗，有92.89 %的黃鐵礦粒度為+0.040 mm。

由表5可知：毒砂中-0.160～+0.020 mm粒級(jí)分布率為81.85 %，且主要集中在-0.080～+0.020 mm，占63.09 %，有98.86 %的毒砂粒度為-0.160 mm;-0.080 mm粒級(jí)分布率為80.10 %。

5 推薦工藝流程

由礦石工藝礦物學(xué)研究可知：礦石中主要載金礦物黃鐵礦、毒砂嵌布粒度分別為-0.640～+0.040 mm、-0.160～+0.010 mm，且多嵌布于脈石礦物裂隙，這部分載金礦物經(jīng)過(guò)初步的磨礦即可達(dá)到單體解離，可通過(guò)浮選有效回收;另有33.24 %的單體裸露金嵌布于脈石礦物中，且粒度微細(xì)，大多數(shù)為10 μm以下，這部分金需經(jīng)過(guò)進(jìn)一步磨礦才能進(jìn)行回收。

目前，該礦石選礦工藝為：原礦經(jīng)顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)的“兩段一閉路”流程破碎至12 mm以下進(jìn)入磨浮系統(tǒng)，磨礦工藝由2臺(tái)格子型球磨機(jī)與旋流器組成“兩段兩閉路”流程，進(jìn)入浮選流程的礦石粒度控制在-74 μm占72 %左右。浮選工藝為2套并聯(lián)的“一粗二精二掃”工藝流程。該選礦工藝流程較適于處理載金礦物粒度分布均勻的礦石。因此，根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，將原有“一粗二精二掃”工藝流程改造為“一粗二精二掃+中礦再磨再浮”工藝流程。在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，增設(shè)精選、掃選中礦返回球磨的管線，2套浮選系統(tǒng)切換1套單獨(dú)處理再磨中礦，即通過(guò)原有的浮選系統(tǒng)回收粗顆粒載金礦物黃鐵礦及毒砂，中礦返回再磨后經(jīng)過(guò)切換后的另一套浮選系統(tǒng)回收細(xì)粒單體金。

6 結(jié) 論

1）礦石中平均含金4.20 g/t、銀<2.0 g/t、碳1.17 %、硫1.92 %。礦石中伴生低品位銀，主要有價(jià)金屬元素為金，屬微細(xì)?！⒓?xì)粒浸染型高碳低硫極難處理金礦石。

2）礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、毒砂。毒砂主要呈微晶集合體嵌布于脈石礦物裂隙中，其次是以微細(xì)粒被石英等脈石礦物包裹，毒砂的粒度較細(xì)，-0.080 mm粒級(jí)分布率為80.10 %，-0.040 mm粒級(jí)分布率為51.40 %。黃鐵礦主要呈集合體嵌布于礦石構(gòu)造破碎帶中，其次是以細(xì)脈狀穿插于石英等脈石礦物的構(gòu)造裂隙中，黃鐵礦的嵌布粒度相對(duì)較粗，粒度+0.080 mm的黃鐵礦占78.63 %，而粒度+0.040 mm的黃鐵礦占92.89 %。

3）金的嵌布狀態(tài)較復(fù)雜，主要為毒砂、黃鐵礦包裹金，其次是石英等脈石礦物包裹金，載金礦物種類較多。金的嵌布粒度較細(xì)，以微細(xì)粒為主，顯微鏡下可見(jiàn)金粒度絕大多數(shù)小于10 μm。

4）根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，推薦將原有“一粗二精二掃”工藝流程改造為“一粗二精二掃+中礦再磨再浮”工藝流程，增設(shè)中礦返回管線，切換浮選系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)粗顆粒載金礦物和細(xì)粒單體金的有效回收。

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Process mineralogy of a microfine disseminated refractory gold ore from Qinghai

Tie Ying1，2，Xiong Zhaohua1，2，Hu Mengzhong1，2，Ma Shengping1，2

（1.No.6 Geological Survey Institute of Qinghai Province;

2.Qinghai Province Gold Ore Resources Development Engineering Technology Research Center）

Abstract：The process mineralogy of a gold ore from Qinghai is studied by means of microscope，X-ray diffracto-meter and chemical analysis，and the mineral composition，embedding status of main mineral，embedding grain size are investigated.The results show that the main valuable elements are gold associated with low-grade silver.The gold grade is 4.20 g/t，silver grade <2.0 g/t，carbon grade 1.17 % and sulfur grade 1.92 %，indicating that the gold ore belongs to microfine-super microfine disseminated high-carbon low-sulfur extremely refractory gold ore; gold is wrapped in arsenopyrite and pyrite，mainly in form of mircofine and super microfine particles，part of the gold is embedded in gangue minerals in form of monomer gold; arsenopyrite and pyrite are embedded in coarse grain，the gold wrapped in sulfide mineral can be recovered via preliminary grinding while the gold in gangue minerals needs to be ground further before recovery.

Keywords：refractory gold ore;microfine;dissemination;process mineralogy;middling regrindingDB17EE7C-37E1-454F-8439-2BF2B5A44A55