山東某低品位金礦工藝礦物學(xué)

石寶寶，楊曉峰，翟存樓，劉瑤瑤

（1.山東黃金金創(chuàng)集團有限公司，山東 蓬萊 265600；2.黑龍江科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著高品位易選礦石儲量逐年下降，低品位難選礦的有效利用亟待解決[1]。掌握低品位礦石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、目的礦物嵌布粒度、嵌布特征、賦存狀態(tài)，以及主要脈石礦物的基本特征，不但能為選礦廠設(shè)計提供重要依據(jù)，還能有效控制選礦成本[2-5]。本次工藝礦物學(xué)研究所用礦樣來自于山東省，研究成果可為選礦工藝實驗、選礦廠設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。

1 礦石的化學(xué)成份

1.1 多元素分析

原礦多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果/%Table 1 Analysisresultsof chemical multielement of the ore

從表1可以看出原礦含金0.92 g/t，品位較低，伴生的Cu、Pb、Zn、Ag等無回收價值，脈石礦物以SiO2為主，毒砂等有害物質(zhì)含量較低。

1.2 原礦礦物組成分析

礦石礦物組成及相對含量統(tǒng)計見表2。

由表2可見，礦石主要金屬礦物為黃鐵礦，少量方鉛礦和閃鋅礦，脈石礦物以石英、絹云母為主。原礦礦物組分相對簡單，有利于有價元素的回收。

表2 礦物組成及相對含量統(tǒng)計Table 2 Phase analysis of mineral composition

1.3 原礦金、鐵物相分析

原礦金物相分析結(jié)果見表3，鐵物相分析結(jié)果見表4。

從表3中可以看出，礦石中的金主要以硫化物、氧化物包裹金、自然金存在。表4列出了鐵的物相分析結(jié)果，礦石中的鐵以多種形式存在，主要為硫化鐵、赤、褐鐵礦、碳酸鐵等。

表3 原礦金物相分析結(jié)果Table3 Phaseanalysisof gold sample

表4 原礦鐵物相分析結(jié)果Table 4 Phase analysisof iron oresample

結(jié)合原礦多元素分析和金的物相分析結(jié)果，黃鐵礦應(yīng)為金的主要載體，可采用浮選對其進行回收，但是礦石中31.52%的金呈氧化物包裹體形式，可浮性較差，若采用單一浮選流程必將造成回收率指標欠佳。因此，應(yīng)結(jié)合后續(xù)的礦物嵌布特征分析結(jié)果，合理設(shè)計金的選別工藝。

2 礦石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代港灣結(jié)構(gòu)。其中黃鐵礦等金屬礦物呈自形-半自形晶粒狀分布，閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等呈他形粒狀分布，方鉛礦、閃鋅礦交代黃鐵礦、毒砂呈港灣狀分布，黃鐵礦包含于閃鋅礦中，黃銅礦呈乳滴狀分布閃鋅礦中，為固溶體分離形成。

2.2 礦石構(gòu)造

礦石中金屬礦物主要呈浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。

3 礦石礦物的嵌布特征

3.1 主要金屬礦物

黃鐵礦：是礦石中分布最多的金屬礦物，自形-半自形晶粒狀為主，少數(shù)呈他形粒狀分布，少量呈脈狀分布。與黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等嵌布在一起，并被其交代呈港灣狀。有的黃鐵礦由于受力被壓碎，發(fā)育裂隙，有的細粒黃鐵礦中包含于閃鋅礦或方鉛礦中。黃鐵礦粒度粗細不等，粒徑多為（0.2～2 mm）。見圖1、2。

圖1 黃鐵礦呈自形-半自形粒狀分布Fig.1 Euhedral-subhedra pyrite

圖2 黃鐵礦被方鉛礦交代呈港灣狀Fig.2 Harbor morphology pyrite metasomatism of galena

方鉛礦：亮白色反射色，均質(zhì)性，表面具擦痕。他形粒狀分布于石英晶隙或與黃鐵礦、閃鋅礦等嵌布在一起，有的交代黃鐵礦呈港灣狀，分布不均勻，粒度粗細不等，粒徑多為（0.1～2 mm），分布不均勻。見圖3、4。

圖3 方鉛礦嵌布于石英、黃鐵礦粒間Fig.3 Galena disseminate with pyrite and silica

閃鋅礦：他形粒狀分布脈石粒間，或與黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦嵌布在一起，有的閃鋅礦有乳滴狀黃銅礦，為固溶體分離形成，粒度粗細不等，粒徑多為（0.01～0.3 mm），不均勻分布。見圖4、5。

圖4 方鉛礦嵌布于閃鋅礦、黃鐵礦粒間Fig.4 Galena disseminate with pyrite and sphalerite

圖5 閃鋅礦與方鉛礦嵌布在一起Fig.5 Sphalerite disseminate with galena

黃銅礦：他形粒狀分布脈石粒間，或與黃鐵礦、閃鋅礦等嵌布在一起，有的包裹于黃鐵礦中，粒徑多為(0.01～0.3 mm)，少量呈乳滴狀分布閃鋅礦中，分布不均勻。見圖6、7。

圖6 黃銅礦分布黃鐵礦粒間Fig.6 Chalcopyrite particle distribution with pyrite

圖7 黃銅礦呈乳滴狀分布閃鋅礦中Fig.7 Opalescent chalcopyrite in sphalerite

3.2 主要非金屬礦物

石英：他形粒狀或柱狀分布，與絹云母、黃鐵礦分布在一起粒徑（0.3～2 mm），表面干凈。見圖8、9。

圖9 石英呈柱狀分布Fig.9 Columnar distribution of silica

絹云母：鱗片狀集合體分布，與石英分布在一起，見圖10。

圖10 絹云母呈鱗片狀集合體分布石英粒間Fig.10 Sericite scaly aggregate distribution in silica

4 主要礦物粒度特性

4.1 金屬礦物粒度特性

對主要金屬礦物分別進行粒度測定，其結(jié)果見表5。對原礦中主要金屬礦物進行粒度分析，目的是探索磨礦細度、分離方式等。從表5中可以看出，礦石中黃鐵礦、方鉛礦等硫化礦粒度較粗，可在較粗的磨礦細度下實現(xiàn)礦物的單體解離。

表5 主要金屬礦物粒度分析結(jié)果Table 5 Metallic mineral grain size analysis

4.2 自然金粒度特性

光片中鏡下共見到4粒金礦物，為自然金，其形態(tài)、粒度及賦存狀態(tài)見表6。從表6的光片分析結(jié)果中可以看出，金賦存在硫化礦、石英間隙以及黃鐵礦的包裹體中，且呈細粒分布，見圖11、12。后續(xù)可選性實驗過程中應(yīng)注意該部分金的回收，避免其損失在尾礦中。

表6 光片中明金粒度分析結(jié)果Table 6 Gold grain size analysisin light section

圖11 呈單體的自然金Fig.11 Monomer natural gold

圖12 與黃鐵礦連生的金Fig.12 Gold attach with pyrite

5 重選工藝流程探索實驗

工藝礦物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，金在礦石中分布較為廣泛，主要以自然金、硫化物包裹體、氧化物包裹體形式存在，自然金、硫化物包裹體可浮性較好，可采用浮選工藝回收。氧化物包裹體可浮性較差，浮選難以回收。而礦石中主要脈石礦物為石英等硅酸鹽礦物，與自然金、金屬硫化礦比重差較大，且硫化礦單體粒度較粗，可考慮用重選工藝回收。探索性試驗考查了礦砂搖床、螺旋溜槽、懸震錐面選礦機、尼爾森離心機四種類型重選設(shè)備對金礦預(yù)富集效果，實驗細度均為-0.074 mm 50%。實驗結(jié)果見表7。

表 7重選設(shè)備實驗結(jié)果Table 7 Test results of gravity separation equipment

從表7實驗結(jié)果中可以看出，4種重選設(shè)備中尼爾森離心機選別指標最好，可獲得含Au 23.63 g/t，回收率60.38%的重選精礦。離心機試驗相關(guān)參數(shù)為：給礦速度為3.5 kg/min，反向沖洗水壓為0.04 MPa，流態(tài)化水量為4 kg/min，擴大重力倍數(shù)為80 G。

尼爾森離心機獲得較好的精礦指標是因為其是一種基于離心力場、借助高速旋轉(zhuǎn)離心作用產(chǎn)生高倍“強化重力”的特性,在高倍的強化離心力場內(nèi),不同密度礦物所受的重力差被放大,從而實現(xiàn)礦物顆粒按密度分選[6-7]。

6 金的可選性評價

（1）原礦含金0.92 g/t，品位較低，伴生的Cu、Pb、Zn、Ag等無回收價值，脈石礦物是SiO2和絹云母，礦物組成相對簡單，對有價元素回收有利。

（2）礦石中金主要呈硫化物、氧化物包裹體，金包裹體分配率占總量的81.52%，其余部分為自然金。

（3）礦石中31.52%的金呈氧化物包裹體形式，可浮性較差，常規(guī)浮選較難回收。黃鐵礦作為主要的載金礦物，單體粒度大于0.1 mm 73.34%，因此建議采用重選對上述載金礦物進行回收。

（4）通過探索性試驗發(fā)現(xiàn)，采用尼爾森離心機在給礦速度為3.5 kg/min，反向沖洗水壓0.04 MPa，流態(tài)化水量4 kg/min，擴大重力倍數(shù)為80 G的條件下，可獲得含Au 23.63 g/t，回收率60.38%的重選精礦。

（5）結(jié)合工藝礦物學(xué)研究和重選探索性實驗結(jié)果，建議采用尼爾森離心機重選+浮選的工藝流程對該礦石進行回收利用。