青海某難處理含砷金礦石工藝礦物學研究

韓云翔 楊洪英 佟琳琳 張忠輝 李 偉

（1.多金屬共生礦生態化冶金教育部重點實驗室，遼寧 沈陽 110819；2.東北大學冶金學院，遼寧 沈陽 110819；3.青海山金礦業有限公司，青海 都蘭 816100）

隨著金礦資源的持續開發利用，我國易處理金礦資源日益減少，難處理金礦資源已成為今后的主要金礦資源［1-8］。作為青海的優勢礦種與特色礦種，近幾年青海新發現的金礦產地數量、勘測程度、研究進展、生產價值等均為全省之首［9-10］。青海某金礦石性質較復雜，由于缺乏深入的工藝礦物學研究數據，產出的金精礦品位及回收率均較低，多次實驗室選礦試驗結果也不理想。為此，采用偏光顯微鏡、場發射掃描電子顯微鏡等［11-17］開展了系統、深入的工藝礦物學研究，研究成果可為現場選礦工藝流程改造提供重要基礎數據。

1 礦石的成分分析

該金礦不同礦口、不同中段的金分布極不均勻，平均金品位3.0 g/t。礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，方鉛礦、閃鋅礦少量，黃銅礦微量；主要非金屬礦物有石英、長石、絹云母、方解石、透輝石、綠簾石等。礦石主要化學成分分析結果見表1。

注：Au的含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中S與Fe含量較高，分別為35.80%、28.13%；Zn、Cu、Pb含量較低，可考慮綜合回收；有害元素As含量為2.05%，C含量為0.234%。

2 礦石的結構構造

2.1 礦石的結構

礦石的結構主要有6種：①包含結構，多為黃鐵礦包裹方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦等礦物（圖1（a）），其次有閃鋅礦包裹黃銅礦、方鉛礦包裹黃銅礦。②鑲邊結構，礦石中可觀察到閃鋅礦僅在方鉛礦顆粒邊緣交代形成的鑲邊（圖1（b））。③乳濁狀結構，礦石中黃銅礦含量較少，大部分黃銅礦呈乳滴狀無序分布在閃鋅礦中。④壓碎結構，礦石中部分黃鐵礦受到壓力后晶粒出現縫隙或小位移，產生許多尖角的碎塊，碎塊大小大致相等，呈壓碎結構（圖1（c））；⑤半自形結構，礦石中部分黃鐵礦與方鉛礦結晶較好，為半自形結構。⑥他形粒狀結構，礦石中大部分黃鐵礦、方鉛礦與閃鋅礦晶型較差，呈他形粒狀結構（圖1（d））。

2.2 礦石的構造

礦石中金屬硫化礦物主要呈浸染狀構造，其次為條帶狀構造、細脈狀構造、塊狀構造和碎裂構造等。①浸染狀構造，在礦石中普遍存在黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等硫化物礦物，呈浸染狀分布于礦石中，構成呈浸染狀構造。②條帶狀構造，在礦石中可見細粒黃鐵礦、石英、方解石等礦物呈細條帶聚集分布，構成礦石的條帶狀構造。③塊狀構造，在礦石中偶見黃鐵礦、方鉛礦呈致密塊狀分布，構成礦石的塊狀構造。④碎裂構造，礦石中存在黃鐵礦呈碎裂狀分布，構成礦石的碎裂狀構造。

3 主要礦物工藝礦物學特征

3.1 黃鐵礦

黃鐵礦是一種重要的載金礦物，在礦石中含量最高，為30.74%。大部分黃鐵礦為半自形—他形粒狀結構，也可觀察到部分黃鐵礦為自形晶體。黃鐵礦通常以單體形式存在，也有部分黃鐵礦與閃鋅礦和方鉛礦密切連生。黃鐵礦裂紋發育，常見碎裂狀（圖2（a）），且常包裹其他礦物，如閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦以及金顆粒等（圖2（b））。

黃鐵礦及載金黃鐵礦能譜分析結果分別見表2、表3。

由表2和表3可知，黃鐵礦普遍存在低鐵高硫特征；不含金黃鐵礦Fe含量在43.96%～45.18%，平均比標準黃鐵礦低2.06個百分點；載金黃鐵礦Fe含量在42.05%～45.46%，平均比標準黃鐵礦低2.66個百分點。

黃鐵礦粒度分析結果見表4。

由表4可知，礦石中黃鐵礦的粒度較粗，其中+150 μm粒級占91.87%。

3.2 方鉛礦

方鉛礦是一種常見的硫化物，含量為5.59%。方鉛礦結晶晶型較差，大部分方鉛礦為半自形—他形粒狀結構，多與黃鐵礦、閃鋅礦連生，部分方鉛礦會包裹黃銅礦或被黃鐵礦、閃鋅礦包裹（圖3）。

方鉛礦的能譜分析結果顯示其Pb和S含量分別為83.29%和16.71%。

方鉛礦粒度分析結果見表5。

由表5可知，方鉛礦粒度粗大，+150 μm粒級占99.22%。

3.3 閃鋅礦

閃鋅礦是一種常見硫化物，含量為4.91%。大部分閃鋅礦為他形粒狀結構，部分閃鋅礦中分布有乳滴狀黃銅礦，構成黃銅礦與閃鋅礦的乳濁狀結構，少量閃鋅礦與方鉛礦交代構成閃鋅礦和方鉛礦的鑲邊結構，此外還有部分閃鋅礦包裹方鉛礦（圖4）。

閃鋅礦的能譜分析顯示其Zn和S含量分別為60.99%和30.01%。

閃鋅礦粒度分析結果見表6。

由表6可知，閃鋅礦以粗粒為主，+150 μm粒級占92.61%。

3.4 黃銅礦

礦石中黃銅礦含量為0.10%，大部分黃銅礦呈乳滴狀分布在閃鋅礦中，與閃鋅礦呈乳濁狀結構，也有少量黃銅礦被包裹在黃鐵礦或方鉛礦中（圖5）。

黃銅礦的能譜分析顯示其Cu、Fe、S含量分別為32.76%、29.43%、37.81%。

黃銅礦粒度分析結果表明，黃銅礦粒度微細，其中-37 μm粒級占92.37%。

3.5 毒 砂

毒砂為礦石中含As的硫化物，是礦石中重要的載金礦物，含量為3.01%。對礦石中的毒砂與載金毒砂進行能譜分析，結果見表7和表8。

由表7和表8可知，礦石中的毒砂Fe、As含量較低，S含量較高；普通毒砂Fe含量在32.24%～32.94%，平均比標準毒砂低1.65個百分點；As含量在42.04%～43.73%，平均比標準毒砂低3.30個百分點；S含量在23.53%～24.66%，平均比標準毒砂高4.28個百分點。載金毒砂Fe含量在33.22%～34.21%，平均比標準毒砂低0.50個百分點；As含量在32.76%～43.74%，平均比標準毒砂低6.15個百分點；S含量在22.29%～34.02%，平均比標準毒砂高6.65個百分點。

3.6 石英等非金屬礦物

礦石中非金屬礦物種類繁多，有石英、長石、方解石、絹云母、透輝石、綠簾石等。石英、長石是主要脈石礦物。石英常出現變形紋、亞晶、波狀消光、云霧狀變形現象（圖6（a）），可以見到再生石英；長石可以分為條紋長石、斜長石和正長石等，常常發生蝕變，表面產生絹云母、高嶺石等（圖6（b）），有些絹云母可長成白云母晶體。

4 金賦存狀態分析

4.1 金礦物種類及成色分析

按照桂林有色金屬研究院的金礦物分類標準［18］，含金超過80%為自然金、50%～80%為銀金礦、10%～50%為金銀礦、10%以下為自然銀。該礦石中有自然金、銀金礦和金銀礦3種類型的金礦物，以銀金礦為主，占81.58%，平均含金64.30%；其次為自然金，占14.80%，平均含金83.96%；金銀礦最少，占3.62%，平均含金39.33%。

使用顯微面積法對金礦物進行成色分析，發現成色在800‰～899‰的金礦物占14.80%，700‰～799‰的占73.75%，600‰～699‰的占7.24%，500‰～599‰的占0.59%，400‰～499‰的占3.24%，200‰～299‰之間的占0.38%。

4.2 金礦物粒度分析

礦石中金礦物顆粒細小，細粒金占93.39%，微粒金占6.64%，均屬于微細粒金；最大金礦物粒徑為31 μm，最小為2 μm，金礦物平均粒徑為10 μm。

4.3 金礦物賦存狀態分析

礦石中金礦物的賦存狀態有包裹金、晶隙金和裂隙金3種，其中以包裹金為主要賦存狀態，占79.30%，載金礦物主要為黃鐵礦；晶隙金占12.76%，主要賦存于毒砂與黃鐵礦、黃鐵礦與黃鐵礦間；裂隙金占7.94%，主要賦存于黃鐵礦裂隙中。

4.4 金礦物形態分析

金礦物的不同形態會影響其選礦性能。礦石中金礦物顆粒粒徑大都較小，黃鐵礦包裹金有圓粒狀、長條狀、不規則狀3種，其中圓粒狀占58.93%、長條狀占19.99%、不規則狀占21.08%。裂隙金和晶隙金形態較復雜，多為不規則狀；圓粒狀金礦物皆為包裹金。

5 結 論

（1）青海某金礦為難處理含砷金礦，不同礦區金品位分布極不均勻，平均金品位3.0 g/t，主要金屬礦物為黃鐵礦，伴有少量方鉛礦、閃鋅礦以及微量黃銅礦，有害礦物為少量毒砂，主要脈石為長石和石英，除此之外還有綠簾石、絹云母、方解石、透輝石等。

（2）礦石中金礦物主要為含量81.58%的銀金礦，其余為含量14.80%的自然金與含量3.62%的金銀礦；礦石中金礦物顆粒細小，細粒金占93.39%，微粒金占6.64%，最大粒徑為31 μm，最小粒徑為2 μm，平均粒徑為10 μm；金礦物的賦存狀態有包裹金、晶隙金和裂隙金3種，包裹金占79.30%，晶隙金占12.76%，裂隙金占7.94%；金礦物的形態以圓粒狀為主，其余為長條狀與不規則狀。

（3）礦石中主要載金礦物為黃鐵礦和少量毒砂，相比理想黃鐵礦中鐵含量，礦石中普通黃鐵礦與載金黃鐵礦中Fe含量分別低2.06個百分點和2.66個百分點，表現出低鐵高硫的特征；普通毒砂與載金毒砂中的Fe、As含量相較于理想含量低，其中普通毒砂Fe、As含量分別低1.65個百分點、3.30個百分點；載金毒砂Fe、As含量分別低0.50個百分點、6.15個百分點，普通毒砂與載金毒砂中S含量分別比理想含量高4.28個百分點和6.65個百分點。

（4）礦石中主要載金礦物為黃鐵礦，且金的粒度為微細粒，建議加強磨礦，提高磨礦細度和黃鐵礦的單體解離度。在選礦過程中加強黃鐵礦的捕收，以進一步增加金的回收率。