工藝礦物學(xué)在難處理金礦礦物加工中的應(yīng)用

張辰敏

（中國(guó)黃金集團(tuán)石湖礦業(yè)有限公司，河北 石家莊 050504）

難處理金礦是相較于易處理金礦而言，指的是選冶回收率偏低、開(kāi)發(fā)成本過(guò)高、經(jīng)濟(jì)效益差、技術(shù)層面存在難度以及選冶過(guò)程不符合環(huán)保要求的金礦，此類(lèi)金礦占所有金礦的60%以上。目前，金礦資源經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)采挖掘，易處理金礦資源已經(jīng)越來(lái)越少，而金目前的市場(chǎng)需求量仍持續(xù)擴(kuò)大，未來(lái)難處理金礦將成為黃金的主要來(lái)源，因此有必要對(duì)難處理金礦礦物進(jìn)行科學(xué)分析，了解其成分構(gòu)成以及性質(zhì)特征，從而選擇恰當(dāng)?shù)靥幚砉に嚕鉀Q難處理金礦礦物選冶問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)難處理金礦礦物的充分利用。

1 關(guān)于難處理金礦礦物的分類(lèi)

關(guān)于難處理金礦礦物可以從兩個(gè)維度進(jìn)行分類(lèi)，分別是選冶與賦存狀態(tài)，下面進(jìn)行具體分析：

1.1 根據(jù)選冶情況分類(lèi)

按照難處理金礦選冶情況進(jìn)行分類(lèi)，可以分為難選難冶與易選難冶兩種類(lèi)型的礦石，其中難選難冶的金礦礦物一般粒度極小，以10μm以下顯微金、超顯微金為主，同時(shí)金礦物和脈石礦物的共生關(guān)系極為密切，對(duì)金礦物浮選富集具有顯著影響[1]。部分金礦物與砷黃鐵礦、黃鐵礦等共生，氰化浸出難度極大，需要先打開(kāi)二者間的包裹關(guān)系才能完成金礦石浸出；部分金礦礦物當(dāng)中含有汞、鉛、銻以及鉍等元素，此類(lèi)元素也會(huì)影響金礦物浸出；分布金礦礦物中含有黏土、石墨以及有機(jī)碳等物質(zhì)，此類(lèi)金礦礦物浸出難度更大。

易選難冶的金礦礦物顯著特征就是冶煉難度極大，此類(lèi)礦物的主要載體一般是金屬硫化物，金礦物容易經(jīng)過(guò)浮選富集，但是氰化浸出的效率極低，導(dǎo)致此類(lèi)金礦開(kāi)發(fā)成本高、效益比較差。由于此類(lèi)金礦礦物當(dāng)中含有鋅、銻、銅、鉛等金屬元素以及有機(jī)碳、砷等物質(zhì)，因此在處理工藝上不僅要解決氰化浸出難度偏大的問(wèn)題，還有解決其他金屬元素回收問(wèn)題、環(huán)境保護(hù)問(wèn)題等。

1.2 根據(jù)賦存狀態(tài)分裂

根據(jù)金礦礦物賦存狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)，難處理金礦礦物大致可以分為三類(lèi)，分別是含碳金礦、復(fù)雜性共生金礦以及顯微金與超顯微金。含碳金礦比較常見(jiàn)的是卡林型金礦，此類(lèi)金礦的含量大致為1%，碳元素以非晶質(zhì)不定形的狀態(tài)存在，由于碳元素的活性比較高，因此此類(lèi)金礦氰化浸出難度比較大，碳質(zhì)會(huì)吸附金礦物[2]。復(fù)雜性共生礦難處理的主要原因是金屬硫化物或者脈石礦物對(duì)氰化浸出效果由較大影響，或是脈石礦物會(huì)消耗掉氧元素以及氰化溶液；或是脈石礦物會(huì)吸附金，從而導(dǎo)致金無(wú)法浸出。顯微金與超顯微金大多被包裹在毒砂、黃鐵礦等硫化物當(dāng)中，內(nèi)部的金元素?zé)o法與氰化溶液直接解除，因此浸出難度極大，而采用細(xì)磨等方式很難破壞二者的包括結(jié)構(gòu)。

2 基于工藝礦物學(xué)角度分析難處理金礦石

某難處理金礦礦物主要類(lèi)型為石英脈型金礦物與低硫含碳金礦物，本文以該金礦為例，從工藝礦物學(xué)的角度對(duì)該金礦礦物進(jìn)行分析，以明確影響難處理金礦礦物選冶的因素，從而為確定處理工藝流程提供參考。

2.1 礦物成分

從工藝礦物學(xué)角度對(duì)該金礦礦物的成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該金礦礦物金品位約為43.2g/t，回收價(jià)值相對(duì)較高，其伴生金屬當(dāng)中銀品為約為8.7g/t，硫化礦物以黃鐵礦為主，具有回收利用價(jià)值，其他如銅、鉛以及硫等伴生物質(zhì)品位偏低，物回收價(jià)值，其他雜志元素主要是砷與碳這兩種元素。

2.2 礦石構(gòu)成

采用分析儀以及衍射儀等設(shè)備儀器對(duì)該金礦礦物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該金礦礦樣當(dāng)中，金礦物主要是自然金，含有少量黃銅礦、閃鋅礦以及毒砂，黃鐵礦相對(duì)較多；非金屬類(lèi)礦物主要是少量碳質(zhì)礦脈與大量石英脈。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該金礦礦石中石英含量約為59.3%，毒砂含量約為1%，碳質(zhì)礦物含量約為8.8%，閃鋅礦含量約為0.15%，黃鐵礦含量約為25.5%，其他礦物元素含量約為5.3%。

2.3 礦石嵌布分析

在該金礦當(dāng)中，絕大部分的可見(jiàn)金均被石英晶粒所包裹，僅有少部分可見(jiàn)金分布在石英脈石間隙或者其他礦物間隙當(dāng)中。利用顯微鏡對(duì)該金礦礦石進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)該金礦中可見(jiàn)金粒度相對(duì)較細(xì)，并且整體上變化不明顯，絕大部分可見(jiàn)金粒度在0.02mm~0.04mm，偶可見(jiàn)細(xì)微的包裹體[3]。由于該金礦中大部分可見(jiàn)金均包裹在石英晶粒當(dāng)中，因此必然損失率較高。采用衍射儀對(duì)該金礦礦石進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)礦樣中還存在少量銀元素與鐵元素，其中金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為94.03%，銀元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.20%，鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.77%。

黃鐵礦在該金礦中也占據(jù)了相當(dāng)一部分，是該金礦的主要伴生金屬之一，而黃鐵礦也是該金礦中承載自然金的主要物質(zhì)之一[4]。該金礦中黃鐵礦集中分布在碳質(zhì)礦脈與石英礦脈當(dāng)中，多為他形晶粒狀與半自形，僅有少部分為自形晶粒，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦晶粒的粒度都比較細(xì)，并且整體上變化不明顯，大致在0.1mm~0.42mm，此外，在其他礦物中還存在極少量黃鐵礦。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該金礦中毒砂與黃鐵礦共生關(guān)系密切，黃鐵礦與石英礦脈以及其他礦脈共生關(guān)系密切度較低。

毒砂是除石英礦脈與黃鐵礦之外該金礦中自然金載體，通過(guò)觀察分析發(fā)現(xiàn)，該金礦中毒砂多為半自形與自形，主要分布在脈石礦物當(dāng)中，毒砂粒度相較于石英晶粒與黃鐵礦晶粒較大，絕大部分是中粗粒度，僅有少部分是粗粒度，粒度變化范圍明顯，大致在0.04mm~0.28mm，此外還有極少量毒砂以浸染的形式分布在脈石礦物當(dāng)中。

3 影響難處理金礦選冶的因素分析

難處理金礦礦物要實(shí)現(xiàn)直接浸出難度極大，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)前必須采集礦樣進(jìn)行工藝礦物學(xué)分析，明確影響選冶的主要因素，從而為確定選冶工藝提供方向。筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，并參考其他相關(guān)研究，認(rèn)為影響難處理金礦選冶的主要因素包括金礦礦物組成、礦物粒度與形狀、脈石礦物性質(zhì)、礦物表面性質(zhì)以及與金屬硫化物關(guān)系這五方面，下面進(jìn)行具體分析。

3.1 礦物物質(zhì)組成

利用顯微鏡以及電子探針之類(lèi)的設(shè)備明確金礦礦物中各類(lèi)物質(zhì)，同時(shí)對(duì)礦樣進(jìn)行分析，明確礦樣中金品位與銀品位，同時(shí)確定銅、碳、鐵等物質(zhì)的含量[5]。由于不同物質(zhì)對(duì)金礦礦物氰化浸出的影響不同，因此針對(duì)礦物物質(zhì)組成不同的難處理金礦，需要采用不同的選冶方法，這直接決定了金礦礦物氰化浸出效率，因此明確礦物組成以及具體含量極為關(guān)鍵。

3.2 礦物粒度與形狀

金礦礦物粒度與形狀也是影響浸出效率以及浸出效果的重要因素，關(guān)于金礦礦物粒度主要分為五個(gè)檔次，其中粒度在500μm以上為非常粗；粒度在200μm~500μm之間為粗粒度；粒度在20μm~200μm為中等粒度 ；粒度在2μm~20μm為細(xì)粒度 ；粒度在0.1μm~2μm為非常細(xì)粒。通常難處理金礦礦物粒度不超過(guò)10μm，即主要為細(xì)粒或者非常細(xì)粒，礦物需要經(jīng)過(guò)細(xì)磨處理后含金礦物才能暴露，若金礦礦物為超顯微金，則需要觀察分析承載金礦物物質(zhì)的粒度，從而確定磨礦細(xì)度[6]。小于10μm的金礦物為超顯微金或不可見(jiàn)金，研究這部分金礦物對(duì)于金的選冶十分重要，由于粒度較小，一般要通過(guò)電子探針等一些微束分析設(shè)備來(lái)確定。這種微細(xì)粒的金礦物主要以亞顯微粒子出現(xiàn)在硫化物里( 例如黃鐵礦、砷黃鐵礦、白鐵礦等) ，這些硫化礦物在氰化溶液里通常不溶解，也不可滲透，使得金難于直接浸出，一般浸出前需對(duì)礦石進(jìn)行焙燒預(yù)處理。

3.3 脈石礦物性質(zhì)

研究脈石礦物主要應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：其一是脈石礦物的硬度及其與金屬硫化物的嵌布關(guān)系；其二是有害礦物的種類(lèi)、含量、嵌布特征、解離特性，這些礦物一般比較難于細(xì)磨，也難于過(guò)濾和沉淀，會(huì)影響金的浸出[7]；其三是如果存在碳酸鹽礦物，必須查清其種類(lèi)與含量，因?yàn)樘妓岣容^耗費(fèi)酸液，也會(huì)阻礙氰化浸出。

3.4 與金屬硫化物關(guān)系

在難處理金礦當(dāng)中，金礦物主要載體為金屬硫化物，分析金屬硫化種類(lèi)、分布特征以及分析金礦物與金屬硫化物共生關(guān)系，對(duì)于明確金屬硫化物是否具備可回收價(jià)值、判斷金礦物嵌布情況、確定磨礦細(xì)度以及金屬物回收技術(shù)等極為關(guān)鍵。

3.5 金礦物表現(xiàn)性質(zhì)

金礦物表面性質(zhì)對(duì)浸出過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生明顯影響，具體主要有兩種情況，其一是表面蝕變對(duì)浸出過(guò)程的影響，常見(jiàn)的如氯化銀、氧化鐵以及含有鉛、銻等元素的化合物，在難處理金礦的金礦石浸出試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，金礦物表面蝕變情況會(huì)影響浸出效率與浸出效果。其二是表面性質(zhì)對(duì)選礦過(guò)程的影響，表現(xiàn)最為突出的就是吸附金，此類(lèi)金礦物是金礦物吸附在其他物質(zhì)上逐漸形成的，在顯微鏡下通常無(wú)法觀察到可見(jiàn)金。

4 難處理金礦選冶工藝分析

4.1 分階段磨礦

通過(guò)上述分析，難處理金礦中金礦物主要承載物為脈石礦物以及金屬硫化物，最為常見(jiàn)的就是黃鐵礦，還有毒砂、黃銅以及閃鋅等物質(zhì)，由于不同承載金礦物物質(zhì)莫氏硬度存在較大差異，因此選擇磨礦工藝時(shí)必須根據(jù)金礦物承載物的性質(zhì)確定[8]。分階段磨礦處理工藝主要是針對(duì)不同硬度的承載物分階段進(jìn)行解離，低硬度與高硬度礦物采用不同的磨礦工藝，通過(guò)這種方式可以有效解決高硬度礦物解離不充分的問(wèn)題，提升金以及其他金屬回收率。

4.2 閃速浮選

在難處理金礦中，由于所含的礦物類(lèi)型相對(duì)較多，部分礦物品位、粒度均符合回收標(biāo)準(zhǔn)，并且技術(shù)層面也可以實(shí)現(xiàn)單體解離，然而卻無(wú)法完全分離，進(jìn)而導(dǎo)致回收率較低，大量金屬資源被浪費(fèi)，未實(shí)現(xiàn)有效回收。閃速浮選工藝主要是解決此問(wèn)題，通過(guò)對(duì)沉砂進(jìn)行浮選，使已經(jīng)完成解離的金屬物上浮，無(wú)回收價(jià)值的礦物下沉，從而實(shí)現(xiàn)二者分離，將具有回收價(jià)值的金屬完全分離并回收。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)工藝礦物學(xué)分析，明確了影響難處理金礦選冶的主要因素，包括金礦礦物組成、礦物粒度與形狀、脈石礦物性質(zhì)、礦物表面性質(zhì)以及與金屬硫化物關(guān)系這五方面，為確定難處理金礦選冶工藝提供了方向和基礎(chǔ)參考。