青海某微細粒浸染型難處理金礦石工藝礦物學研究

鐵穎 熊召華 胡夢忠 馬生萍

摘要：采用顯微鏡、X射線衍射儀、化學分析等多種手段，對青海某金礦石進行了工藝礦物學研究，查明礦石中礦物組成、主要礦物嵌布狀態、嵌布粒度等。結果表明：礦石中主要有價元素為金，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 %，屬微細粒—超微細粒浸染型高碳低硫極難處理金礦石;金主要以微細粒、超微細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初步磨礦達到回收效果，脈石礦物中金則需要進一步磨礦進行回收。

關鍵詞：難處理金礦石;微細粒;浸染;工藝礦物學;中礦再磨

礦產資源是人類賴以生存的重要物質，是國家安全與經濟發展的重要保證。在不同的國家與地區，金礦資源的分布具有各自的特點，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與分布現狀作為重要基礎[1]。當下經濟不斷發展使得黃金的生產和加工方面的需求都在不斷增長，金礦資源的需求量也在持續提升，目前已探明的黃金儲量已經不能滿足人們日益增長的需求[2]，因此應加強金礦勘查力度，大力提高采選冶水平，加大金礦資源儲備[3]。礦石工藝礦物學研究可為選冶工藝設計及流程優化等提供重要依據，有助于難處理金礦石的有效回收利用。本文利用化學分析、X射線衍射儀、顯微鏡等綜合手段，對青海某金礦石進行了系統的工藝礦物學研究，以期為尋找新的高效選別手段提供礦物學依據[4-7]。

1 礦石組成

1.1 化學成分

為探明青海某金礦石的化學成分，對其進行了化學全元素分析，結果見表1。由表1可知：礦石中的主要有用元素為金，銀可作為計價元素考慮綜合回收，其他金屬元素不具有回收價值;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，結果見表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、長石類、云母類、綠柱石、綠簾石、石墨等。

1.3 金嵌布狀態

礦石中金嵌布狀態分析結果見表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 礦石結構構造

1）礦石結構。礦石中各礦物顆粒自身形態特征對礦物的解離有重要的影響[8]。該金礦主要成礦母巖為動力變質作用形成的擠壓型變質巖，石英、黃鐵礦、毒砂等礦物具壓碎變形（碎裂化）結構（見圖1-a））;部分光片黃鐵礦呈自形—半自形晶粒狀結構，閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦呈他形晶粒狀結構;部分黃鐵礦被閃鋅礦、黃銅礦交代，呈交代結構（見圖1-b））;零星見黃銅礦在閃鋅礦中出溶，呈乳滴狀結構（見圖1-c））。礦石中大多數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。

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

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。該礦物大多呈不規則粒狀集合體充填于碎裂石英裂隙中（見圖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;還可見黃鐵礦呈細脈狀穿插于石英等脈石礦物的裂隙中（見圖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;其次以微細粒不規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、長石等礦物的粒間，見少量毒砂呈長柱狀（見圖3-a））。礦石中與毒砂關系最密切的硫化礦物為黃鐵礦，多見毒砂呈不規則粒狀沿黃鐵礦的邊緣或裂隙充填交代（見圖3-b））;其次是毒砂被臭蔥石交代（見圖3-c）），臭蔥石是毒砂的氧化產物。

2.3 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦為該礦石中主要的硫化礦物之一，其在巖石中的產出晚于黃鐵礦。礦石中磁黃鐵礦呈不規則粒狀，絕大多數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、毒砂的關系遠不如黃鐵礦與毒砂的關系密切，僅零星可見磁黃鐵礦與毒砂或黃鐵礦連生（見圖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（見圖4-d））。受后期區域動力作用影響，部分磁黃鐵礦被拉長，呈條帶狀分布（見圖4-e））。

2.4 其他金屬礦物

礦石中另可見少量黃銅礦、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，故不詳細說明。

3 金礦物嵌布特征

3.1 物理性質及形態特征

礦石中金的顏色為亮金黃色，形態以粒狀為主，少數為片狀、細脈狀、樹枝狀，粒度微細，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，在顯微鏡下可見金粒不多，可見金的粒度絕大多數在10 μm以下，偶見粒度為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粒形式嵌布于毒砂中。多見金被毒砂包裹或嵌布于毒砂周圍的脈石礦物中（見圖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，黃鐵礦與金的關系雖然不如毒砂與金的關系密切，但黃鐵礦具有易浮、顆粒粗等特點，使黃鐵礦成為該礦石中最重要的載體礦物，微細粒毒砂、單體解離的金可借助黃鐵礦易浮的特點進入精礦。黃鐵礦包裹金見圖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（見圖7-a））;還有大部分金呈單體狀態嵌布于脈石礦物中（見圖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定黃鐵礦、毒砂的嵌布粒度，結果見表4、表5。

由表4可知：黃鐵礦中-0.320～+0.040 mm粒級分布率為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粒級分布率為80.10 %。

5 推薦工藝流程

由礦石工藝礦物學研究可知：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，這部分載金礦物經過初步的磨礦即可達到單體解離，可通過浮選有效回收;另有33.24 %的單體裸露金嵌布于脈石礦物中，且粒度微細，大多數為10 μm以下，這部分金需經過進一步磨礦才能進行回收。

目前，該礦石選礦工藝為：原礦經顎式破碎機、圓錐破碎機的“兩段一閉路”流程破碎至12 mm以下進入磨浮系統，磨礦工藝由2臺格子型球磨機與旋流器組成“兩段兩閉路”流程，進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，根據工藝礦物學研究結果，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。在原有設備基礎上，增設精選、掃選中礦返回球磨的管線，2套浮選系統切換1套單獨處理再磨中礦，即通過原有的浮選系統回收粗顆粒載金礦物黃鐵礦及毒砂，中礦返回再磨后經過切換后的另一套浮選系統回收細粒單體金。

6 結 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，主要有價金屬元素為金，屬微細粒—超微細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，其次是以微細粒被石英等脈石礦物包裹，毒砂的粒度較細，-0.080 mm粒級分布率為80.10 %，-0.040 mm粒級分布率為51.40 %。黃鐵礦主要呈集合體嵌布于礦石構造破碎帶中，其次是以細脈狀穿插于石英等脈石礦物的構造裂隙中，黃鐵礦的嵌布粒度相對較粗，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）金的嵌布狀態較復雜，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，以微細粒為主，顯微鏡下可見金粒度絕大多數小于10 μm。

4）根據工藝礦物學研究結果，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，增設中礦返回管線，切換浮選系統，實現粗顆粒載金礦物和細粒單體金的有效回收。

[參 考 文 獻]

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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