紅布和馬塘礦區金礦石工藝礦物學研究

郭謹銘 楊洪英 王文文 張曉光 張煜 閆業偉 佟琳琳

摘要：采用化學分析、偏光顯微鏡及掃描電子顯微鏡等檢測手段，對山東某金礦紅布礦區原礦、馬塘礦區原礦和選礦廠混合原礦進行了工藝礦物學研究。結果表明：混合原礦金品位為2.52 g/t、銀品位為2.29 g/t;金屬礦物主要為黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、長石;載金礦物主要為黃鐵礦和少量黃銅礦。紅布礦區原礦中金礦物種類為含銀自然金，平均粒度為18.58 μm，金礦物嵌布狀態主要為包裹金。馬塘礦區原礦中金礦物種類為自然金，平均粒度為9.48 μm，金礦物嵌布狀態主要為包裹金。根據工藝礦物學研究結果，推薦紅布礦區和馬塘礦區原礦配礦比例為3∶1，為選礦工藝優化提供了礦物學依據。

關鍵詞：工藝礦物學;金礦;嵌布狀態;嵌布粒度;配礦

中圖分類號：TD91文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2022）06-0053-06doi：10.11792/hj20220612

隨著當前礦產開發和選礦技術水平的提高，工藝礦物學在礦產資源合理開發和利用過程中的價值得到高度認可[1-4]。開展工藝礦物學研究，可以獲得礦石的性質及礦物的嵌布狀態，查明影響目標元素回收利用的主要因素，為礦產資源的綜合利用提供重要的礦物學依據[5-7]。山東某金礦隨著不斷的開采，礦石性質發生變化，巖石堅硬、硅化強烈，金賦存狀態不清楚。為了提高選礦指標，本文利用化學分析、偏光顯微鏡及掃描電子顯微鏡等檢測手段，研究該金礦紅布礦區和馬塘礦區原礦及選礦廠混合原礦的工藝礦物學性質[8-12]，查明金的嵌布狀態、載金礦物嵌布特征，提出科學合理建議，達到提高金精礦品位、獲得更高金回收率的目的[13-14]。

1 選礦廠混合原礦性質

1.1 化學成分

采用原子吸收光譜法（AAS）、碳硫分析儀和X射線熒光光譜法對山東某金礦選礦廠混合原礦的化學成分進行分析，結果見表1。由表1可知：混合原礦金品位為2.52 g/t、銀品位為2.29 g/t，SiO 2和Al 2O 3的品位較高，分別為68.95 %和17.60 %，硫品位較低，屬于低硫石英脈型金礦石[15]。

1.2 礦物組成

采用自動礦物分析系統對選礦廠混合原礦礦物

組成進行分析，結果（見表2）表明：選礦廠混合原礦中硫化物主要為黃鐵礦，少量黃銅礦;脈石礦物主要為石英、長石，其次為云母、沸石等;另外還含有少量的赤鐵礦。

1.3 粒度分析

采用濕篩法對選礦廠混合原礦進行粒度篩分，將原礦分為3個粒級，結果見表3。由表3可知：-74 μm粒級產率為33.60 %;-104～+74 μm粒級產率為24.70 %;+104 μm粒級產率為41.70 %。混合原礦磨礦粒度較粗，金礦物不易實現單體解離或裸露，這是造成金回收率低的重要因素。

2 紅布礦區原礦性質

2.1 載金礦物嵌布特征

2.1.1 黃鐵礦

黃鐵礦是紅布礦區原礦中最主要的載金礦物，與金礦物緊密連生。原礦中黃鐵礦多以半自形—他形粒狀結構呈現，反射色為淡黃色。黃鐵礦主要以單體形式（見圖1-a））和連生體形式（見圖1-b））存在，以連生體形式存在的黃鐵礦主要與脈石礦物連生。

運用偏光顯微鏡對黃鐵礦顆粒粒度進行分析，結果見表4。由表4可知：紅布礦區原礦中黃鐵礦顆粒較大，+150 μm粒級分布率為81.21 %。

2.1.2 黃銅礦

黃銅礦也是紅布礦區原礦中的載金礦物之一。黃銅礦粒度主要分布在20～500 μm，多以他形粒狀結構（見圖2）呈現，反射色為銅黃色。大部分黃銅礦以連生體形式存在，主要與黃鐵礦連生。

2.2 金礦物嵌布特征

2.2.1 金礦物種類

利用掃描電子顯微鏡和EDS能譜儀分析可知：紅布礦區原礦中金礦物均屬于含銀自然金，其含金81.51 %～89.55 %，含銀10.45 %～18.49 %，平均含金83.72 %，平均含銀16.28 %（見表5）;表明該礦區原礦中金礦物成色較高。

2.2.2 金礦物嵌布粒度

金礦物嵌布粒度是其磨礦和分選工藝選擇的重要參考，按照金顆粒大小將其分為巨粒金（+300 μm）、粗粒金（-300～+74 μm）、中粒金（-74～+37 μm）、細粒金（-37～+10 μm）、微粒金（-10～+0.10 μm）及次顯微金（-0.10 μm）[16]。運用偏光顯微鏡對紅布礦區原礦中金礦物嵌布粒度進行統計分析，發現金礦物顆粒粒度最小為1.49 μm，最大為89.28 μm，平均值為18.58 μm。金礦物嵌布粒度分析結果見表6。由表6可知：原礦中-10 μm的金顆粒分布率為42.78 %;-37～+10 μm的金顆粒分布率為31.08 %;細、微粒金占73.86 %，這是影響選礦階段金回收率的重要因素。

2.2.3 金礦物嵌布狀態

運用偏光顯微鏡對原礦中金礦物嵌布狀態進行統計分析，可知原礦中金礦物嵌布狀態主要為包裹金，小部分粒間金和裂隙金（見表7）。由表7可知：78.38 %的金被黃鐵礦包裹（見圖3-a）），4.50 %的金被黃銅礦包裹（見圖3-b）），14.38 %的金為黃鐵礦和黃銅礦粒間金（見圖3-c）），2.74 %的金為黃鐵礦裂隙金（見圖3-d））。載金礦物主要是黃鐵礦，以及少量黃銅礦。礦石中包裹金分布率高達82.88 %，硫化礦物包裹金在細磨條件下也較難實現單體解離或裸露，這是影響金回收率的主要因素。

2.2.4 金礦物形態

金礦物的不同形態會影響其選礦性能[17]。在偏光顯微鏡下觀察紅布礦區原礦中金礦物的形態，發現金礦物形態多樣（見表8），有豆粒狀（見圖4-a））、長條狀（見圖4-b））和不規則狀，其中粗、中粒金主要為不規則狀，細、微粒金主要為豆粒狀。

3 馬塘礦區原礦性質

3.1 載金礦物嵌布特征

黃鐵礦是馬塘礦區原礦中最主要的載金礦物，與金礦物緊密連生。原礦中黃鐵礦多以半自形—他形粒狀結構（見圖5-a））呈現，反射色為淡黃色。大部分黃鐵礦以單體形式（見圖5-b））存在，以連生體形式存在的黃鐵礦主要與脈石礦物連生。

運用偏光顯微鏡對黃鐵礦顆粒粒度進行分析，結果見表9。由表9可知：馬塘礦區原礦中黃鐵礦顆粒較大，+150 μm粒級分布率為77.51 %。

3.2 金礦物嵌布特征

3.2.1 金礦物種類

利用掃描電子顯微鏡和EDS能譜儀分析可知：馬塘礦區原礦中金礦物均屬于自然金，其含金91.37 %～92.81 %，含銀7.19 %～8.63 %，平均含金92.08 %，平均含銀7.92 %（見表10）;表明該礦區原礦中金礦物成色很高。

3.2.2 金礦物嵌布粒度

運用偏光顯微鏡對馬塘礦區原礦中金顆粒粒度進行統計分析，發現金礦物顆粒粒度最小為0.79 μm，最大為57.14 μm，平均值為9.48 μm。金礦物嵌布粒度分析結果見表11。由表11可知：原礦中-10 μm的金顆粒分布率為61.29 %;-37～+10 μm的金顆粒分布率為22.58 %;細、微粒金分布率高達83.87 %，這是影響選礦階段金回收率的重要因素。

3.2.3 金礦物嵌布狀態

運用掃描電子顯微鏡對馬塘礦區原礦中金礦物嵌布狀態進行統計分析，可知礦石中金礦物嵌布狀態主要為包裹金，少量裂隙金（見表12）。由表12可知：96.74 %的金被黃鐵礦包裹（見圖6-a）），3.26 %的金為黃鐵礦裂隙金（見圖6-b））;載金礦物主要是黃鐵礦;包裹金分布率高達96.74 %，硫化礦物包裹金在細磨條件下也較難實現單體解離或裸露，這是影響金回收率的主要因素。

3.2.4 金礦物形態

在偏光顯微鏡下觀察馬塘礦區原礦中金礦物的形態，結果見表13。由表13可知：原礦中金礦物形態有豆粒狀（見圖7-a））、長條狀和不規則狀（見圖7-b）），其中粗、中粒金主要為不規則狀，細、微粒金主要為豆粒狀。

4 紅布和馬塘礦區對比分析及配礦建議

4.1 金品位對比分析

配礦工作是結合礦山生產目標和生產技術條件進行礦石質量綜合的系統工程，按照一定比例將不同品位的礦石進行搭配、混勻，使其滿足礦山礦石產品

質量要求[18]。因此，清晰了解2個礦區原礦金品位對配礦工作具有重要意義。為此，對2個礦區原礦金品位進行了對比分析，結果表明：紅布礦區原礦金品位為2.94 g/t，馬塘礦區原礦金品位為2.20 g/t，紅布礦區原礦金品位高于馬塘礦區，2個礦區均具有很高的開采價值。

4.2 粒度對比分析

對2個礦區原礦中金礦物平均粒度進行了對比，結果見圖8。由圖8可知：紅布礦區原礦中金礦物平均粒度為18.58 μm，馬塘礦區原礦中金礦物平均粒度為9.48 μm，紅布礦區原礦中金礦物粒度明顯大于馬塘礦區，紅布礦區原礦中金礦物更容易通過磨礦實現單體解離或裸露，更易于回收。

4.3 金礦物成色對比分析

對2個礦區原礦中金礦物成色進行了對比，結果見圖9。由圖9可知：紅布礦區原礦中金礦物含金83.72 %，馬塘礦區原礦中金礦物含金92.08 %;表明馬塘礦區原礦中金礦物成色高于紅布礦區。

4.4 配礦建議

配礦工作通過將不同品位礦石進行質量匹配、中和，能夠增加合格礦石的產出量，減少礦山廢石量及其占用的空間，改善礦山企業的經濟效益，提高礦產資源的利用率[19]。結合選礦廠生產現狀及通過對大量工藝礦物學數據的分析，建議紅布礦區和馬塘礦區原礦配礦比例為3∶1，配礦后金品位約為2.75 g/t。相較于選礦廠原配礦方案金品位2.52 g/t，此配礦方案金品位提高了約0.23 g/t。

5 結 論

1）山東某金礦選礦廠混合原礦金品位為2.52 g/t、銀品位為2.29 g/t，主要金屬礦物為黃鐵礦，少量黃銅礦，主要脈石礦物為石英、長石。原礦磨礦粒度較粗，+104 μm粒級產率為41.70 %。

2）紅布礦區原礦中載金礦物主要為黃鐵礦和少量黃銅礦。金礦物種類為含銀自然金，平均含金83.72 %，平均含銀16.28 %。金礦物平均粒度為18.58 μm。金礦物嵌布狀態主要為包裹金，小部分粒間金和裂隙金，分布率分別為82.88 %、14.38 %和2.74 %。金礦物形態主要為不規則狀、豆粒狀和長條狀，分布率分別為46.75 %、38.96 %和14.29 %。

3）馬塘礦區原礦中載金礦物主要為黃鐵礦。金礦物種類為自然金，平均含金92.08 %，平均含銀7.92 %。金礦物平均粒度為9.48 μm。金礦物嵌布狀態主要為包裹金，少量裂隙金，分布率分別為96.74 %和3.26 %。金礦物形態主要為豆粒狀、不規則狀和長條狀，分布率分別為52.17 %、39.13 %、8.70 %。

4）紅布礦區原礦金品位、金礦物平均粒度高于馬塘礦區，但馬塘礦區金礦物成色高于紅布礦區。建議紅布礦區和馬塘礦區原礦配礦比例為3∶1。

5）根據工藝礦物學研究結果，影響金回收率的主要因素有：磨礦粒度較粗且金礦物粒度主要為微粒金和細粒金;原礦中金礦物嵌布狀態主要為硫化礦物包裹金，其在細磨條件下也較難實現單體解離或裸露。建議提高磨礦細度，使礦石中的金礦物充分單體解離或裸露，然后通過浮選富集硫化礦物的方法回收金，提高金回收率。

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收稿日期：2021-12-21; 修回日期：2022-03-20

基金項目：國家重點研發計劃項目（2018YFC1902002）

作者簡介：郭謹銘（1996—），男，山東煙臺人，碩士研究生，研究方向為有色金屬選礦;沈陽市和平區文化路3號巷11號，東北大學冶金學院，110819;E-mail：gjm5793@163.com

通信作者，E-mail：yanghy@smm.neu.edu.cn，13889803669

Process mineralogy of gold ore in Hongbu and Matang mining area

Guo Jinming1，2，Yang Hongying1，2，Wang Wenwen3，Zhang Xiaoguang3，Zhang Yu4，Yan Yewei5，Tong Linlin1，2

（1.Key Laboratory of Ecological Metallurgy of Polymetallic Symbiotic Ore，Ministry of Education;

2.Institute of Metallurgy，Northeastern University; 3.Xincheng Gold Mine of Shandong Gold Mining Co.，Ltd.;

4.Jiaojia Gold Mine of Shandong Gold Mining（Laizhou）Co.，Ltd.; 5.Jinchuang Group of Shandong Gold Mining Co.，Ltd.）

Abstract：Chemical analysis，polarizing microscope and scanning electron microscopy and other detection techniques are used to carry out process mineralogy study on the raw ores of Hongbu and Matang mining area and the mixed raw ores of the concentrator in a gold mine from Shandong.The results show that the gold grade of the mixed raw ores is 2.52 g/t，and the silver grade is 2.29 g/t;the metal minerals are mainly pyrite，and the gangue minerals are mainly quartz and feldspar;the gold-bearing minerals are mainly pyrite and a small amount of chalcopyrite.The type of gold minerals in the raw ores of Hongbu mining area is silver-bearing native gold，with an average particle size of 18.58 μm.The occurrence of gold is mainly wrapped gold.The type of gold minerals in the raw ores of Matang mining area is native gold，with an average particle size of 9.48 μm，and the occurrence of gold is mainly wrapped gold.Based on the results of the process mineralogy study，it is recommended to use the raw ore blending ratio of Hongbu mining area and Matang mining area 3∶1，in order to provide process mineralogy basis for the optimization of ore-dressing processes.

Keywords：process mineralogy;gold mine;embedding state;embedding particle size;ore blending