某氧化鉛金礦工藝礦物學特性研究及影響分析

孫志勇 孫顏波

（1.陜西天地建設有限公司；2.西安交通大學城市學院，陜西 西安 710000）

0 引言

金礦資源是我國儲量較大的一類戰略性資源，在我國不同地區均有所分布，尤以山東地區、江西地區、東北地區等地最為典型。［1，2］近幾年，隨著我國礦產資源開發利用水平的不斷提升，技術和裝備能力得到較大發展，有效的緩解了我國資源環境壓力，有力促進礦業科技投入進一步上升。在礦產資源高質量發展要求下，基于資源稟賦特性的基礎性研究能夠提供詳實的數據支撐和理論支持，已成為高效、科學、合理開發利用礦產資源的重要手段，具有更加重要的現實意義和實際價值。為查明本礦石的礦物組成、化學成分、粒度特征、賦存狀態等礦石性質［3、4］，試驗采用多種技術手段進行了詳盡的研究和初步探討分析，為該鉛金礦石的開發企業鋪墊了工業化支撐的理論基礎和數據依據。

1 研究方法

1.1 樣品準備

試驗樣品由伊朗某礦山企業現場采集，并進行以下加工處理：

1.1.1 磨片樣品。在原生礦中選取具有明顯特征的塊樣，經磨片機制作顯微鏡鑒定樣片、薄片和MLA 能譜分析件。

1.1.2 化驗樣品。對取得的代表性原生礦樣50kg，按照“粗碎—中碎一細碎閉路”流程進行加工，然后經研磨機制備成化學分析樣。

1.2 試驗方法

試驗采用光譜半定量以進行原生礦有價元素普查，采用化學分析法進行礦石化學成分定量分析，采用高倍顯微鏡、XRD、MLA 等儀器設備進行礦物嵌布特征分析［5-7］，其中顯微鏡為德國蔡司偏光顯微鏡Axioskop 40 A Pol 和德國徠卡DM2500P 偏光顯微鏡；XRD 儀器為進口的XRD-7000S/L 型儀器；MLA 礦物分析儀為型號FEI MLA 250的進口儀器。

2 結果與討論

2.1 原礦光譜半定量分析

根據元素特征譜線特性差異可估計元素的含量，為普查礦石中的有價元素，對礦石全元素進行光譜半定量分析，結果列表1。

表1 原礦光譜半定量分析結果

由表1 可知，礦石中Ag、Pb、Fe2O3需要重點關注，需要借助定量分析方法進行進一步精確分析。

2.2 多元素化驗分析

采用化驗法進行了礦石化學成分的定量分析，其結果列表2。

表2 原礦多元素分析結果

由表2 可見，礦石中可回收貴金屬為Au，含量為17.01g/t；可回收有價金屬元素為Pb，含量為3.86%；Ag品位為16.00g/t，S 品位2.54%，可綜合考慮回收；As、C元素含量較低，其負面影響預計不大。

2.3 原礦物相分析

試驗采用化學法分別進行了金、鉛的物相化學分析，其結果分別列表3、表4。

由表3可見，礦石中裸露-半裸露金占91.71%，有利于選礦回收；由表4可見，氧化相中鉛占有率62.18%，結合相中鉛有一定占有率，不利于鉛的選礦回收。

表3 金物相分析結果

表4 鉛物相分析結果

2.4 礦石礦物組成

顯微鏡下觀察礦物組成及礦物含量估算結果列表5。

表5 礦石礦物組成及含量

由表5 可見，自然金和銀金礦是礦石中主要的貴金屬礦物；金屬礦物種類較多，含有鐵礦物、鉛礦物及銅礦物等；非金屬礦物石英的含量為58%，為主要脈石礦物，鉛鐵釩、明礬石等次之。

2.5 賦存狀態分析

2.5.1 金元素賦存狀態。試驗采用高倍鏡顯微鏡對金礦物的嵌布特征、賦存狀態、外形形態等進行統計分析，同時采用能譜分析相關礦物的化學成分。

結果表明，銀金礦和自然金是礦石中的主要含金礦物；銀金礦含Au77.67%～79.66%、含Ag20.34%～22.33%；自然金含Au80.01%～100%、含Ag 0%～19.99%.銀金礦呈現長角粒狀、線狀、枝杈狀等多種形態。

采用面積法統計粒度，參照“巖金礦地質勘察規范附錄H”中金粒級劃分標準分析，礦石中細粒明金占比約79.66%；微粒金占比約20.34%，其中“0.01～0.005mm”的占比為18.16%；其余“0.005～0.0025mm”和“0.0025～0.001 mm”粒級分別占1.98%和0.20%.

礦石中Au 的不同賦存狀態的含量依次為：粒間金＞包裹金＞裂隙金＞分散金。粒間金：總量約占79.60%，其中57.59% 存在于非金屬礦物中之間、19.09%存在于褐鐵礦與非金屬礦物之間、剩余部分存在于鉛礦物、非金屬礦物、褐鐵礦之間。該嵌布特征的金礦物都較容易解離，利于回收。③包裹金：其含量約為16.52%，其中包裹于褐鐵礦中金礦物主要為角粒狀、不規則狀、渾圓狀等形態（見圖1），含量約占13.66%.該嵌布特征的金礦物較難解離。裂隙金：總量約占3.88%，賦存于巖石裂隙中，主要為角粒狀和不規則狀。該嵌布特征的金礦物一般較容易解離。分散金：礦石中少量金分散存在于方鉛礦、鉛礬、褐鐵礦等礦物中，該分散金會隨其載體礦物的去向而實現金的回收或丟失。

圖1 銀金礦包裹于褐鐵礦中

2.5.2 銀元素賦存狀態。礦石中的Ag 元素主要存在于自然金、銀金礦中，其余Ag 元素以類質同象形式分散于鐵礦物（褐鐵礦、黃鐵礦）及鉛礦物（方鉛礦、鉛礬）中，這些Ag元素會隨其載體礦物的去向而實現Ag的回收或丟失。

2.5.3 鉛元素賦存狀態。方鉛礦、鉛礬和鉛鐵礬是礦石中的含鉛礦物。（1）方鉛礦含有少量的Au元素和Ag元素，粒度約為0.015～1.15mm，一般不能采用機械方法進行分離。方鉛礦主要以殘留狀分布于鉛礬中，大部分方鉛礦具有鉛礬演變形態，相互不規則密切聯系，顯示鋸齒狀、港灣狀連接線（見圖2）。其余方鉛礦顯示細粒半自形-自形粒狀，粒度介于0.015～0.20mm，以星點狀賦存于巖石中，該部分方鉛礦比較容易解離。（2）鉛礬是礦石中的氧化鉛產物，也含有Au、Ag 元素，粒徑0.004～0.45mm，多數呈現不規則粒狀，是方鉛礦氧化后逐漸形成的。礦物學分析可知，鉛礬中有方鉛礦晶體；鉛礬主要以不規則連生賦存于褐鐵礦、非金屬礦物中。（3）鉛鐵礬是鉛結合相，含Pb平均值為20.26%，Fe 平均值為29.30%，S 平均值為11.33%，O 平均值為36.79%，個別礦物中含有少量K、As等元素。礦石中鉛鐵礬粒度約0.005～0.2mm，含量較多且形態多樣。鉛鐵礬與褐鐵礦連生并賦存于非金屬礦物中。此外，存在板條狀鉛鐵礬以不規則狀、團塊狀的集合體賦存在巖石中，粒級約0.01～0.06mm。

圖2 方鉛礦殘留于鉛礬中

2.5.4 硫元素賦存狀態。礦石中的S元素依次賦存于方鉛礦、鉛鐵礬、鉛礬和黃鐵礦中。經能譜分析，黃鐵礦中含有少量分散銀。黃鐵礦粒度0.003～0.15mm 之間，主要為自形-半自形粒狀的形態，部分黃鐵礦與褐鐵礦、閃鋅礦等礦物關系密切。

2.5.5 共、伴生礦物的嵌布特征。石英：主要脈石礦物之一，粒度約0.01～0.65mm，主要為它形粒狀和變晶狀，與礦石中金屬礦物關系密切。

明礬石：粒度約0.001～0.003mm，主要以不規則狀、立方體狀自形晶的集合體形態分布，與褐鐵礦、鉛鐵礬關系密切。

褐鐵礦：礦石中主要氧化鐵礦物，粒度變化介于0.02～0.5mm之間，形態分布多為網絡狀、浸染狀、團塊狀和細脈狀等。褐鐵礦多數為黃鐵礦氧化的產物，呈現不規則狀，少部分褐鐵礦具有黃鐵礦原來的形態。褐鐵礦與銀金礦、鉛礬、鈉鐵礬等礦物的關系較為密切。

閃鋅礦：多數為單體，主要為它形-半自形粒狀，粒度約0.001～0.15mm 之間，或與黃鐵礦半規則連生，或與微細粒黃銅礦、黃鐵礦等礦物包裹賦存于巖石中。

黃銅礦：礦石中銅礦物之一，含量較少，主要形態為它形粒狀，粒度一般約0.20mm 以內，部分黃銅礦賦存在閃鋅礦中。

銅藍：礦石中銅礦物之一，含量較少，多數形態為不規則粒狀，星點狀分布于礦石中。

2.6 礦石自然類型

根據《金礦基本工作手冊》中一般有色金屬礦石自然類型的劃分標準，采用礦石中鐵物相來確定金礦石的氧化率。經原礦鐵物相分析，礦石的氧化物中的鐵含量為14.15%，礦石中總鐵含量為14.85%，計算可得礦石氧化程度為95.29%，可劃定其自然類型為氧化礦。

2.7 礦石工藝類型

金礦石工藝類型根據以下集中反映的內容，多采用綜合礦石工藝名稱：

2.7.1 硫化物的含量：以礦石中硫化物含量級別5%、20%及50%為限，稱少、中和多硫化物礦石。

2.7.2 氧化程度級別：氧化率＜10%、10%～30%、＞30%分別為原生礦、混合礦、氧化礦。

2.7.3 在工藝加工時需作必要處理礦石中有益組分和有害組分。

2.7.4 礦石的巖性種類。

2.7.5 金粒大小、形狀、賦存等特征。巨粒金或微粒金含量5%或50%，命名時應體現。

參照以上命名標準，可確定該礦石的綜合礦石工藝類型為：少硫化物、破碎不等粒石英巖型的鉛金礦石（或含鉛金礦石）。

3 結論

（1）工藝礦物學是支撐開展礦石選別工藝研究的主要手段，對查明掌握礦石礦物學特征、決策有價選礦工藝技術等至關重要。本礦石的Au、Pb 和Ag 元素具有可回收利用價值，其中Au 主要為細粒明金和顯微金，以粒間金、裂隙金賦存，利于選冶回收，但礦石中少部分金與鉛礦物、脈石礦物以包裹特性賦存，會影響Au的回收效果。

（2）礦石中Pb 以氧化相、結合相中鉛存在，氧化物鉛礬和結合相鉛鐵礬回收難度大，與金的密切關系易導致單獨回收鉛連帶損失金，該特征直接造成本礦石不適宜產出純的鉛精礦，應貼合工業要求，獲得可計價多元素的礦產品，從而實現礦產資源開發利用最大化和資源經濟效益最大化。