坦桑尼亞某條帶狀鐵建造型金礦床礦石工藝礦物學(xué)研究

周瑤

摘要：坦桑尼亞某條帶狀鐵建造型金礦床礦石工藝類型為黃鐵礦化硅化破碎帶蝕變巖型金礦石。通過顯微鏡下鑒定、掃描電鏡分析、X射線衍射分析及化學(xué)物相分析等手段對(duì)該礦床金礦石中礦石成分、礦物種類、粒度分布、金的賦存狀態(tài)等工藝礦物學(xué)特征進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明：礦石中金礦物為自然金，粒度偏細(xì)，集中分布在50 μm以下，其中10 μm以下占27.54 %；礦石中主要載金礦物為石英、黃鐵礦、毒砂等；金嵌布狀態(tài)以粒間金為主，占52.72 %，其次為包裹金，占37.23 %；礦石中較多包裹金和細(xì)粒磁鐵礦的存在是影響選礦指標(biāo)的主要因素。研究結(jié)果為該礦床選礦工藝設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：條帶狀鐵建造型金礦床；工藝礦物學(xué)；賦存狀態(tài)；礦物解離度；坦桑尼亞

中圖分類號(hào)：TD91P616.4文章編號(hào)：1001-1277（2023）07-0112-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20230718

引 言

太古代條帶狀鐵建造型金礦床是世界上主要的金礦床類型之一，該類礦床的金產(chǎn)量約占世界金產(chǎn)量的13 %。坦桑尼亞、津巴布韋、加拿大、澳大利亞、印度、美國等國家的條帶狀鐵建造巖中均形成了金礦床，部分規(guī)模較大，資源量可達(dá)上千噸［1-4］。坦桑尼亞維多利亞湖地區(qū)太古代綠巖帶是世界上重要的金成礦帶，條帶狀鐵建造巖發(fā)育，蘊(yùn)藏著蓋塔、尼揚(yáng)雜嘎等眾多條帶狀鐵建造型金礦床。

工藝礦物學(xué)研究的目的在于對(duì)礦床、礦石和礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，為確定最佳的礦石處理工藝提供依據(jù)［5-11］。已探明坦桑尼亞某條帶狀鐵建造型金礦金屬量34 t，礦石中金以自然金形式存在，粒度偏細(xì)，集中分布在50 μm以下，金嵌布狀態(tài)以粒間金為主，其次為包裹金。本文針對(duì)該礦床礦石成分、礦物種類、粒度分布、金的賦存狀態(tài)等工藝礦物學(xué)特征展開了詳細(xì)研究，為該金礦資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

坦桑尼亞某條帶狀鐵建造型金礦床位于卡哈馬（Kahama）成礦帶東部，東接馬巴萊—布洪古基拉（Mabale-Buhungukira）綠巖帶［12］，礦區(qū)地表被沼澤性黑土和第四系松散殘坡積物覆蓋，其下伏變質(zhì)凝灰?guī)r和條帶狀含鐵建造。礦區(qū)主要控礦構(gòu)造為受倒轉(zhuǎn)背斜影響形成的層間剪切破碎帶。金礦化蝕變帶處于背斜的兩翼，其形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受層間剪切破碎帶控制。

金礦體產(chǎn)于條帶狀含鐵建造巖層和酸性火山沉積巖層2個(gè)能干性差異較大的巖層之間形成的層間剪切破碎帶中，其形態(tài)和產(chǎn)狀受層間剪切破碎帶約束，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出；其主要的圍巖巖性為條帶狀鐵建造巖。

該礦床內(nèi)圍巖蝕變比較發(fā)育，具有明顯的分帶特征，多種熱液蝕變疊加，以石英+綠泥石+黃鐵礦+毒砂+磁黃鐵礦為主要蝕變礦物組合。

2 礦石性質(zhì)

2.1 化學(xué)成分

該條帶狀鐵建造型金礦床礦石工藝類型為黃鐵礦化硅化破碎帶蝕變巖型金礦石。該礦石中最主要的有價(jià)元素為Au，品位為3.63 g/t，Ag、Fe含量相對(duì)較高，可以考慮綜合回收，原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

2.2 礦物組成原礦中金礦物以自然金為主，少量賦存于銀金礦中；金屬礦物主要為磁鐵礦、菱鐵礦和毒砂等，另有少量的赤鐵礦、褐鐵礦等，偶見閃鋅礦、黃銅礦、金紅石等；脈石礦物主要為石英，其次為黑云母、方解石、直閃石、鈉長(zhǎng)石、白云母等，另有少量透輝石、綠簾石等。礦物組成及相對(duì)含量見表2。

由表2可知：礦石中的鐵礦物主要為原生磁鐵礦，硫礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦和微量風(fēng)化氧化形成的褐鐵礦。因此，本次研究的金礦石為原生礦石。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石中以結(jié)晶作用形成的結(jié)構(gòu)為主，常見的礦物結(jié)構(gòu)有：①自形粒狀結(jié)構(gòu)，常見毒砂和少量黃鐵礦呈自形粒狀分布；②半自形粒狀結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)為黃鐵礦和部分毒砂呈半自形粒狀分布；③他形粒狀結(jié)構(gòu)，黃銅礦及部分黃鐵礦、毒砂等以他形粒狀結(jié)構(gòu)嵌布；④包含結(jié)構(gòu)，在粗粒毒砂中偶見細(xì)粒黃鐵礦包裹；⑤交代殘余結(jié)構(gòu)，偶見黃鐵礦、毒砂等被褐鐵礦交代。

礦石的主要構(gòu)造為：①浸染狀構(gòu)造，黃鐵礦、毒砂等硫化物主要存在于脈石礦物中，呈稀疏浸染狀形態(tài)；②塊狀構(gòu)造，部分黃鐵礦和毒砂富集呈塊狀；③脈狀構(gòu)造，黃鐵礦、毒砂呈脈狀分布在脈石礦物中。

3 金礦物特征

3.1 金礦物種類

自然金含金較高，為82.14 %～94.96 %，平均值約為88 %；銀金礦中金的成色較高，約為80 %，偶見個(gè)別顆粒含金略低，平均在77 %左右。

3.2 金礦物嵌布狀態(tài)

礦石中金礦物主要以包裹金、粒間金、裂隙金3種形式存在。根據(jù)賦存狀態(tài)分析結(jié)果（見表3）可知：該礦石中金礦物以粒間金為主，分布率為52.72 %；其次為包裹金，占37.23 %；另有部分以裂隙金的形式存在，占10.05 %。

自然金與脈石礦物的嵌布關(guān)系密切，其中以不同脈石礦物粒間、脈石礦物包裹、脈石礦物裂隙形式分布的自然金占52.81 %;分布在脈石礦物與其他金屬礦物（磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等）粒間的自然金占22.38 %；黃鐵礦與磁鐵礦粒間、磁鐵礦與脈石礦物粒間、黃鐵礦與脈石礦物粒間的自然金占比相對(duì)較高，分別占13.23 %、10.01 %、8.61 %；少量分布于毒砂與磁鐵礦、磁黃鐵礦與脈石礦物中，占比分別為3.47 %、3.76 %。

粒間金以脈石礦物粒間、黃鐵礦與磁鐵礦粒間、磁鐵礦與脈石礦物粒間、黃鐵礦與脈石礦物粒間為主；包裹金絕大部分為脈石礦物包裹，另有少量包裹在磁鐵礦、黃鐵礦等礦物中；裂隙金主要分布在脈石礦物裂隙中。

3.3 金礦物形態(tài)和分布特征

自然金呈金黃色，形態(tài)多樣，主要為圓粒狀、矩形狀，其次為長(zhǎng)條狀；而線狀、尖角粒狀較少。

分析金礦物的嵌布情況，能夠明顯發(fā)現(xiàn)礦石粒度較細(xì)（見表4）。-50 μm占比較高，處于-10～+5 μm和-5 μm占比分別為19.03 %、8.51 %。

在磨礦過程中，礦物的粒度和賦存狀態(tài)等直接影響自然金的解離或裸露，不同類型的自然金會(huì)呈現(xiàn)不同狀態(tài)，其中最容易受到影響的是粒間金和裂隙金，對(duì)以包裹形式存在的自然金粒度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表5。由表5可知，-10～+5 μm和-5 μm粒度的包裹金分別占14.81 %、13.46 %（分別占自然金總量的5.51 %、5.01 %），這部分自然金在磨礦過程中不易裸露，容易損失在尾礦中。礦石中自然金嵌布特征及與載金礦物關(guān)系見圖1。

4 其他重要礦物的嵌布特征

4.1 磁鐵礦

磁鐵礦在礦石中相對(duì)含量最高，主要以不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)形式嵌布。磁鐵礦嵌布粒度較細(xì)，呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀，在分布方式上，較多以稠密浸染狀分布，其特征也導(dǎo)致后續(xù)磨礦過程，通常不會(huì)出現(xiàn)單體解離等情況；另外部分磁鐵礦與磁黃鐵礦的共生關(guān)系緊密；有時(shí)在磁鐵礦顆粒內(nèi)部可見黃鐵礦、毒砂等顆粒交代。

4.2 黃鐵礦

黃鐵礦在礦石中相對(duì)含量較高，也是金最主要的載體礦物之一。黃鐵礦主要以不規(guī)則粒狀嵌布在脈石礦物中，少量呈半自形分布；嵌布粒度集中在0.02～0.104 mm。多以稠密浸染狀分布在脈石礦物中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦石中有61.00 %的金礦物與黃鐵礦有關(guān)，而且較多金礦物嵌布于黃鐵礦中，多數(shù)呈微粒包裹狀，少量分布于毒砂中。在黃鐵礦與毒砂嵌布的區(qū)域，能夠看到少量的毒砂包裹，二者粒度都較細(xì)，并主要存在于脈石礦物中，通常表現(xiàn)為浸染狀。

4.3 毒 砂

毒砂作為載金礦物在礦石中的相對(duì)含量較低。毒砂在礦石中特征明顯，常集中在局部，表現(xiàn)形態(tài)存在一定差異，較為常見的是自形—半自形粒狀；粒度偏細(xì)，集中分布在0.02～0.2 mm。多為稠密浸染狀，偶有其他形態(tài)，如稀疏-星散浸染狀。毒砂也會(huì)與黃鐵礦結(jié)合形成特定形狀，其中可能會(huì)存在少量的粒間金，在其間隙位置，偶見少量裂隙金。

4.4 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦多呈不規(guī)則粒狀、網(wǎng)脈狀嵌布，其與磁鐵礦的嵌布關(guān)系緊密，常見微細(xì)粒磁黃鐵礦與細(xì)粒的磁鐵礦緊密共生呈稠密浸染狀分布在脈石礦物中，另有部分粗粒的磁黃鐵礦與磁鐵礦連生；另外磁黃鐵礦和黃鐵礦、毒砂也常共生在一起，常見由磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂等組成的硫化物與磁鐵礦緊密共生。

5 礦石工藝礦物學(xué)研究

5.1 自然金物相特征

對(duì)原礦采取振磨方式處理，使磨礦細(xì)度-0.074 mm占93 %，之后確定其中的化學(xué)物相情況（見表6）。由表6可知，裸露金占比較高，為93.09 %。

5.2 重要礦物的嵌布粒度特征

礦石中存在一定量的金屬礦物，在后續(xù)磨礦過程中，需要重點(diǎn)分析其嵌布粒度，為相關(guān)工作提供重要參考依據(jù)，因此對(duì)磁鐵礦、毒砂等粒度組成情況進(jìn)行分析，以便確定合理的磨礦工藝和磨礦細(xì)度。礦石中重要礦物的粒度分布特征見表7。

由表7可知：部分礦物的粒度偏細(xì)，其中，磁鐵礦在-0.020 mm粒度中的含量較高，占30.46 %，其在磨礦過程中不易與其他礦物單體解離。硫化物粒度偏粗，但是粒度-0.074 mm的礦物占比較低，為51.41 %，-0.020 mm的占比達(dá)到17.61 %。

5.3 不同磨礦細(xì)度下重要礦物的解離度特征

由單體解離度的測(cè)定結(jié)果（見表8）可知，磨礦細(xì)度-0.074 mm占60 %時(shí)，磁鐵礦單體解離度為20.24 %；硫化物的解離情況也較差，僅為36.91 %；連生體部分主要為與脈石礦物連生。隨著磨礦細(xì)度的增加，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %時(shí)，磁鐵礦的單體解離度也僅僅提高到39.07 %，連生體部分主要為與脈石礦物連生，與硫化物連生的部分有所降低；硫化物的解離度有所提升，達(dá)到 60.04 %，但解離效果仍不理想。

6 影響金回收的礦物學(xué)因素

1）自然金粒度偏細(xì)，-50 μm粒度中含量較高，而處于-10～+5 μm和低-5 μm的占比分別為19.03 %、8.51 %。根據(jù)其粒度分布特征，不宜直接采用重選的方法進(jìn)行回收。

2）以包裹金形式嵌布的細(xì)粒自然金含量相對(duì)較高，其中，10 μm以下部分占自然金總量的10.52 %，這部分自然金在磨礦過程中不易單體解離或裸露，容易損失到尾礦中。

3）自然金與脈石礦物的嵌布關(guān)系密切，其中以脈石礦物粒間、脈石礦物包裹、脈石礦物裂隙形式分布的自然金占52.81 %，分布在脈石礦物與其他金屬礦物（磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等）粒間的自然金占22.38 %，不宜直接采用全硫化物浮選的方式來回收金。

4）礦石中磁鐵礦和硫化物的嵌布粒度細(xì)，磨礦細(xì)度-0.074 mm 占90 %時(shí)，磁鐵礦和硫化物的單體解離度分別為39.07 %、60.04 %，解離效果差。若要取得較好的解離效果，可能要增加較多的磨礦成本。

7 結(jié) 論

1）原礦中金礦物主要為自然金，少量銀金礦；金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為菱鐵礦和毒砂等；脈石礦物主要為石英，其次為黑云母、方解石、直閃石、鈉長(zhǎng)石、白云母等。

2）自然金與脈石礦物存在一定的共生關(guān)系，其中以粒間金、包裹金、裂隙金形式分布在脈石礦物中的自然金占52.81 %，分布在磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等金屬礦物與脈石礦物的粒間金占22.38 %。

3）礦石中以粒間金、裂隙金形式分布的自然金占62.77 %，這部分金在磨礦過程中容易解離或裸露出來，有利于自然金的回收；以包裹金形式存在的自然金占37.23 %，其中10 μm以下的包裹金占總金的10.52 %，這部分金在磨礦過程中，不易單體解離或裸露，易損失到尾礦中。

4）礦石中硫化物（黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦等）的嵌布粒度總體較細(xì)，在磨礦過程中不易與其他礦物單體解離；該礦石中的金主要嵌布在脈石礦物中，與金屬硫化物的共生關(guān)系不緊密，針對(duì)這種情況，適宜在合理的磨礦細(xì)度下采用直接浸出的方式來回收金。

［參 考 文 獻(xiàn)］

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Mineralogical study of a banded iron-formation gold deposit in Tanzania

Zhou Yao

（The First Institute of Geological and Mineral Resources Survey，Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development）

Abstract：The ore mineralogy of a banded iron-formation gold deposit in Tanzania is characterized by the altered ores on the broken zone with pyrite mineralization and silicifications.The ores mineralogical characteristics，including ore composition，mineral species，particle size distribution，and occurrence of gold，were studied in detail through methods such as microscopic identification，scanning electron microscopy analysis，X-ray diffraction analysis，and chemical phase analysis.The results showed that the gold minerals in the ore were native gold，with a fine particle size mainly distributed below 50 μm，and the portion below 10 μm accounted for 27.54 %.The main gold-carrier minerals in the ore were quartz，pyrite，and arsenopyrite.The gold occurrence was mainly in intergranular form，accounting for 52.72 %，followed by inclusion form，accounting for 37.23 %.The presence of abundant inclusion of gold and fine-grained magnetite in the ore was the main factor affecting the beneficiation indicators.The research results provide a basis for the design of the beneficiation process for this deposit.

Keywords：banded iron-formation gold deposit;process mineralogy;occurrence state;mineral dissociation degree;Tanzania

收稿日期：2023-02-20； 修回日期：2023-05-16

基金項(xiàng)目：國外礦產(chǎn)資源風(fēng)險(xiǎn)勘查專項(xiàng)資金項(xiàng)目（201210B01600234）

作者簡(jiǎn)介：周 瑤（1978—），女，工程師，從事巖礦測(cè)試工作；E-mail：251962751@qq.com