四川某金礦礦石工藝礦物學特征研究

黃宏煒

（礦冶科技集團有限公司）

隨著金礦資源的不斷開采，易處理金礦石日益減少，開發利用低品位、微細粒—次顯微、雜質多的難處理金礦石成為必然趨勢［1-4］。難處理金礦的開發利用往往取決于該類金礦工藝礦物學的研究深度，查明該類礦石中金的賦存狀態和難回收原因，可為解決此類金礦選冶提供重要依據［5-6］。

本文對四川某金礦進行了詳細的工藝礦物學研究，系統地查明了該礦石的礦物組成、重要礦物的嵌布特征及嵌布粒度、金的賦存狀態及影響其回收的礦物學因素等工藝礦物學特征，為該金礦選礦工藝流程的制定、選礦廠工藝的優化和同類型金礦石的開發利用提供了理論依據，以期提高礦石中金的回收［7-9］。

1 礦石化學成分及礦物組成

1.1 礦石的化學成分

礦石化學多元素分析結果見表1。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

由表1 可知，礦石中的主要有價元素為金，金品位較低，僅為2.40 g/t，伴生少量有價元素銀，銀品位較低，為4.32 g/t，其他元素均未達到綜合回收指標；有害元素As品位為0.37%。

1.2 金的化學物相［10］

礦石金物相分析結果見表2。

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由表2可知，礦石中的金絕大部分以硫化物包裹金的形式存在，占比高達82.08%；另有少量的金以裸露金的形式存在，占比16.25%；微量的金以其他礦物包裹金的形式存在，占比1.67%。

1.3 金的賦存狀態

根據金的化學物相分析、光學顯微鏡和礦物自動分析儀的金礦物分析結果，結合黃鐵礦、毒砂的電子探針分析結果可知，樣品中的金主要以不可見金的形式分布在黃鐵礦和毒砂中，占83.75%；另有一部分金以銀金礦、自然金和金銀礦等獨立金礦物的形式存在，占16.25%。

1.4 礦石的礦物組成

通過現代測試儀器分析可知，礦石中的物質組成相對簡單，金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦，其次為毒砂，偶見黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等；非金屬礦物主要為石英、白云母，其次為鐵菱鎂礦、高嶺石、斜長石、白云石、綠泥石、鈉長石等，另含有少量的鉀長石、黑云母、方解石、碳質、磷灰石等。

2 礦石中主要礦物的工藝學特征

2.1 金礦物

2.1.1 金礦物種類

將0～2 mm 綜合礦樣破碎至0～0.3 mm，將其制成環氧樹脂光片，首先利用偏光顯微鏡觀察，未觀察到金的獨立礦物；然后利用礦物自動分析儀對樣品中的金礦物進行研究，檢查顆粒數約1 000 萬顆，共找到金礦物30 顆。對這些金礦物進行X 射線能譜分析，結果表明，礦石中的金礦物主要為銀金礦，少量為自然金和金銀礦（圖1）。

2.1.2 金礦物的嵌布特征和粒度

礦石中的金礦物與黃鐵礦、毒砂的嵌布關系最為密切，另有少量嵌布在脈石礦物中，偶見與黃銅礦、黝銅礦嵌布在一起（表3）。

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因找金礦樣為0～0.3 mm 細碎樣，故可見部分金礦物與其他礦物呈裸露連生的形式分布；較多的金礦物以粒間金和包裹金的形式分布，其主要與黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、黝銅礦等硫化共生關系密切（圖2、圖3），少量嵌布在脈石礦物中；另有少量以裂隙金形式分布的金礦物，其絕大部分與黃鐵礦嵌布在一起。金礦物嵌布粒度很細，絕大部分分布在-5 μm，最粗未超過7 μm，其中-3 μm部分占68.05%。

2.2 黃鐵礦

黃鐵礦是礦石中含量最多的金屬硫化礦物，也是金的主要載體礦物之一。黃鐵礦多呈半自形-他形晶、細粒狀、浸染狀分布于石英等脈石礦物裂隙、粒間或包裹于其中（圖4、圖5）。細粒黃鐵礦有時會以集合體的形式產出，部分還呈星點狀彌散分布于脈石礦物中。有時可見黃鐵礦與毒砂、褐鐵礦嵌布產出。礦樣中黃鐵礦電子探針分析結果見表4。

由表4 可知，黃鐵礦中普遍含有一定量的砷，部分黃鐵礦中含有微量的金，且金含量變化相對較大，金含量為0%～0.12%，說明黃鐵礦中含有不可見金。

2.3 毒 砂

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毒砂在礦石中的含量相對較少，且具有局部富集的特點，也是金的主要載體礦物之一。毒砂主要呈自形-半自形晶粒狀分布于脈石礦物中（圖6），有時與黃鐵礦密切嵌布，或呈細粒包裹于黃鐵礦顆粒中（圖7）。毒砂電子探針成分分析結果見表5。

由表5 可知，毒砂的成分相對穩定，普遍含有微量的Co、Ag、Ni、Ti 等元素；其中，部分毒砂中含有微量的金，且金在毒砂中的分布不均勻，含量為0%～0.15%，說明毒砂中也有不可見金。

2.4 載金硫化物及其集合體

2.4.1 載金硫化物及其集合體的粒度特征

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0～2 mm 礦樣中，硫化物及其集合體主要以細粒形式產出，礦樣中黃鐵礦、毒砂等硫化物基本保持原始嵌布粒度。由于黃鐵礦和毒砂的浮游性能相近，且都是重要的載金礦物，在選礦過程中二者的走向一致，其集合體的工藝粒度具有重要的實際意義。在顯微鏡下對黃鐵礦、毒砂及硫化物集合體（包括黃鐵礦、毒砂）的單體和連生體粒度組成進行測定，結果見圖8，其礦物粒度特征曲線見圖9。

由圖8、圖9 可見，黃鐵礦粒度粗細不均，單體和連生體均分布在0.020～0.295 mm，少量單體粗粒可達0.50 mm 左右。毒砂粒度粗細不均，單體部分相對較粗，粒度集中分布在0.020～0.104 mm，連生體粒度集中分布在0.010～0.074 mm。硫化物集合體粒度也粗細不均，單體粒度集中分布在0.02～0.295 mm，連生體粒度集中分布在0.01～0.074 mm。黃鐵礦、毒砂和硫化物集合體粒度粗細分布不均，總體偏細，且單體粒度均較連生體粗，其中-0.01 mm 部分分別占3.65%，2.18%，3.11%，這表明載金硫化物粒度較細。同時，黃鐵礦、毒砂和硫化物集合體三者粒度分布區間相差不大，粒度特征曲線相似，且硫化物集合體的粒度特征曲線分布在黃鐵礦和毒砂的粒度特征曲線之間，表明黃鐵礦和毒砂的共生關系不密切。

2.4.2 載金硫化物及其集合體的解離度

由于黃鐵礦和毒砂的浮游性能接近，且都是主要的載金礦物，在浮游選金的過程中二者走向一致，都是要回收的礦物。因此，采用線段法，對不同磨礦細度下礦石中的黃鐵礦、毒砂及硫化物集合體（黃鐵礦、毒砂）的解離度進行統計，結果見表6～表8。

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由表6～表8 可知，當磨礦細度為-0.074 mm55%時，黃鐵礦、毒砂及其硫化物集合體的解離度分別為71.17%，57.33%，70.54%，脈石包裹部分分別占13.11%，16.25%，13.90%，單體解離情況較差。當磨礦細度為-0.074 mm70%時，黃鐵礦、毒砂及其硫化物集合體的解離度分別為85.63%，69.47%，83.57%，脈石包裹部分分別占5.01%，11.58%，6.65%，黃鐵礦和硫化物集合體的單體解離比較充分，毒砂的單體解離不充分。考慮到黃鐵礦含量是毒砂的3倍，且將磨礦細度提高到-0.074 mm80%時，脈石包裹部分仍分別占4.12%，10.80%，5.79%，脈石包裹部分僅分別下降0.89%，0.78%，0.86%，提高磨礦細度對使其裸露影響有限。因此，磨礦細度選擇-0.074 mm70%，同時加大對裸露連生部分硫化物的浮選回收，可在不影響回收率的前提下，節約磨礦成本，提高經濟效益。

3 結 論

（1）礦石中的金品位為2.40 g/t，金屬礦物主要為黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂，脈石礦物主要為石英、白云母、鐵菱鎂礦、高嶺石等。黃鐵礦、毒砂均為載金礦物，都是浮選回收對象，且黃鐵礦中也普遍含有少量的砷，這將會導致金精礦中砷含量偏高。

（2）礦石中黃鐵礦和毒砂等硫化物的嵌布粒度粗細不均，總體較細，部分細粒硫化物易損失，影響金的回收率。此外，該礦石中還含有較多白云母、高嶺石等層狀硅酸鹽礦物，其易泥化、浮游性能相對較好，故須避免過磨。因此，選擇合適的磨礦工藝十分重要，建議采用-0.074 mm70%的磨礦細度，并強化對裸露連生部分的回收，以提升金的浮選回收率。

（3）礦石中的金主要以不可見金的形式分布在黃鐵礦和毒砂中，占83.75%；另有一部分金以獨立金礦物的形式存在，占16.25%，嵌布粒度很細，且和硫化物的共生關系緊密。因此，該礦不宜直接采用氰化浸出的方式回收金，可采用全硫化物浮選—金精礦氧化預處理—濕法冶金提金工藝來實現金的回收。