高硫高砷难浸金精矿工艺矿物学研究

高国龙，李登新

(1.清华大学环境科学与工程系， 北京 100084；2.东华大学环境科学与工程学院，上海 201620)

目前，世界黄金储量中2/3以上为难处理矿，1/3的黄金产量来自于难处理矿[1-3]。随着易浸金矿石资源日益枯竭，开发利用有微细粒嵌布、含高硫高砷的难浸金矿成为一大趋势。

高硫高砷金精矿矿物组成十分复杂，金常被包裹在其它矿物中，金的浸出率很低[4]。为了开发这类资源，开展工艺矿物学研究十分必要。对难浸金矿物相的分析，前人已做过大量工作，但多侧重于某一种研究方法，如X射线衍射分析等[5]。这些方法能够判断矿中物相成分，但无法观察相互包裹的状态。本文综合采用X射线衍射分析、矿物解离度分析和扫面电镜-能谱分析等多种方法，既能判断高硫高砷难浸金精矿的物相组分，又能观察各物相的赋存状态，以期为探索高硫高砷难选冶金精矿的提金工艺提供指导。

1 实验

1.1 原料来源

实验所用的金精矿取自河南某黄金冶炼厂。用小型粉碎机(FW-400A型，北京中兴伟业仪器有限公司)将样品进一步粉碎至50～335 μm。对该金精矿进行氰化浸金，发现金的氰化浸出率为26.95%。根据金矿的难浸程度等级，属于难浸金精矿。本文从化学成分分析、X射线衍射分析、矿物解离度分析、扫描电镜-能谱分析等不同程度开展了工艺矿物学研究。

1.2 测试方法

1.2.1 X射线衍射分析(XRD)

采用D/max-rB型X射线衍射仪(日本理学)测定金精矿物相组成。

1.2.2 矿物解离度分析(MLA)

利用矿物解离度分析仪(FEI.Quanta 600. JKtech MLA suite 2008)研究金精矿矿物结构和组成。

1.2.3 扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)

采用 JSM-5600 LV型扫描电镜(日本电子)和IE 300 X型EDS能谱仪(英国Oxford)对金精矿进行X射线线扫描微区分析。

2 结果与讨论

2.1 化学成分分析

利用火焰原子吸收分光光度法(原子吸收分光光度计，AA320型)测定金精矿化学成分(质量分数)，见表1。金精矿含S 13.91%，含Fe 16.8%，含As 7.54%，是典型的高硫高砷金精矿。

表1 金精矿元素成分

2.2 矿物物相组成

2.2.1 XRD分析

采用X射线衍射方法测定样品中物相成分，图1为金精矿XRD图。由图1可以看出，金精矿含有石英、黄铁矿、毒砂、白云母、绿泥石和方解石，主要物相为毒砂、黄铁矿、石英和白云母。

2.2.2 MLA分析

图2为金精矿颗粒的MLA图。表2为金精矿的粒级分布特征。由表2、图2知，主要金属矿物为毒砂和黄铁矿，脉石矿物主要为石英、白云母。图2表明，无法观察到金独立颗粒，而通过氰化实验能够浸出金，说明金以次显微金和超显微金等不可见金状态赋存于载金矿物中。这样的矿石，即使磨到极细小，也不能将金颗粒暴露出来。在氰化时，金颗粒不能接触到含氰溶液，金无法溶解[6-9]。从图2还可以看出，该难浸金精矿中,各种矿物分布不均匀，典型特点是毒砂、黄铁矿相互包裹，石英等脉石也包裹其他矿物。所以,必须仔细设计预处理方法，将载金矿物破坏，使金裸露出来，从而最大限度提高金浸出率[10, 11]。

图1 金精矿XRD图

表2 金精矿的矿物粒级分布特征/%

2.2.3 SEM-EDS分析

扫描电镜和能谱仪可以将微区的选择和测定相结合[4, 5]。图3为金精矿表面形态的二次电子图(SE)和线扫描的位置，从中可以估计线扫描距离大约为10 μm。从图3上可看出，该金精矿中，硅和氧、硫和铁、砷硫和铁的含量分布在扫描线上密切相关，但仍无法观察到金独立颗粒。这与前期的XRD测试结果和MLA分析保持一致，进一步证明了该矿中的主要成分为黄铁矿、毒砂和石英，金以不可见金状态赋存于载金矿物中。

图2 金精矿颗粒的MLA图

图3 金精矿的表面形态二次电子图和扫描线的位置

3 结论

通过开展高硫高砷金精矿元素分析、XRD分析、MLA分析、SEM-EDS分析，得出以下结论：

(1)金精矿中金含量47.5 g·t-1、Ag 8.46

g·t-1、S 13.91% (质量分数)、As 7.54%(质量分数)，金的浸出率仅为26.95%， 属于典型的高硫高砷难浸金精矿。

(2)金精矿中的主要金属矿物为毒砂、黄铁矿。脉石矿物主要有石英、白云母。金精矿中，有害组分主要为砷，含砷矿物是以毒砂形式出现。金以不可见金的形式赋存于载金矿物中。

(3)多种矿物互相包裹，必须仔细设计预处理方法，将载金矿物破坏，使金裸露，从而最大限度地提高金浸出率。

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