青海双朋西金矿床金的赋存状态及矿石可选性研究

张 涛,伊有昌,王生龙,刘庆云

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;2.青海省有色地质矿产勘查局七队,西宁810007)

1 矿床地质简况

双朋西金矿床位于青海省同仁县城北东约59 km处,矿床处于松潘—甘孜印支褶皱系青海南山冒地槽褶皱带中。矿区出露地层主要为下二叠统大关山群,为一套浅海相碎屑岩、碳酸盐岩建造,岩性主要有大理岩、细砂岩、粉砂岩等,为赋矿层位。区内NWW向断裂发育,为控岩控矿构造。印支期中酸性岩浆侵入活动强烈,岩性为花岗闪长岩。金矿体产于岩体接触带的夕卡岩中,且受NWW向断裂控制[1-4]①。矿床共圈出金矿体24条,矿体长35～250 m,厚 2.0～11.89 m,金品位w(Au)=5.15 ×10-6～18.43×10-6。

2 矿石物质组成

2.1 矿石类型

矿石自然类型分为氧化矿和原生矿2种。氧化矿可分为黏土-褐铁矿型、褐铁矿型和土状褐铁矿型;原生矿分为夕卡岩型、蚀变花岗闪长岩型、石英脉型和大理岩型。矿石主要分布在地表以下40 m左右,断裂发育地带最深可达65 m。目前,双朋西金矿床以开采黏土-褐铁矿型矿石为主。

2.2 矿石化学成分

通过矿石光谱全分析和多元素分析结果(表1,表2)可以看出,矿石中具有工业价值的元素为Au和Cu,其中金品位w(Au)=6.3×10-6,铜品位w(Cu)=1.36×10-2,属共生矿产。银品位w(Ag)=24.4×10-6,可作为伴生组分综合利用。铅锌等元素含量低,无利用价值。有害元素As和碱金属元素含量较低,对矿石的选冶影响较小。

2.3 矿石矿物组成

经显微镜、扫描电镜、X光衍射等手段分析鉴定,已查明矿石中的矿物有52种②,其中金矿物2种,其他金属矿物25种,金属矿物约占19.5%,脉石矿物25种,约占80.5%。金属矿物以金属氧化物为主,其次为金属硫化物。金属氧化物矿物有褐铁矿、孔雀石,其次为硬锰矿、软锰矿,微量矿物为硅孔雀石、蓝铜矿等。金属硫化物以磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿为主,胶黄铁矿、方铅矿次之,微量矿物为铜蓝、辉铜矿、辉铋矿等。金矿物为银金矿和自然金。其他金属矿物有菱铁矿、白钨矿、自然铅、自然铋。脉石矿物主要有石英、方解石、白云石、透闪石、符山石、透辉石等,其次为白云母、绢云母、黏土矿物、绿泥石等,微量矿物有锆石、榍石、磷灰石等。

表1 双朋西金矿床矿石光谱全分析结果Table 1 Spectral analysis of ore from Shuangpengxi Au deposit

表2 双朋西金矿床矿石多元素分析结果Table 2 Mult-element analysis of ore from Shuangpengxi Au deposit

2.4 矿石结构、构造

矿石结构主要为胶状结构、交代残余结构、他形粒状变晶结构、镶嵌结构、包含结构等;矿石构造主要有蜂窝状构造、土状构造、角砾状构造、薄膜状构造、网脉状构造等,其中以蜂窝状、土状构造为主。

3 金的赋存状态

矿石中金的矿物有自然金、银金矿两种,属自然金-自然银系列。电子探针测试结果(表3)表明,金矿物由Au,Ag,Bi,Cu,Fe等元素组成。自然金中w(Au)平均为 85.183%,w(Ag)平均为13.646%;银金矿中w(Au)平均为 62.589%,w(Ag)平均为35.276%。金的主要载体矿物有褐铁矿、碳酸盐、石英,分布率见表4。金矿物主要以裂隙金嵌布于褐铁矿、碳酸盐矿物和石英的颗粒间隙、裂隙及微裂纹中,包裹金和粒间金较为少见。

表3 金矿物电子探针分析结果Table 3 Electronic probe analysis of Au minerals

表4 金矿物在载体中的分布表Table 4 Au distribution in carrier minerals

3.1 金矿物的工艺矿物学特征

(1)金矿物的形态特征。据金矿物形态特征表(表5),金矿物形态以粒状为主,占86.2%,其他形态有枝杈状、片状、长条状。

(2)金矿物的嵌布特征。金矿物有呈不规则粒状、片状分布在褐铁矿中及其边缘,亦有呈枝杈状嵌布于石英裂隙中,还有呈长条状镶嵌于石英或碳酸盐矿物的粒间③。

(3)金矿物的粒度特征。据粒度统计(表6),矿石中金矿物以粗粒金为主,约占50%,最大粒度达0.28 mm,细粒金约占25%,中粒金和微粒金相对较少。

(4)金矿物的表面特征。根据镜下观察,金矿物的表面干净,与载体矿物界线清晰,未见麻点、坑穴、擦痕等现象,不影响选矿效果。

(5)金的成色。根据17个随机样品的分析结果,双朋西金矿床金的成色平均为759。

表5 双朋西金矿床金矿物形态特征Table 5 Gold mineral morphology of Shuangpengxi Au deposit

表6 双朋西金矿床金矿物粒度统计Table 6 Gold grain size of Shuangpengxi Au deposit

3.2 主要载金矿物的特征

(1)褐铁矿。是本矿床最主要的金属氧化物,由针铁矿、水针铁矿、水赤铁矿、赤铁矿组成。颜色为棕褐色,主要呈胶状、纤维状、网脉状,部分呈自形晶、半自形晶,由黄铁矿、黄铜矿等硫化物经氧化作用,3价铁硫酸盐水解形成,同时可以见到闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等残留体。褐铁矿中及边部嵌布有金矿物,与金矿物关系最为密切,是最主要的载金矿物。

(2)碳酸盐矿物。主要为方解石和白云石,颜色呈白色、灰白色,他形粒状,粒度较粗,一般在0.5～2.00 mm之间。碳酸盐矿物是在矿石氧化过程中的碳酸盐阶段形成,其粒间局部见金矿物分布。

(3)石英。是本矿床主要的脉石矿物之一。石英颜色呈黄褐色、乳白色、灰白色,主要呈他形粒状分布,颗粒较大,粒径多在1.0～3.0 mm之间,裂隙发育,裂隙中常充填有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等,偶见银金矿和自然金充填。

4 矿石的加工与选冶性能

4.1 金的化学物相分析

将综合样磨碎至-200目占60%,进行化学物相分析,结果表明有35.73%金矿物呈微细粒包裹金嵌布(表7)。

表7 金的化学物相分析结果Table 7 Chemical phase analysis

4.2 金矿物的解离性

结合金矿物的粒度及与载体矿物的关系,从工艺矿物学角度进行试验,当磨矿细度达-200目占70%～80%时,采用直接选金法理想回收率在60%左右;当磨矿细度达-200目占90%时,采用氰化浸出法理想浸出率可达98%(表8)。

表8 不同磨矿细度金矿物解离性分析结果Table 8 Au analysis for ore in different mesh

4.3 矿石的选冶性能

经西北矿冶研究院采用7个选冶工艺流程对比试验(表9),采用浮选-氰化工艺,金的回收率可达91.77%[5]。

5 结论

(1)双朋西铁帽型金矿床矿石类型多样,以氧化矿为主。矿石中Au和Cu元素具有工业价值,银元素可综合利用。

(2)金矿物以自然金、银金矿2种独立矿物存在。主要载金矿物为褐铁矿、碳酸盐和石英。金矿物主要以裂隙金形式嵌布,包裹金和粒间金较少。

表9 选矿工艺流程结果对比Table 9 Comparison of different beneficiation techniques

(3)根据金的化学物相和解离性分析,选矿时加强细磨可提高Au的回收率,选用浮选-氰化工艺Au的回收率可达91.77%。

致谢:承蒙李时新高级工程师对全文进行了审阅,并提出了重要的修改意见,在此表示诚挚的感谢!

注释:

①青海省有色七队.青海省同仁县双朋西金矿详查报告[R].1990.

②西北矿冶研究院.青海省同仁县双朋西铜金矿石物质组成及金的赋存状态研究[R].1989.

③西北矿冶研究院.青海省同仁县双朋西铜金矿选矿试验报告[R].1989.

[1] 甘肃有色金属地质研究所.青海省同仁县双朋西及外围普查报告[R].兰州:甘肃有色金属地质研究所,1999.

[2] 李时新.青海双朋西金矿表生氧化带的某些特征[J].黄金,1998,19(10):9-11.

[3] 青海省地矿局.青海区域地质志[M].北京:地质出版社,1991.

[4] 孙继省,魏俊浩,王造成.青海双朋西金矿成矿规律及找矿标志[J].甘肃冶金,2005,27(4):22-24.

[5] 张涛.青海双朋西—斜长支沟地区金矿成矿地质条件及成矿规律[J].西北地质,2007,40(3):62-67.