山西某斑岩型金矿工艺矿物学特性

周利华，陈晓芳，苏妤芸

（1.低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室，福建 龙岩364000；2.厦门紫金矿冶技术有限公司，福建 厦门 361000）

金具有耀眼夺目的光泽和特别的物理化学性质，一直为人类追求的财富。具有工业价值的矿床有石英脉型、斑岩型、砾岩型、卡林型低温热液型等[1]，不同金矿床矿物组成和金赋存状态区别较大，且具有亲硫性、亲铜性、亲铅性、亲铁性不同特征。山西某金矿新矿脉矿石性质发生了变化，原矿矿石含金品位逐渐降低，且由含金多金属矿变为单一金矿[2]。因此需要对该斑岩型金矿开展详尽的工艺矿物学研究，查明该斑岩型金矿矿物组成、金的化学物相状态、金的嵌布特征、嵌布粒度和单体解离度[3]。根据金在矿样中的配分，对重选、浸出、浮选三种选冶方法的可回收性进行了评价，并确定适合于该矿石性质的较佳生产工艺方法，为该矿新选厂技改工程提供基础资料和理论依据。

1 矿石化学成分分析

该斑岩型金矿矿样化学成分分析见表1，-0.074 mm 浮选给矿金的物相分析结果见表2。

表 1 样品化学成分分析结果/%Table 1 chemical analysis results of ore samples

表2 金物相化学分析结果Table 2 chemical analysis results of gold phase

由表1 可见，矿石中Au 为可回收的主要有价元素，Ag 可考虑伴生综合回收，铜、铅、锌相对含量较低，未达工业回收边界品位，SiO2是主要脉石矿物， 其次是Al2O3。有害元素As 含量较低，对金精矿影响不大，矿石中金属硫化物含量较低，可考虑全硫浮选回收金矿物。

由表2 可见，-0.074mm 浮选给矿矿石中，裸露金占绝大多数，含量达79.28%，单体解离金和连生金为主要金矿物，硫化物和氧化物包裹金为少部分，对金矿物的回收利用影响较小。

2 矿物组成及相对含量

肉眼可见矿石中含有少量黄铁矿和石英脉石矿物。采用矿物定量分析仪（MLA）和XRD 定性、定量分析矿物组成，矿物组成分析结果见表3。

表 3 矿石中主要矿物组成及相对含量/%Table 3 components and relative content of the main minerals

由表3 可知，矿石中金属硫化物含量较少，主要金属矿物为黄铁矿，其次为闪锌矿、黄铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿等，脉石矿物以长石为主，以及石英、白云母和铁白云石等。贵金属金银矿物总含量较少，金矿物有含银自然金、银金矿、自然金，银矿物有碲银矿、辉银矿、金银矿、自然银和硫铜铋银矿。

3 金、银矿物种类

工艺矿物学中将含Ag 含量＜ 5%者称为自然金，5% ～ 15%称含银自然金，15% ～ 50%称为银金矿，50% ～ 85%称金银矿，85% ～ 95%称含金自然银，95% ～ 100%则为自然银[4]。据此，对矿石中金矿物进行MLA 能谱成分测试，可知金矿物主要以含银自然金量最多，其次是银金矿与自然金。银矿物有金银矿、碲银矿、自然银、辉银矿、硫铜铋银矿等。部分金矿物颗粒的能谱化学成分分析结果见表4，银矿物颗粒的能谱化学成分分析结果见表5。

表 4 金矿物化学成分分析结果/%Table 4 chemical analysis results of gold

表5 银矿物化学成分分析结果Table 5 chemical analysis results of silver

4 金矿物嵌布特征

样品经尼尔森富集后采用Superpanner 进一步富集以获得高富集比的精矿样品用于显微镜观察和电镜分析。金矿物有含银自然金、银金矿和自然金，解离金以细中粒为主，图1（a）和图1（b）为显微镜下拍摄观察金，图1（c）为砂光片金；连生金含量约占可见金总量的26.70%，主要呈它形粒状或近圆粒状，主要连生在黄铁矿、方铅矿、黄铜矿以及闪锌矿等硫化物边缘，且以富连生体为主，贫连生体次之，较少与非硫化物脉石连生，金连生体分布情况见图2，金与方铅矿连生见图3（a），偏光显微镜拍摄于砂光片，金粒度36.1 µm×19.5 µm，金与黄铁矿连生见图3（b），偏光显微镜拍摄于砂光片，自然金粒度50.1 µm×21 µm；包裹金主要分布在金的贫连生体中，其含量在可见金总量中不足1%，主要包裹在黄铁矿、方铅矿、硫铜铋铅矿等硫化矿中，偶见包裹在石英等非硫化物中（见图4）。包裹在硫化物中的金可浮选回收，不易重选或直接浸出回收[5]；包裹在非硫化物脉石中的金浮选、重选或浸出工艺均不能回收。

图 1 尼尔森富集解离金Fig. 1 Nelson enrichment of dissociated gold

图 2 金矿物连生体分布情况Fig. 2 Distribution of epiphytes in gold deposits

图3 金与方铅矿、黄铁矿连生Fig. 3 Gold associated with galena and pyrite

图 4 金被黄铁矿、方铅矿、脉石包裹Fig. 4 Gold covered by pyrite, galena and gangue

5 金矿物嵌布粒度和单体解离度

5.1 金矿物嵌布粒度

矿物嵌布粒度对制定合适的磨矿时间和工艺具有直接关联。筛分分级0 ～ 150 μm 浮选给矿矿石并磨成砂光片在显微镜下观察，采用线测法统计结果见图5。

图5 金矿物正累积粒度分布Fig. 5 Gold covered by pyrite, galena and gangue

由图5 可知，样品中20 ～ 37 μm、37-74 μm粒级含量较高，-10 μm 粒级含量2.06%，金矿物中粒级嵌布粒度较高，细粒级分布较少，金嵌布粒度有利于浮选回收。

5.2 金矿物单体解离度

矿物单体解离度对有价金属回收至关重要[6-7]，筛分分级0 ～ 150 μm 浮选给矿矿石并磨成砂光片在显微镜下观察，单体解离度测定结果见表6。

表6 金矿物单体解离度Table 6 Gold monomer dissociation degree

矿物单体解离度为73.30%，连生金矿物以中间粒级为主。3/4 贫连生体含量14.71%，这部分贫连生体不利于金矿物综合回收。且-37+10 μm 粒级连生体含量19.16%，连生体嵌布粒度细微，+74 μm粒级连生体含量较低，且为富连生体，对金矿物综合回收影响不大。

6 金的可回收性评价

6.1 金矿物在矿样中的配分

根据金的解离、连生、包裹情况，测定金矿物在矿样中的配分含量，以推测-74 μm 含量60%浮选给矿的重选、浮选、浸出的金可回收性。矿石中主要矿物中金的配分见表7。

表 7 -74 μm 含量60%浮选给矿中各主要矿物中金的分配Table 7 -74 um 60% flotation distribution of gold in each major mineral in the ore

单矿物含金以及矿样总金计算，裸露金在矿样总金中的占比为81.75%，与金的物相分析中裸露金数据79.28%较为接近。将MLA 检测到的解离金、硫化物连生金及非硫化物连生金之间的含量比，对裸露金总量进行配分。浸出工艺可回收裸露金部分，尼尔森重选可回收解离金和部分富连生体，除非硫化物包裹金和非硫化物贫连生金不能回收外，大部分金矿物可综合回收。

6.2 金的可回收性评价

通过Supperpanner 将金矿物、金属硫化矿物、非硫化矿物分离，MLA 测试矿物中金的解离、连生、包裹情况，并测定金矿物在矿样中的配分含量，并判断-74 μm 60%浮选给矿的重选、浮选、浸出的金可回收性。重选可回收大于37 μm 的解离金和部分金富连生体，重选金可回收性评价见表8；可浸出金理论上指包括解离金和连生金的裸露金[8]，表9 为浸出金的可回收性评价；浮选可回收的理论部分有解离金、硫化连生金、硫化物包裹金和非硫化物连生的金富连生体，浮选金的理论可回收性见表10。

表8 重选可回收金评价/%Table 8 Evaluation form of recyclable gold of gravity separation

表 9 浸出可回收金评价/%Table 9 Evaluation form of recyclable gold of leaching

表10 浮选可回收金评价/%Table 10 Evaluation form of recyclable gold of flotation

由表8、表9、表10 可知，重选可回收金理论回收率50.57%，浸出可回收金理论回收率81.75%，浮选理论回收率93.44%～94.12%，取平均值为93.78%。重选能回收部分金矿物，而浮选理论上能获得最高的金回收率。

7 结 论

（1）矿石中金属硫化物含量低，主要金属矿物有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、砷黝铜矿、斑铜矿等，脉石矿物以长石为主，以及石英、白云母和铁白云石等。金矿物有含银自然金、银金矿、自然金；金矿物主要连生在黄铁矿、方铅矿、黄铜矿以及闪锌矿等硫化物边缘，且以富连生体为主，贫连生体次之，较少与非硫化物脉石连生；金矿物主要包裹在黄铁矿、方铅矿、硫铜铋铅矿等硫化矿中，偶见包裹在石英等非硫化物中。

（2）中粒级嵌布粒度金矿物含量较高，细粒级分布较少，有利于金矿物的回收。矿物单体解离度为73.30%，中间粒级单体含量高，且连生金矿物以中间粒级为主。3/4 贫连生体含量14.71%，这部分贫连生体不利于金矿物综合回收。

（3）测定金矿物在矿样中的配分含量，测算不同矿物类别中金分配率。可计算出重选金矿物理论可回收率为50.57%，浸出金理论回收率81.75%，浮选理论回收率93.78%。三种选冶方法的可回收性评价表明，浮选理论回收率最高，为后续工艺流程的选择提供工艺矿物学上的技术支撑和理论依据。