青海某难处理含砷金矿石工艺矿物学研究

韩云翔 杨洪英 佟琳琳 张忠辉 李 伟

（1.多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110819；2.东北大学冶金学院，辽宁 沈阳 110819；3.青海山金矿业有限公司，青海 都兰 816100）

随着金矿资源的持续开发利用，我国易处理金矿资源日益减少，难处理金矿资源已成为今后的主要金矿资源［1-8］。作为青海的优势矿种与特色矿种，近几年青海新发现的金矿产地数量、勘测程度、研究进展、生产价值等均为全省之首［9-10］。青海某金矿石性质较复杂，由于缺乏深入的工艺矿物学研究数据，产出的金精矿品位及回收率均较低，多次实验室选矿试验结果也不理想。为此，采用偏光显微镜、场发射扫描电子显微镜等［11-17］开展了系统、深入的工艺矿物学研究，研究成果可为现场选矿工艺流程改造提供重要基础数据。

1 矿石的成分分析

该金矿不同矿口、不同中段的金分布极不均匀，平均金品位3.0 g/t。矿石中主要金属矿物为黄铁矿，方铅矿、闪锌矿少量，黄铜矿微量；主要非金属矿物有石英、长石、绢云母、方解石、透辉石、绿帘石等。矿石主要化学成分分析结果见表1。

注：Au的含量单位为g/t。

由表1可知，矿石中S与Fe含量较高，分别为35.80%、28.13%；Zn、Cu、Pb含量较低，可考虑综合回收；有害元素As含量为2.05%，C含量为0.234%。

2 矿石的结构构造

2.1 矿石的结构

矿石的结构主要有6种：①包含结构，多为黄铁矿包裹方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等矿物（图1（a）），其次有闪锌矿包裹黄铜矿、方铅矿包裹黄铜矿。②镶边结构，矿石中可观察到闪锌矿仅在方铅矿颗粒边缘交代形成的镶边（图1（b））。③乳浊状结构，矿石中黄铜矿含量较少，大部分黄铜矿呈乳滴状无序分布在闪锌矿中。④压碎结构，矿石中部分黄铁矿受到压力后晶粒出现缝隙或小位移，产生许多尖角的碎块，碎块大小大致相等，呈压碎结构（图1（c））；⑤半自形结构，矿石中部分黄铁矿与方铅矿结晶较好，为半自形结构。⑥他形粒状结构，矿石中大部分黄铁矿、方铅矿与闪锌矿晶型较差，呈他形粒状结构（图1（d））。

2.2 矿石的构造

矿石中金属硫化矿物主要呈浸染状构造，其次为条带状构造、细脉状构造、块状构造和碎裂构造等。①浸染状构造，在矿石中普遍存在黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物矿物，呈浸染状分布于矿石中，构成呈浸染状构造。②条带状构造，在矿石中可见细粒黄铁矿、石英、方解石等矿物呈细条带聚集分布，构成矿石的条带状构造。③块状构造，在矿石中偶见黄铁矿、方铅矿呈致密块状分布，构成矿石的块状构造。④碎裂构造，矿石中存在黄铁矿呈碎裂状分布，构成矿石的碎裂状构造。

3 主要矿物工艺矿物学特征

3.1 黄铁矿

黄铁矿是一种重要的载金矿物，在矿石中含量最高，为30.74%。大部分黄铁矿为半自形—他形粒状结构，也可观察到部分黄铁矿为自形晶体。黄铁矿通常以单体形式存在，也有部分黄铁矿与闪锌矿和方铅矿密切连生。黄铁矿裂纹发育，常见碎裂状（图2（a）），且常包裹其他矿物，如闪锌矿、方铅矿、黄铜矿以及金颗粒等（图2（b））。

黄铁矿及载金黄铁矿能谱分析结果分别见表2、表3。

由表2和表3可知，黄铁矿普遍存在低铁高硫特征；不含金黄铁矿Fe含量在43.96%～45.18%，平均比标准黄铁矿低2.06个百分点；载金黄铁矿Fe含量在42.05%～45.46%，平均比标准黄铁矿低2.66个百分点。

黄铁矿粒度分析结果见表4。

由表4可知，矿石中黄铁矿的粒度较粗，其中+150 μm粒级占91.87%。

3.2 方铅矿

方铅矿是一种常见的硫化物，含量为5.59%。方铅矿结晶晶型较差，大部分方铅矿为半自形—他形粒状结构，多与黄铁矿、闪锌矿连生，部分方铅矿会包裹黄铜矿或被黄铁矿、闪锌矿包裹（图3）。

方铅矿的能谱分析结果显示其Pb和S含量分别为83.29%和16.71%。

方铅矿粒度分析结果见表5。

由表5可知，方铅矿粒度粗大，+150 μm粒级占99.22%。

3.3 闪锌矿

闪锌矿是一种常见硫化物，含量为4.91%。大部分闪锌矿为他形粒状结构，部分闪锌矿中分布有乳滴状黄铜矿，构成黄铜矿与闪锌矿的乳浊状结构，少量闪锌矿与方铅矿交代构成闪锌矿和方铅矿的镶边结构，此外还有部分闪锌矿包裹方铅矿（图4）。

闪锌矿的能谱分析显示其Zn和S含量分别为60.99%和30.01%。

闪锌矿粒度分析结果见表6。

由表6可知，闪锌矿以粗粒为主，+150 μm粒级占92.61%。

3.4 黄铜矿

矿石中黄铜矿含量为0.10%，大部分黄铜矿呈乳滴状分布在闪锌矿中，与闪锌矿呈乳浊状结构，也有少量黄铜矿被包裹在黄铁矿或方铅矿中（图5）。

黄铜矿的能谱分析显示其Cu、Fe、S含量分别为32.76%、29.43%、37.81%。

黄铜矿粒度分析结果表明，黄铜矿粒度微细，其中-37 μm粒级占92.37%。

3.5 毒 砂

毒砂为矿石中含As的硫化物，是矿石中重要的载金矿物，含量为3.01%。对矿石中的毒砂与载金毒砂进行能谱分析，结果见表7和表8。

由表7和表8可知，矿石中的毒砂Fe、As含量较低，S含量较高；普通毒砂Fe含量在32.24%～32.94%，平均比标准毒砂低1.65个百分点；As含量在42.04%～43.73%，平均比标准毒砂低3.30个百分点；S含量在23.53%～24.66%，平均比标准毒砂高4.28个百分点。载金毒砂Fe含量在33.22%～34.21%，平均比标准毒砂低0.50个百分点；As含量在32.76%～43.74%，平均比标准毒砂低6.15个百分点；S含量在22.29%～34.02%，平均比标准毒砂高6.65个百分点。

3.6 石英等非金属矿物

矿石中非金属矿物种类繁多，有石英、长石、方解石、绢云母、透辉石、绿帘石等。石英、长石是主要脉石矿物。石英常出现变形纹、亚晶、波状消光、云雾状变形现象（图6（a）），可以见到再生石英；长石可以分为条纹长石、斜长石和正长石等，常常发生蚀变，表面产生绢云母、高岭石等（图6（b）），有些绢云母可长成白云母晶体。

4 金赋存状态分析

4.1 金矿物种类及成色分析

按照桂林有色金属研究院的金矿物分类标准［18］，含金超过80%为自然金、50%～80%为银金矿、10%～50%为金银矿、10%以下为自然银。该矿石中有自然金、银金矿和金银矿3种类型的金矿物，以银金矿为主，占81.58%，平均含金64.30%；其次为自然金，占14.80%，平均含金83.96%；金银矿最少，占3.62%，平均含金39.33%。

使用显微面积法对金矿物进行成色分析，发现成色在800‰～899‰的金矿物占14.80%，700‰～799‰的占73.75%，600‰～699‰的占7.24%，500‰～599‰的占0.59%，400‰～499‰的占3.24%，200‰～299‰之间的占0.38%。

4.2 金矿物粒度分析

矿石中金矿物颗粒细小，细粒金占93.39%，微粒金占6.64%，均属于微细粒金；最大金矿物粒径为31 μm，最小为2 μm，金矿物平均粒径为10 μm。

4.3 金矿物赋存状态分析

矿石中金矿物的赋存状态有包裹金、晶隙金和裂隙金3种，其中以包裹金为主要赋存状态，占79.30%，载金矿物主要为黄铁矿；晶隙金占12.76%，主要赋存于毒砂与黄铁矿、黄铁矿与黄铁矿间；裂隙金占7.94%，主要赋存于黄铁矿裂隙中。

4.4 金矿物形态分析

金矿物的不同形态会影响其选矿性能。矿石中金矿物颗粒粒径大都较小，黄铁矿包裹金有圆粒状、长条状、不规则状3种，其中圆粒状占58.93%、长条状占19.99%、不规则状占21.08%。裂隙金和晶隙金形态较复杂，多为不规则状；圆粒状金矿物皆为包裹金。

5 结 论

（1）青海某金矿为难处理含砷金矿，不同矿区金品位分布极不均匀，平均金品位3.0 g/t，主要金属矿物为黄铁矿，伴有少量方铅矿、闪锌矿以及微量黄铜矿，有害矿物为少量毒砂，主要脉石为长石和石英，除此之外还有绿帘石、绢云母、方解石、透辉石等。

（2）矿石中金矿物主要为含量81.58%的银金矿，其余为含量14.80%的自然金与含量3.62%的金银矿；矿石中金矿物颗粒细小，细粒金占93.39%，微粒金占6.64%，最大粒径为31 μm，最小粒径为2 μm，平均粒径为10 μm；金矿物的赋存状态有包裹金、晶隙金和裂隙金3种，包裹金占79.30%，晶隙金占12.76%，裂隙金占7.94%；金矿物的形态以圆粒状为主，其余为长条状与不规则状。

（3）矿石中主要载金矿物为黄铁矿和少量毒砂，相比理想黄铁矿中铁含量，矿石中普通黄铁矿与载金黄铁矿中Fe含量分别低2.06个百分点和2.66个百分点，表现出低铁高硫的特征；普通毒砂与载金毒砂中的Fe、As含量相较于理想含量低，其中普通毒砂Fe、As含量分别低1.65个百分点、3.30个百分点；载金毒砂Fe、As含量分别低0.50个百分点、6.15个百分点，普通毒砂与载金毒砂中S含量分别比理想含量高4.28个百分点和6.65个百分点。

（4）矿石中主要载金矿物为黄铁矿，且金的粒度为微细粒，建议加强磨矿，提高磨矿细度和黄铁矿的单体解离度。在选矿过程中加强黄铁矿的捕收，以进一步增加金的回收率。