某金矿难选尾矿工艺矿物学研究

李光胜

(1.山东黄金集团有限公司，济南 250100；2.山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司，山东 莱州 261441)

某石英脉型金矿中金的品位为7.62 g/t，采用两段磨矿、两段重选工艺可得到金含量约70%的砂金，重选尾矿通过一次粗选、两次精选和两次扫选后得到的金精矿含金品位约100 g/t，浮选尾矿含金品位为0.75 g/t[1]，浮选尾矿金含量仍然较高，若直接用于建筑烧结砖等的原材料，无疑是对贵金属金资源的巨大浪费。工艺矿物学在矿床成因、资源评价、地质勘探、矿石可选性研究、选矿厂生产指标评价等方面有着举足轻重的作用[2，3]。明确金的赋存状态和工艺矿物学特性是确定金矿石选冶工艺的前提，也是影响金在选别过程中流失的主要原因[4]。为进一步明确尾矿中金的流失原因，最大程度地回收金矿中的金，采用工艺矿物学自动分析仪(BPMA)[5]，结合扫描电子显微镜与能谱仪对浮选尾矿开展工艺矿物学研究，以查明尾矿中的矿物组成、金的赋存状态、金矿物的嵌布特征、金矿物粒度等影响金选别的工艺矿物学因素[6-9]。研究结果可为进一步优化选矿工艺流程、提高选矿指标和企业经济效益提供理论依据。

1 金矿浮选尾矿的化学成分与矿物组成

1.1 化学成分

由表1金矿浮选尾矿的主要化学成分可知，尾矿中的主要有价元素为Au，其品位为0.75 g/t，其它成分含量较低。

表1 矿样的主要化学成分

1.2 金的化学物相

对-74 μm占98.00%样品中的金进行了化学物相分析， 其结果见表2。由表2可知，尾矿中的金矿物主要以裸露金的形式存在，其次以包裹于脉石的包裹金形式存在，少量分布于硫化物中。

表2 尾矿中金的化学物相

1.3 矿物组成

金矿浮选尾矿中的金属矿物主要为磁黄铁矿，另有少量磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿、黄铁矿及黄铜矿等。脉石矿物主要为石英和白云母，其次为绿泥石、正长石、斜长石和角闪石，另有少量黑云母、方解石、白云石、金红石、黄玉、榍石及微量的锆石、独居石等。矿样中的矿物组成及含量见表3。

表3 金矿浮选尾矿中的主要矿物及相对含量

2 金矿物的嵌布特征及金的赋存状态

2.1 金矿物的嵌布特征

利用BPMA矿物自动分析仪器，在放大1 000倍的扫描电镜背散射条件下，通过对总数约300万颗矿物颗粒进行检测分析，发现浮选尾矿中的金矿物主要以单体及与脉石连生的形式存在，而在硫化物中未发现金颗粒。但化学物相的分析结果显示，硫化物中含有少量的金。根据以往BPMA查找金矿物实例可知，在放大1 000倍情况下，BPMA可以很好地分辨+0.5 μm以上的金矿物，因此可推断，该样品内硫化物中的金应该是以-0.5 μm的次显微金形式存在。

矿样中的可见金绝大部分为自然金，仅有少量为银金矿。矿样中金矿物的嵌布特性及产出特征见表4。矿样中的金矿物多呈粒状、不规则状及长条状产出。矿样中的金矿物粒度极其微细，基本上都分布于10 μm以下。其中，金矿物主要以连生体金形式存在，以连生体形式产出的金矿物基本上都是以与脉石连生的形式存在，其次以包裹于脉石的形式存在(图1～5)，偶见金矿物充填于脉石裂隙中(图6)；还存在少量的单体金(图7)。主要以与脉石裸露连生的形式存在的占51.02%，这些裸露连生体基本上都为贫连生体，包裹于脉石中的占35.34%，单体金占12.30%。

表4 金矿物的产出状态

图1 自然金与石英连生Fig.1 Natural goldis associated with quartz

图3 自然金包裹于石英中Fig.3 Natural Gold encased in quartz

图2 自然金与白云母连生Fig.2 Natural gold associated with Muscovite

图4 自然金包裹于绿泥石中Fig.4 Natural gold is enclosed in chlorite

图5 自然金包裹于绿泥石中Fig.5 Natural gold is enclosed in chlorite

图6 银金矿充填于石英裂隙Fig.6 The silver-gold deposit is filled in the quartz fissure

图7 单体自然金Fig.7 Monomeric native gold

2.2 金矿物及载体矿物的粒度特征

2.2.1 金矿物的粒度特性

尾矿中可见金的嵌布粒度统计结果见表5。由表5可知，尾矿中金矿物的粒度极其微细，基本都分布于10 μm以下，且有近50%分布于5 μm以下。从不同形式产出金的粒度来看，连生金的粒度相对略粗，在5～10 μm粒级中的占有率达到57.81%，单体金的粒度则要偏细，基本都分布于4 μm以下。

表5 尾矿中金矿物的粒度统计结果

2.2.2 硫化物的粒度特征

矿石中的磁黄铁矿、黄铁矿等硫化物为金的重要载体矿物，矿石中硫化物集合体的粒度分布特征见表6。由表6可知，矿石中硫化物的粒度十分微细，基本都分布于0.038 mm以下，且有50%左右分布于0.010 mm以下。在选矿过程中应考虑对细粒级产品的选别回收。

表6 样品中硫化物集合体的粒度组成Table 6 Particle size distribution of sulfide aggregates in samples

2.3 载金硫矿物的解离度

进入产品中的硫矿物(磁黄铁矿、黄铁矿)主要以单体形式存在，含量为81.98%，其连生体又以富连生体居多，含量为10.25%，与脉石贫连生体的硫矿物含量为6.08%，被脉石包裹的硫矿物为1.69%。由此可见，硫矿物的解离度较高。由于硫矿物是金的主要载体之一，与硫矿物伴生的金含量为13.27%，应加强选矿过程中对单体和富连生体硫矿物的回收，以提高与硫矿物伴生金的回收。

2.4 矿样中金的赋存状态

该尾矿中金的含量为0.75 g/t，绝大部分以自然金的形式存在，另有少量银金矿。金的元素平衡计算结果见表7。

表7 金在不同矿物中的分布率

2.5 影响金回收的矿物学因素分析

1)尾矿中的金矿物有25.57%左右以单体金及与硫化物伴生的形式存在，且硫化物主要以单体及富连生体形式存在，在前期选矿过程中应加强对这部分金的回收，尽量减少其流失到尾矿中。

2)损失于尾矿中的金矿物主要以与脉石连生的形式存在，且多为贫连生体及包裹体，同时金矿物的粒度十分微细，基本都分布于10 μm以下，且有近50%分布于5 μm以下。因此，如果采取浮选的方式来提升金的回收潜力，有必要对矿石进行超细磨使金颗粒充分解离，但这样会大幅度提高磨矿成本，从经济上考量可能不太划算。

3)从金矿物的产出特征可以看出，虽然金矿物的解离度较低，但金矿物大部分以裸露金的形式存在，其占有率达到63.32%(单体金12.30%+裸露连生金51.02%)，因此，也可以考虑对该尾矿进行堆浸，进而提高金的回收价值。

3 结论

1)难选金矿浮选尾矿中含Au 0.75 g/t，其它有价元素含量较低，金矿物主要为自然金，偶见银金矿，所含金属矿物主要为磁黄铁矿，其它金属矿物含量较少，脉石矿物主要为石英和白云母，其次为绿泥石、正长石、斜长石和角闪石等。

2)损失于浮选尾矿中的金矿物主要以与脉石连生的形式存在，且多为贫连生体及包裹体，加之其粒度十分微细，基本都分布于10 μm以下，即使细磨也很难充分解离，难以通过物理选矿的方式加以回收。

3)由于尾矿中金矿物以裸露金形式存在的占比较高，超过60%，可以考虑对该尾矿进行堆浸，提高金的回收价值。