青海某微细粒浸染型难处理金矿石工艺矿物学研究

铁颖 熊召华 胡梦忠 马生萍

摘要：采用显微镜、X射线衍射仪、化学分析等多种手段，对青海某金矿石进行了工艺矿物学研究，查明矿石中矿物组成、主要矿物嵌布状态、嵌布粒度等。结果表明：矿石中主要有价元素为金，伴生低品位银，金品位4.20 g/t、银品位<2.0 g/t、碳品位1.17 %、硫品位1.92 %，属微细粒—超微细粒浸染型高碳低硫极难处理金矿石;金主要以微细粒、超微细粒包裹于毒砂和黄铁矿中，部分以单体金形式嵌布于脉石矿物中;毒砂、黄铁矿嵌布粒度较粗，硫化矿物包裹金可通过初步磨矿达到回收效果，脉石矿物中金则需要进一步磨矿进行回收。

关键词：难处理金矿石;微细粒;浸染;工艺矿物学;中矿再磨

礦产资源是人类赖以生存的重要物质，是国家安全与经济发展的重要保证。在不同的国家与地区，金矿资源的分布具有各自的特点，因此为了更好地勘查、利用金矿资源，必须要以金矿资源的分布特点与分布现状作为重要基础[1]。当下经济不断发展使得黄金的生产和加工方面的需求都在不断增长，金矿资源的需求量也在持续提升，目前已探明的黄金储量已经不能满足人们日益增长的需求[2]，因此应加强金矿勘查力度，大力提高采选冶水平，加大金矿资源储备[3]。矿石工艺矿物学研究可为选冶工艺设计及流程优化等提供重要依据，有助于难处理金矿石的有效回收利用。本文利用化学分析、X射线衍射仪、显微镜等综合手段，对青海某金矿石进行了系统的工艺矿物学研究，以期为寻找新的高效选别手段提供矿物学依据[4-7]。

1 矿石组成

1.1 化学成分

为探明青海某金矿石的化学成分，对其进行了化学全元素分析，结果见表1。由表1可知：矿石中的主要有用元素为金，银可作为计价元素考虑综合回收，其他金属元素不具有回收价值;矿石中金品位4.20 g/t，二氧化硅品位高，为72.00 %。

1.2 矿物组成

采用显微镜及X射线衍射仪分析矿石中矿物组成，结果见表2。

由表2可知：矿石中主要金属矿物为黄铁矿、毒砂，另镜下可见少量磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、臭葱石等;脉石矿物主要为石英、长石类、云母类、绿柱石、绿帘石、石墨等。

1.3 金嵌布状态

矿石中金嵌布状态分析结果见表3。

由表3可知：矿石中的金大部分以硫化矿物包裹金的形式存在，分布率为54.87 %;其次为单体裸露金，分布率为33.24 %;另有10.42 %的金嵌布于硅酸盐矿物中。

1.4 矿石结构构造

1）矿石结构。矿石中各矿物颗粒自身形态特征对矿物的解离有重要的影响[8]。该金矿主要成矿母岩为动力变质作用形成的挤压型变质岩，石英、黄铁矿、毒砂等矿物具压碎变形（碎裂化）结构（见图1-a））;部分光片黄铁矿呈自形—半自形晶粒状结构，闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿呈他形晶粒状结构;部分黄铁矿被闪锌矿、黄铜矿交代，呈交代结构（见图1-b））;零星见黄铜矿在闪锌矿中出溶，呈乳滴状结构（见图1-c））。矿石中大多数石英具有明显的裂隙，裂隙中常充填有白云母、金云母等物质。

2）矿石构造。矿石主要构造有细脉状构造、定向构造、条带状构造、条纹状构造、稀疏浸染状构造等。

2 主要金属矿物嵌布特征

2.1 黄铁矿

黄铁矿是主要回收目的矿物之一，也是该矿石中含量最高、分布最广的金属硫化矿物。该矿物大多呈不规则粒状集合体充填于碎裂石英裂隙中（见图2-a）），其次是以半自形、自形集合体充填于石英等脉石矿物中;由于黄铁矿易氧化，部分黄铁矿呈半氧化状充填于脉石矿物中，但黄铁矿的晶形仍然保存;还可见黄铁矿呈细脉状穿插于石英等脉石矿物的裂隙中（见图2-b））。

2.2 毒 砂

毒砂是矿石中主要的载金矿物。毒砂大多呈半自形、自形集合体嵌布于石英等脉石矿物的裂隙中;其次以微细粒不规则状星散分布于脉石矿物中;还有部分毒砂自形程度较高，嵌布于石英、长石等矿物的粒间，见少量毒砂呈长柱状（见图3-a））。矿石中与毒砂关系最密切的硫化矿物为黄铁矿，多见毒砂呈不规则粒状沿黄铁矿的边缘或裂隙充填交代（见图3-b））;其次是毒砂被臭葱石交代（见图3-c）），臭葱石是毒砂的氧化产物。

2.3 磁黄铁矿

磁黄铁矿为该矿石中主要的硫化矿物之一，其在岩石中的产出晚于黄铁矿。矿石中磁黄铁矿呈不规则粒状，绝大多数磁黄铁矿以集合体形式嵌布于石英等脉石矿物的裂隙中（见图4-a）），

图3 毒砂嵌布特征粒度一般大于100 μm。磁黄铁矿与黄铁矿、毒砂的关系远不如黄铁矿与毒砂的关系密切，仅零星可见磁黄铁矿与毒砂或黄铁矿连生（见图4-b）、c））;其次磁黄铁矿与黄铜矿连生或包裹黄铜矿，共同嵌布于脉石矿物中（见图4-d））。受后期区域动力作用影响，部分磁黄铁矿被拉长，呈条带状分布（见图4-e））。

2.4 其他金属矿物

矿石中另可见少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、臭葱石等，多以与黄铁矿、毒砂连生的形式嵌布于脉石矿物裂隙中，由于含金量极低，故不详细说明。

3 金矿物嵌布特征

3.1 物理性质及形态特征

矿石中金的颜色为亮金黄色，形态以粒状为主，少数为片状、细脉状、树枝状，粒度微细，莫氏硬度为2.5～3.0，密度15.6～18.3 g/cm3，具延展性。

3.2 嵌布关系

矿石中的金主要嵌布于毒砂、黄铁矿中，其次嵌布于石英等脉石矿物中，金的粒度极细，在显微镜下可见金粒不多，可见金的粒度绝大多数在10 μm以下，偶见粒度为7 μm的脉石矿物包裹金。

3.2.1 毒砂中的金

矿石中的金主要以微细粒形式嵌布于毒砂中。多见金被毒砂包裹或嵌布于毒砂周围的脉石矿物中（见图5-a）），这部分金粒度较粗，均大于5 μm，大部分金的粒度集中在6～8 μm，而毒砂的粒度在50～100 μm;其次是毒砂连生金（见图5-b）），金的粒度为5～12 μm。DB17EE7C-37E1-454F-8439-2BF2B5A44A55

3.2.2 黃铁矿中的金

黄铁矿包裹金也是矿石中金的主要嵌布状态之一，黄铁矿的粒度一般大于50 μm，金的粒度小于5 μm，黄铁矿与金的关系虽然不如毒砂与金的关系密切，但黄铁矿具有易浮、颗粒粗等特点，使黄铁矿成为该矿石中最重要的载体矿物，微细粒毒砂、单体解离的金可借助黄铁矿易浮的特点进入精矿。黄铁矿包裹金见图6。

3.2.3 脉石矿物中的金

矿石中有部分金成群嵌布于石英等脉石矿物中，呈带状，粒度基本小于5 μm（见图7-a））;还有大部分金呈单体状态嵌布于脉石矿物中（见图7-b）），金的粒度为5 μm左右。

4 主要载金硫化矿物的粒度特性

由于黄铁矿、毒砂是矿石中金的主要载体矿物，即选矿的主要目的矿物，因此利用显微镜从矿石光片中测定黄铁矿、毒砂的嵌布粒度，结果见表4、表5。

由表4可知：黄铁矿中-0.320～+0.040 mm粒级分布率为65.58 %，黄铁矿的粒度较粗，有92.89 %的黄铁矿粒度为+0.040 mm。

由表5可知：毒砂中-0.160～+0.020 mm粒级分布率为81.85 %，且主要集中在-0.080～+0.020 mm，占63.09 %，有98.86 %的毒砂粒度为-0.160 mm;-0.080 mm粒级分布率为80.10 %。

5 推荐工艺流程

由矿石工艺矿物学研究可知：矿石中主要载金矿物黄铁矿、毒砂嵌布粒度分别为-0.640～+0.040 mm、-0.160～+0.010 mm，且多嵌布于脉石矿物裂隙，这部分载金矿物经过初步的磨矿即可达到单体解离，可通过浮选有效回收;另有33.24 %的单体裸露金嵌布于脉石矿物中，且粒度微细，大多数为10 μm以下，这部分金需经过进一步磨矿才能进行回收。

目前，该矿石选矿工艺为：原矿经颚式破碎机、圆锥破碎机的“两段一闭路”流程破碎至12 mm以下进入磨浮系统，磨矿工艺由2台格子型球磨机与旋流器组成“两段两闭路”流程，进入浮选流程的矿石粒度控制在-74 μm占72 %左右。浮选工艺为2套并联的“一粗二精二扫”工艺流程。该选矿工艺流程较适于处理载金矿物粒度分布均匀的矿石。因此，根据工艺矿物学研究结果，将原有“一粗二精二扫”工艺流程改造为“一粗二精二扫+中矿再磨再浮”工艺流程。在原有设备基础上，增设精选、扫选中矿返回球磨的管线，2套浮选系统切换1套单独处理再磨中矿，即通过原有的浮选系统回收粗颗粒载金矿物黄铁矿及毒砂，中矿返回再磨后经过切换后的另一套浮选系统回收细粒单体金。

6 结 论

1）矿石中平均含金4.20 g/t、银<2.0 g/t、碳1.17 %、硫1.92 %。矿石中伴生低品位银，主要有价金属元素为金，属微细粒—超微细粒浸染型高碳低硫极难处理金矿石。

2）矿石中主要金属矿物为黄铁矿、毒砂。毒砂主要呈微晶集合体嵌布于脉石矿物裂隙中，其次是以微细粒被石英等脉石矿物包裹，毒砂的粒度较细，-0.080 mm粒级分布率为80.10 %，-0.040 mm粒级分布率为51.40 %。黄铁矿主要呈集合体嵌布于矿石构造破碎带中，其次是以细脉状穿插于石英等脉石矿物的构造裂隙中，黄铁矿的嵌布粒度相对较粗，粒度+0.080 mm的黄铁矿占78.63 %，而粒度+0.040 mm的黄铁矿占92.89 %。

3）金的嵌布状态较复杂，主要为毒砂、黄铁矿包裹金，其次是石英等脉石矿物包裹金，载金矿物种类较多。金的嵌布粒度较细，以微细粒为主，显微镜下可见金粒度绝大多数小于10 μm。

4）根据工艺矿物学研究结果，推荐将原有“一粗二精二扫”工艺流程改造为“一粗二精二扫+中矿再磨再浮”工艺流程，增设中矿返回管线，切换浮选系统，实现粗颗粒载金矿物和细粒单体金的有效回收。

[参 考 文 献]

[1] 许文力.浅谈我国金矿资源现状[J].世界有色金属，2017（18）：134-135.

[2] 张水发.金矿地质找矿新技术、新方法应用及开发[J].世界有色金属，2020（16）：59-60.

[3] 孙兆学.中国金矿资源现状及可持续发展对策[J].黄金，2009，30（1）：12-13.

[4] 逯东霞，李青翠，雷引玲，等.陕西宁强某金矿工艺矿物学研究[J].矿产勘查，2014，5（1）：39-43.

[5] 陈桥，佟琳琳，陈贵民，等.海南抱伦金矿工艺矿物学研究[J].东北大学学报（自然科学版），2019（9）：1 268-1 272.

[6] 都安治.伴生金的工艺矿物学研究方法[J].矿物学报，2001，21（3）：528-530.

[7] 牟凯.新疆某金矿工艺矿物学研究[J].矿产综合利用，2018（6）：95-97.

[8] 韩文杰，李艳军，李文博，等.海南石碌铁矿石工艺矿物学研究[J].金属矿山，2020（8）：107-113.

Process mineralogy of a microfine disseminated refractory gold ore from Qinghai

Tie Ying1，2，Xiong Zhaohua1，2，Hu Mengzhong1，2，Ma Shengping1，2

（1.No.6 Geological Survey Institute of Qinghai Province;

2.Qinghai Province Gold Ore Resources Development Engineering Technology Research Center）

Abstract：The process mineralogy of a gold ore from Qinghai is studied by means of microscope，X-ray diffracto-meter and chemical analysis，and the mineral composition，embedding status of main mineral，embedding grain size are investigated.The results show that the main valuable elements are gold associated with low-grade silver.The gold grade is 4.20 g/t，silver grade <2.0 g/t，carbon grade 1.17 % and sulfur grade 1.92 %，indicating that the gold ore belongs to microfine-super microfine disseminated high-carbon low-sulfur extremely refractory gold ore; gold is wrapped in arsenopyrite and pyrite，mainly in form of mircofine and super microfine particles，part of the gold is embedded in gangue minerals in form of monomer gold; arsenopyrite and pyrite are embedded in coarse grain，the gold wrapped in sulfide mineral can be recovered via preliminary grinding while the gold in gangue minerals needs to be ground further before recovery.

Keywords：refractory gold ore;microfine;dissemination;process mineralogy;middling regrindingDB17EE7C-37E1-454F-8439-2BF2B5A44A55