基于工艺矿物学分析的含碲金矿石碱浸预处理效果研究

徐超，蔡明明，张文平，高腾跃，李光胜，朱幸福

（山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司，山东 烟台 261441）

含碲金矿石是一种难处理类型矿石。金矿石中的碲主要以碲金矿（AuTe2）、碲金银矿（Ag3AuTe2）和含金碲银矿[（AgAu）2Te] 的形式存在，以碲金矿为主要组成。该类矿物与氰化物反应较慢，加之被黄铁矿等硫化物包裹，致使金、银的氰化浸出率较低[1-2]。B.B.罗杰希润夫很早提到含碲金矿石在浸出提金时需要较高的碱度才能进行[2]。金的碲化物在氰化物溶液中很难溶解，在碱性条件下碲溶解生成Na2Te，继而生成亚碲酸盐[3]。

本文针对某矿山含碲金矿原矿和碱浸预处理后样品，通过对该样品的工艺矿物学检测，明确该样品中目标元素及矿物嵌布特征、目标元素赋存状态、目标矿物的粒度分布等情况，确定其性质变化和碱浸效果[4-7]。

1 样品制备

样品经自然风干后缩分，取代表性样品酒精浸泡后进行超声波分散；后经环氧树脂固化，速磨片抛光机粗磨、细磨、精磨和抛光，多功能试样表面处理机处理，制作成待检测光片。

检测分析用主要设备和功能为：TESCAN 扫描电镜获取矿物的背散射电子图像；X-射线能谱仪获取矿物的化学组成信息；BPMA 检测分析软件综合矿物的图像和化学成分信息结合矿物库中的数据，统计样品中矿物的工艺矿物学参数。

2 原矿工艺矿物学分析

2.1 成分分析

原矿的多元素分析结果见表1。

表1 原矿的多元素分析结果/%Table 1 Multi-element analysis results of raw ore

2.2 矿物组成

经电镜、能谱等分析，原矿中主要金矿物有自然金、碲金矿、银金矿、金银矿、自然银（含金）；另有少量黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等金属矿物；脉石矿物主要由石英、绢云母、方解石、普通辉石、白云石、符山石、钙铁榴石、蒙脱石等矿物组成。

样品的矿物组成及相对含量见表2。

表2 矿物组成及相对含量Table 2 Mineral composition and relative content

2.3 金元素的分布

原矿中Au 的分布见表3。

表3 样品中Au 的分布Table 3 Distribution of Au in the sample

原矿中的金主要分布在自然金、碲金矿、银金矿和金银矿中，金的分布率分别为25.62%、30.50%、18.48%、24.72%，另有少量分布于自然银中。

2.4 金矿物的粒度分析

表4 是原矿中金矿物嵌布粒度分析。

表4 样品中金矿物粒度分析Table 4 Particle size analysis table of gold minerals in samples

原矿中的金矿物粒径较细，平均粒径为12.64µm，呈细粒-微细粒嵌布。

2.5 金的赋存状态

样品中金矿物的赋存状态分析结果见表5。

表5 样品中金矿物赋存状态分析结果Table 5 Analysis results of the occurrence state of gold minerals in samples

原矿中的金矿物主要以裸露金的形式存在，占比为97.17%，其中连生金占77.61%，单体金占19.56%；以包裹形式存在的金矿物占2.83%。

2.6 金矿物的嵌布特征

自然金、碲金矿、银金矿、金银矿、自然银（含金）是样品中的主要金矿物。能谱分析表明，金矿物主要由Au、Ag、Te 元素组成。金矿物平均粒径为12.64 µm，较大颗粒粒径为20.96µm×12.80 µm。表6 是原矿中金矿物连生程度统计。

表6 样品中主要金矿物嵌布程度统计Table 6 Statistics of the degree of intercalation of the main gold minerals in the samples

金矿物主要以单体和与方解石、白云石、石英等脉石矿物连生的形式存在，以单体形式存在的金矿物，含量为19.56%，与方解石连生的金矿物含量为29.15%，与白云石连生的金矿物含量为27.83%，与石英连生的金矿物含量为17.11%，少量与黄铁矿连生，含量为6.35%。

原矿中自然金与黄铁矿嵌布关系见图1。

图1 原矿中自然金与黄铁矿嵌布关系及能谱Fig.1 Intercalation relationship and energy spectrum of natural gold and pyrite in the ore

原矿中碲金矿与白云石嵌布关系见图2。

图2 原矿中碲金矿与白云石嵌布关系及能谱Fig.2 Intercalation relationship and energy spectrum of tellurium gold ore and dolomite in the original ore

原矿中碲金矿与石英嵌布关系见图3。

图3 原矿中碲金矿与石英连生关系及能谱Fig.3 Relationship between gold tellurium and quartz in the raw ore and the energy spectrum

3 碱浸预处理后矿石工艺矿物学分析

3.1 碱浸预处理实验

为充分利用该类型难选灰岩，对该类矿石进行了碱浸预处理实验。主要实验设备包含实验用球磨机、激光粒度分析仪、碱浸用浸出搅拌机、压滤机、滚瓶浸出实验机等。根据条件实验确定灰岩碱浸较优条件为，磨矿细度-0.037 mm 80%、液固比2∶1、通风量0.025 m/h、矿浆初始NaOH含量50 g/L、碱浸时间24 h。

为确定碱浸作用的目的矿物及闭路循环中矿物组分的变化，取碱浸后的滤饼烘干后制样，做工艺矿物学分析。

3.2 成分分析

碱浸预处理后样品的多元素分析结果见表7。

表7 碱浸预处理后样品的多元素分析结果/%Table 7 Multi-element analysis results of samples after alkaline leaching pretreatment

样品中金的含量为15.76 g/t，与原矿分析结果基本一致。

3.3 矿物组成

经电镜、能谱等分析，碱浸4-1#样品中主要金矿物有自然金、银金矿、金银矿；另有少量黄铁矿、磁铁矿等金属矿物；脉石矿物主要由石英、绢云母、方解石、灰硅钙石、白云石、符山石、香花石等矿物组成。

样品的矿物组成及相对含量见表8。

表8 矿物组成及相对含量Table 8 Mineral composition and relative content

3.4 金元素的分布

碱浸预处理后样品中Au 的分布结果见表9。

表9 样品中Au 的分布结果Table 9 Distribution results of Au in samples

样品中的金主要分布在自然金和金银矿中，金的分布率分别为67.69%和32.31%。

通过比较发现，碱浸后自然金中金含量明显增加；在原矿中存在碲金矿，其金的分布率为30.5%，碲金矿属于难溶解的含金矿物，影响金的浸出率。经碱浸预处理后，碲金矿被氧化释放了其中金矿物。

3.5 金矿物的粒度分析

表10 是碱浸预处理后样品中金矿物嵌布粒度分析。

表10 样品中金矿物粒度分析Table 10 Particle size analysis of gold minerals in samples

碱浸预处理后样品中的金矿物粒径较细，平均粒径为9.83 µm，呈细粒-微细粒嵌布。

与原矿分析结果比较，经过碱浸后金矿物平均粒径有所下降，细粒级矿物含量下降，微细粒级矿物含量上升，说明部分细粒级在碱浸过程中被氧化分解为微细粒矿物。

3.6 金矿物的嵌布特征

金矿物主要以单体和与方解石、石英等脉石矿物连生的形式存在。金矿物平均粒径为9.83 µm，最大颗粒粒径为15.96 µm×10.15 µm。碱浸预处理后样品中金矿物连生程度统计见表11。

金矿物主要是以单体和与方解石、白云石、石英等脉石矿物连生的形式存在为主，以单体形式存在的金矿物，含量为35.83%，与方解石连生的金矿物含量为41.34%，与白云石连生的金矿物含量为13.52%，与石英连生的金矿物含量为9.31%。

与原矿分析结果比较，经过碱浸后以单体形式存在的金矿物含量明显增加，与黄铁矿连生金矿物比例减少，说明碱浸过程中黄铁矿和碲金矿被氧化释放了其中金矿物。

4 结论

（1）原矿中主要金矿物有自然金、碲金矿、银金矿、金银矿、自然银（含金）；另有少量黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等金属矿物；脉石矿物主要由石英、绢云母、方解石、普通辉石、白云石、符山石、钙铁榴石、蒙脱石等矿物组成。碱浸预处理后样品中主要金矿物有自然金、金银矿，未发现碲金矿；其他矿物组成与原矿相同。原矿中存在碲金矿，在浸出过程中影响金的浸出率，通过碱浸预处理工艺可将碲金矿氧化，改善金的浸出效果。

（2）原矿中的金矿物平均粒径为12.64 µm，碱浸预处理后样品中的金矿物平均粒径为9.83µm，均呈细粒-微细粒嵌布，细粒级被氧化分解为微细粒矿物，经过碱浸后金矿物平均粒径有所下降。

（3）碱浸过程中黄铁矿和碲金矿被氧化释放了其中金矿物，导致碱浸后单体金矿物含量增加，与黄铁矿和脉石连生金矿物比例减少。