山西某斑巖型金礦工藝礦物學特性

周利華，陳曉芳，蘇妤蕓

（1.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室，福建 龍巖364000；2.廈門紫金礦冶技術有限公司，福建 廈門 361000）

金具有耀眼奪目的光澤和特別的物理化學性質，一直為人類追求的財富。具有工業價值的礦床有石英脈型、斑巖型、礫巖型、卡林型低溫熱液型等[1]，不同金礦床礦物組成和金賦存狀態區別較大，且具有親硫性、親銅性、親鉛性、親鐵性不同特征。山西某金礦新礦脈礦石性質發生了變化，原礦礦石含金品位逐漸降低，且由含金多金屬礦變為單一金礦[2]。因此需要對該斑巖型金礦開展詳盡的工藝礦物學研究，查明該斑巖型金礦礦物組成、金的化學物相狀態、金的嵌布特征、嵌布粒度和單體解離度[3]。根據金在礦樣中的配分，對重選、浸出、浮選三種選冶方法的可回收性進行了評價，并確定適合于該礦石性質的較佳生產工藝方法，為該礦新選廠技改工程提供基礎資料和理論依據。

1 礦石化學成分分析

該斑巖型金礦礦樣化學成分分析見表1，-0.074 mm 浮選給礦金的物相分析結果見表2。

表 1 樣品化學成分分析結果/%Table 1 chemical analysis results of ore samples

表2 金物相化學分析結果Table 2 chemical analysis results of gold phase

由表1 可見，礦石中Au 為可回收的主要有價元素，Ag 可考慮伴生綜合回收，銅、鉛、鋅相對含量較低，未達工業回收邊界品位，SiO2是主要脈石礦物， 其次是Al2O3。有害元素As 含量較低，對金精礦影響不大，礦石中金屬硫化物含量較低，可考慮全硫浮選回收金礦物。

由表2 可見，-0.074mm 浮選給礦礦石中，裸露金占絕大多數，含量達79.28%，單體解離金和連生金為主要金礦物，硫化物和氧化物包裹金為少部分，對金礦物的回收利用影響較小。

2 礦物組成及相對含量

肉眼可見礦石中含有少量黃鐵礦和石英脈石礦物。采用礦物定量分析儀（MLA）和XRD 定性、定量分析礦物組成，礦物組成分析結果見表3。

表 3 礦石中主要礦物組成及相對含量/%Table 3 components and relative content of the main minerals

由表3 可知，礦石中金屬硫化物含量較少，主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為閃鋅礦、黃銅礦、砷黝銅礦、斑銅礦等，脈石礦物以長石為主，以及石英、白云母和鐵白云石等。貴金屬金銀礦物總含量較少，金礦物有含銀自然金、銀金礦、自然金，銀礦物有碲銀礦、輝銀礦、金銀礦、自然銀和硫銅鉍銀礦。

3 金、銀礦物種類

工藝礦物學中將含Ag 含量＜ 5%者稱為自然金，5% ～ 15%稱含銀自然金，15% ～ 50%稱為銀金礦，50% ～ 85%稱金銀礦，85% ～ 95%稱含金自然銀，95% ～ 100%則為自然銀[4]。據此，對礦石中金礦物進行MLA 能譜成分測試，可知金礦物主要以含銀自然金量最多，其次是銀金礦與自然金。銀礦物有金銀礦、碲銀礦、自然銀、輝銀礦、硫銅鉍銀礦等。部分金礦物顆粒的能譜化學成分分析結果見表4，銀礦物顆粒的能譜化學成分分析結果見表5。

表 4 金礦物化學成分分析結果/%Table 4 chemical analysis results of gold

表5 銀礦物化學成分分析結果Table 5 chemical analysis results of silver

4 金礦物嵌布特征

樣品經尼爾森富集后采用Superpanner 進一步富集以獲得高富集比的精礦樣品用于顯微鏡觀察和電鏡分析。金礦物有含銀自然金、銀金礦和自然金，解離金以細中粒為主，圖1（a）和圖1（b）為顯微鏡下拍攝觀察金，圖1（c）為砂光片金；連生金含量約占可見金總量的26.70%，主要呈它形粒狀或近圓粒狀，主要連生在黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦以及閃鋅礦等硫化物邊緣，且以富連生體為主，貧連生體次之，較少與非硫化物脈石連生，金連生體分布情況見圖2，金與方鉛礦連生見圖3（a），偏光顯微鏡拍攝于砂光片，金粒度36.1 μm×19.5 μm，金與黃鐵礦連生見圖3（b），偏光顯微鏡拍攝于砂光片，自然金粒度50.1 μm×21 μm；包裹金主要分布在金的貧連生體中，其含量在可見金總量中不足1%，主要包裹在黃鐵礦、方鉛礦、硫銅鉍鉛礦等硫化礦中，偶見包裹在石英等非硫化物中（見圖4）。包裹在硫化物中的金可浮選回收，不易重選或直接浸出回收[5]；包裹在非硫化物脈石中的金浮選、重選或浸出工藝均不能回收。

圖 1 尼爾森富集解離金Fig. 1 Nelson enrichment of dissociated gold

圖 2 金礦物連生體分布情況Fig. 2 Distribution of epiphytes in gold deposits

圖3 金與方鉛礦、黃鐵礦連生Fig. 3 Gold associated with galena and pyrite

圖 4 金被黃鐵礦、方鉛礦、脈石包裹Fig. 4 Gold covered by pyrite, galena and gangue

5 金礦物嵌布粒度和單體解離度

5.1 金礦物嵌布粒度

礦物嵌布粒度對制定合適的磨礦時間和工藝具有直接關聯。篩分分級0 ～ 150 μm 浮選給礦礦石并磨成砂光片在顯微鏡下觀察，采用線測法統計結果見圖5。

圖5 金礦物正累積粒度分布Fig. 5 Gold covered by pyrite, galena and gangue

由圖5 可知，樣品中20 ～ 37 μm、37-74 μm粒級含量較高，-10 μm 粒級含量2.06%，金礦物中粒級嵌布粒度較高，細粒級分布較少，金嵌布粒度有利于浮選回收。

5.2 金礦物單體解離度

礦物單體解離度對有價金屬回收至關重要[6-7]，篩分分級0 ～ 150 μm 浮選給礦礦石并磨成砂光片在顯微鏡下觀察，單體解離度測定結果見表6。

表6 金礦物單體解離度Table 6 Gold monomer dissociation degree

礦物單體解離度為73.30%，連生金礦物以中間粒級為主。3/4 貧連生體含量14.71%，這部分貧連生體不利于金礦物綜合回收。且-37+10 μm 粒級連生體含量19.16%，連生體嵌布粒度細微，+74 μm粒級連生體含量較低，且為富連生體，對金礦物綜合回收影響不大。

6 金的可回收性評價

6.1 金礦物在礦樣中的配分

根據金的解離、連生、包裹情況，測定金礦物在礦樣中的配分含量，以推測-74 μm 含量60%浮選給礦的重選、浮選、浸出的金可回收性。礦石中主要礦物中金的配分見表7。

表 7 -74 μm 含量60%浮選給礦中各主要礦物中金的分配Table 7 -74 um 60% flotation distribution of gold in each major mineral in the ore

單礦物含金以及礦樣總金計算，裸露金在礦樣總金中的占比為81.75%，與金的物相分析中裸露金數據79.28%較為接近。將MLA 檢測到的解離金、硫化物連生金及非硫化物連生金之間的含量比，對裸露金總量進行配分。浸出工藝可回收裸露金部分，尼爾森重選可回收解離金和部分富連生體，除非硫化物包裹金和非硫化物貧連生金不能回收外，大部分金礦物可綜合回收。

6.2 金的可回收性評價

通過Supperpanner 將金礦物、金屬硫化礦物、非硫化礦物分離，MLA 測試礦物中金的解離、連生、包裹情況，并測定金礦物在礦樣中的配分含量，并判斷-74 μm 60%浮選給礦的重選、浮選、浸出的金可回收性。重選可回收大于37 μm 的解離金和部分金富連生體，重選金可回收性評價見表8；可浸出金理論上指包括解離金和連生金的裸露金[8]，表9 為浸出金的可回收性評價；浮選可回收的理論部分有解離金、硫化連生金、硫化物包裹金和非硫化物連生的金富連生體，浮選金的理論可回收性見表10。

表8 重選可回收金評價/%Table 8 Evaluation form of recyclable gold of gravity separation

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

表10 浮選可回收金評價/%Table 10 Evaluation form of recyclable gold of flotation

由表8、表9、表10 可知，重選可回收金理論回收率50.57%，浸出可回收金理論回收率81.75%，浮選理論回收率93.44%～94.12%，取平均值為93.78%。重選能回收部分金礦物，而浮選理論上能獲得最高的金回收率。

7 結 論

（1）礦石中金屬硫化物含量低，主要金屬礦物有黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、砷黝銅礦、斑銅礦等，脈石礦物以長石為主，以及石英、白云母和鐵白云石等。金礦物有含銀自然金、銀金礦、自然金；金礦物主要連生在黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦以及閃鋅礦等硫化物邊緣，且以富連生體為主，貧連生體次之，較少與非硫化物脈石連生；金礦物主要包裹在黃鐵礦、方鉛礦、硫銅鉍鉛礦等硫化礦中，偶見包裹在石英等非硫化物中。

（2）中粒級嵌布粒度金礦物含量較高，細粒級分布較少，有利于金礦物的回收。礦物單體解離度為73.30%，中間粒級單體含量高，且連生金礦物以中間粒級為主。3/4 貧連生體含量14.71%，這部分貧連生體不利于金礦物綜合回收。

（3）測定金礦物在礦樣中的配分含量，測算不同礦物類別中金分配率。可計算出重選金礦物理論可回收率為50.57%，浸出金理論回收率81.75%，浮選理論回收率93.78%。三種選冶方法的可回收性評價表明，浮選理論回收率最高，為后續工藝流程的選擇提供工藝礦物學上的技術支撐和理論依據。