地質冶金學在金礦開發中的應用探索

張麗穎

（河北東梁黃金礦業有限責任公司，河北 承德 067600）

黃金作為一種稀有貴金屬，它在地殼中的豐度值本來就很低，對礦石的開采和選冶都有較高的技術要求，因此金礦在開發過程中所面臨的風險和挑戰很高。為了降低金礦開發利用的風險，提高金礦的綜合利用率，地質冶金學應運而生。

地質冶金學是地質學與冶金學之間的一個交叉學科，它的主要目的就是在礦山地質資料的基礎上，對不同的礦石類型進行工藝礦物學研究，然后通過選礦試驗確定不同類型礦石的最佳選冶方案，不斷優化生產工藝條件，降低選冶成本，提高資源回收利用率。本文對地質冶金學的研究步驟進行了闡述，同時對地質冶金學在河北東梁金礦的生產實踐應用進行了探討。

1 地質冶金學的研究步驟

金礦床的地質冶金學研究步驟主要包括礦床地質學研究、不同巖性礦石取樣、工藝礦物學研究、選礦試驗研究、建立地質冶金學模型等[1]。其中，礦床地質學研究主要包括礦石的品位、礦石類型、金的賦存狀態、礦化類型、圍巖蝕變類型等。工藝礦物學研究主要側重不同巖性礦石的結構構造、物質組成、有用、有害礦物含量。選礦試驗研究主要對不同巖性礦石的選礦工藝參數進行分析。最終通過以上幾方面的研究建立地質冶金學模型，直接指導生產實踐，針對不同類型的礦石，在生產過程中及時調整選礦方法和工藝參數，達到選礦回收率最大化和生產成本最小化。

2 生產實踐探索

本文以河北東梁金礦為例，對地質冶金學在金礦開發過程中的應用進行探索，探討探究方法和內容。

2.1 礦床地質特征

東梁金礦礦床成因類型屬中溫熱液蝕變巖型，礦區周邊存在火山機構，礦區范圍內出露一條長1200m、寬150m～200m的環形分布的斷裂構造帶，礦體主要賦存于此，該斷裂構造蝕變巖帶控制了礦體的產狀、形態和規模。東梁金礦主礦體為沿構造裂隙發育的細小礦脈組成一條近南北走向的礦帶，傾向西，平面上呈現縮小膨大、分支復合、尖滅再現等特征，礦巖交錯出現，品位分布不均勻。閃長玢巖和流紋質角礫熔巖為礦區內主要礦化巖石，分布較為廣泛，凝灰巖和石英二長斑巖部分區域出露，初步判斷火山頸為導礦和儲礦構造[2]。

圖1 地質冶金學研究步驟

2.2 工藝礦物學特征

東梁金礦金屬礦物主要為黃鐵礦，黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等含量較少。脈石礦物主要為石英，其次為長石、絹云母、綠泥石、高嶺土、碳酸鹽礦物及鋯石等。

東梁金礦礦物粒度主要為中粒金，分為包裹金、粒間金、裂隙金三種類型的嵌布狀態，裂隙金較為常見，其次為粒間金，包裹金含量很少。原生礦石的礦石工藝類型為少硫化物含金礦石類型。

2.3 選礦試驗研究

綜合考慮東梁金礦的礦床地質特征和工藝礦物學特征，分析研究礦石的加工技術性能，最終確定東梁金礦選礦工藝為全泥氰化--炭漿法--解析電解工藝流程。為進一步確定不同巖性礦石的最佳工藝參數，東梁金礦針對礦區內三種主要含礦巖石進行了選礦試驗。東梁金礦三種主要含礦巖石巖性描述及分布情況描述：

閃長玢巖：該巖體巖石顏色為灰～灰綠色、灰黑色，斑狀結構，塊狀構造。斑晶主要為斜長石?；|主要為細粒狀微晶斜長石，角閃石，已綠泥石化；黑云母綠泥石化；并含少量磁鐵礦。受構造影響，裂隙發育，易破碎。巖石沿裂隙面見有薄膜狀綠泥石蝕變。裂隙內主要有褐鐵礦化、弱孔雀石化，見高嶺土、絹云母、綠泥石蝕變。主要分布在礦區的25-35線間，為礦區內礦體出露的中心，為礦區內主要含礦巖石。

流紋質角礫熔巖：巖石呈灰綠色，角礫熔結結構，膠結物具流紋質構造。巖石主要由火山角礫、碎屑、晶屑、膠結物組成。角礫大小不等，分布不均，呈棱角～次棱角狀。黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等含金礦化呈細脈狀沿裂隙、晶隙或碎屑角礫間充填。礦石致密堅硬，較難破碎，硬度等級Ⅲ級（8-10）。流紋質角礫熔巖為東梁金礦主要含礦巖性，分布于采場東側21-39勘探線之間。

安山質凝灰巖：巖石呈灰黑色-紫紅色，微細粒結構，塊狀構造。中酸性火山噴發物凝結而成，受構造影響，裂隙發育。沿裂隙面石英、鉀長石發育，黃鐵礦、磁鐵礦等含金礦化明顯。礦石較致密，受構造裂隙影響，沿裂隙面易破碎。主要分布于采場南側李匣溝附近。

根據生產實際，東梁金礦針對上述三種主要含礦巖性進行了選礦試驗，現場工藝條件：礦漿濃度40%，浸出氰根濃度2.5/萬、2.8/萬、3.0/萬、3.3/萬，礦漿PH=10，磨礦細度90%；試驗控制條件：反應時間24h。具體試驗數據及試驗結果對比見表1。

表1 不同巖性原礦浸出實驗數據

根據實驗數據可以看出，流紋質角礫熔巖和閃長玢巖的最佳浸出氰根濃度為2.5/萬，安山質凝灰巖最佳浸出氰根濃度3.0/萬，在選礦生產中可根據最佳浸出藥劑濃度進行合理配礦，將流紋質角礫熔巖與閃長玢巖通過配礦的方式給入選礦工藝流程中，將現場浸出氰根濃度調整至2.5/萬可獲得最佳的浸出效果。在處理安山質凝灰巖的過程中，需要及時將藥劑濃度調整至3.0/萬。三種不同巖性的礦石達到最佳浸出濃度后，藥劑消耗量也存在較大變化，在生產過程中要及時調整藥劑，避免造成浪費。在生產實踐中通過對不同巖性礦石最佳工藝指標控制不僅可以使選礦回收率得到有效提升而且可以將浸出藥劑消耗量控制在最佳范圍內達到節約成本的目的。

2.4 探索建立地質冶金學模型

根據選礦實驗的研究成果，基本上確立了東梁金礦三種主要含礦巖石的最佳工藝條件，為更好的指導生產實踐，東梁金礦正在探索地質冶金學模型的建立和應用。地質冶金學模型主要是在礦體地質模型的基礎上增加選冶實驗數據，將礦體劃分為不同區段，標記好礦體的賦存位置和標高，巖性和品位數據，以及選礦試驗數據。在生產組織過程中，地、測、采、選專業技術人員緊密配合，實現管理一體化。地質專業及時將不同巖性礦體品位分布情況告知采礦專業，采礦專業根據現場實際情況做好采礦作業計劃，測量專業及時進行現場圈定，選礦專業根據供礦巖性及時調整工藝指標。生產過程中充分發揮不同專業技術人員的專業特長，加強不同專業的配合與交流，在實踐中積累經驗，繼續優化生產指標，實現精細化管理。

3 結語

黃金作為一種具有貨幣和商品雙重職能的貴金屬，它對于保證國家經濟安全、國防安全和規避金融風險方面的作用是任何物品都無法達到的。

但是隨著全球黃金勘探水平和開采能力的提高，全球富有的黃金礦藏幾乎被開發殆盡，金礦儲量越來越少，那么保證現有金礦資源的合理開發和綜合利用是全球黃金采選行業技術發展的必然趨勢。

礦業開發項目大多是基建之前確定采選冶方案，但是由于樣品采集受限，大多數礦山深部樣品難以收集，并且大多數黃金礦山后期開發過程中巖性變化較大，建礦初期確定的采選方案難以預料期間的變化，可能會影響礦石的回收，造成資源浪費。

因此在設計金礦資源的開放利用方案或者礦山生產實踐過程中，做好地質冶金學研究，針對礦石性質的變化及時調整工藝參數，是提高資源的回收利用率，防止資源的損失和浪費的有效方法和手段，需要在生產和實踐中不斷探索，形成一套完整的研究流程，廣泛應用于金礦的開發利用過程。