某貧硫化物難處理金礦石工藝礦物學研究

陳健龍

(長春黃金研究院有限公司)

引 言

工藝礦物學是決定礦物分選方法的基礎。它涉及礦物學研究、礦石工藝特征分析及礦物分析鑒定方法等領域,其內容包括對礦石的礦物組成、化學成分、形態特征、結構構造等進行研究。在礦產資源鑒定和礦物綜合利用等發揮著關鍵作用[1-2]。近年來,隨著工藝礦物學研究手段、對象和領域的不斷拓展,已經可以快速準確地獲得工藝礦物學參數。除了傳統的選礦領域,工藝礦物學在地質、采礦、冶金、二次資源性質評價和環境保護等領域的應用也越來越廣泛[3-5]。工藝礦物學技術的發展提高了選冶及資源評價等領域對礦石性質的評價速度,進一步促進了礦山企業勘探和選冶技術的發展。

本文對某貧硫化物難處理金礦石進行了詳細的工藝礦物學研究,確定了該金礦石的礦石類型,以及有價元素的品位、相對含量和性質,為后續處理工藝的制定提供了理論依據。試驗研究結果對該類型礦石的開發具有一定的理論指導意義。

1 礦石性質

1.1 化學組成分析

對礦石進行了化學成分分析,結果見表1。

表1 化學成分分析結果

1.2 礦物組成分析

通過對礦石進行自動礦物解離分析儀(MLA)檢測并結合電子顯微鏡分析,確定了礦石的礦物組成,結果分別見表2、圖1。

表2 礦石礦物組成分析結果

1—石英 2—云母 3—黃鐵礦 4—方解石 5—斜長石 6—綠泥石圖1 礦物分布彩圖

2 礦石結構構造

半自形—他形晶粒狀結構:部分黃鐵礦及毒砂呈此結構。填隙結構:石墨、自然銅等形成較晚的礦物沿脈石礦物裂隙充填呈此結構。環帶結構:褐鐵礦與黃鐵礦呈規則或不規則的生長環帶結構。壓碎結構:受壓扭性應力作用砂屑被壓碎且裂隙中充填有黃鐵礦、褐鐵礦等礦物。膠狀結構:礦石中部分黃鐵礦呈膠狀球形體結構產出。

浸染狀構造:黃鐵礦、褐鐵礦、毒砂呈星點狀、星散狀、細脈浸染狀分布于脈石礦物中,構成浸染狀構造(含稀疏、稠密浸染狀構造)。脈狀構造:石英、黃鐵礦呈脈狀充填在長石及碳酸鹽礦物中。

3 主要礦物工藝特征

3.1 金屬礦物的嵌布特征

1)黃鐵礦。黃鐵礦是礦石中主要的金屬硫化物,粒度一般為0.01～0.074 mm,以中細粒為主。主要呈半自形—他形晶粒狀結構,少量為自形晶粒狀結構。經高倍鏡下檢測,中粒黃鐵礦磨光度較差,很難檢測到表面光滑、磨光度較好的顆粒。粒度為0.053～0.074 mm的黃鐵礦主要以浸染狀構造產出,-0.037 mm的細粒黃鐵礦主要呈星散狀浸染于礦石中。

2)黃銅礦。黃銅礦為礦石中主要的金屬硫化物,呈他形晶粒狀結構,粒度以-0.037 mm為主,大多呈單體形態嵌布在脈石礦物中。

3)自然銅。自然銅為礦石中主要的金屬礦物,粒度以+0.037 mm為主,呈他形晶粒狀結構,少量呈細脈狀嵌布在脈石礦物裂隙中,自然銅在氧化帶中屬不穩定礦物,易氧化成氧化物和碳酸鹽礦物,如赤銅礦、孔雀石等。因此,氧化帶中的自然銅只是從銅的硫化物轉變成氧化物的中間產品。

4)赤鐵礦。赤鐵礦為礦石中主要的金屬氧化物,占1.06 %。赤鐵礦主要呈他形晶粒狀結構產出,粒度以+0.037 mm為主。

3.2 脈石礦物的嵌布特征

1)石英。石英是礦石中主要的脈石礦物,主要呈隱晶質結構,少數為他形晶粒狀結構,呈脈狀構造,多與絹云母、方解石、白云石、黃鐵礦等礦物連晶產出。

組織灌注偽彩圖可以清楚地提供胰腺癌組織和正常胰腺組織的色彩程度的差異[3]，即胰腺癌病灶以冷色調為主，而正常胰腺組織由于血供豐富呈現以紅色為主的暖色調。盡管各個研究中樣本來源、掃描機器型號、計算模型等實驗過程不盡相同，但研究結果都是大致相同的，即CT灌注成像可以反映胰腺癌微循環的狀態，為小胰腺癌的診斷提供幫助。

2)絹云母。絹云母是礦石中主要的脈石礦物,粒度主要分布在-0.01 mm,多為長石蝕變形成,主要嵌布在石英邊部或其他礦物裂隙,為層狀硅酸鹽礦物,天然疏水性較好。

3) 石墨。石墨是礦石中主要的碳質礦物,占礦物相對含量的0.94 %,粒度以0.01～0.053 mm為主。形態多呈柳葉狀、板片狀、麥粒狀或土狀集合體嵌布于脈石礦物裂隙或粒間。石墨的形成主要是由于含有機質或碳質的巖石受區域變質作用的影響,發生圍巖重熔,或者在侵入體與碳酸鹽的接觸帶,由碳酸鹽巖分解形成。總之,石墨的形成與巖漿對碳酸鹽巖的同化作用關系密切。

3.3 主要礦物粒度分布特征

對礦石中黃鐵礦、赤鐵礦、石墨的嵌布粒度進行檢測,結果見表3。

表3 主要礦物粒度分析結果

4 金礦物工藝特征

4.1 金礦物種類及分布

經高倍鏡下檢測及電子探針波譜成分分析可知,該礦石中金礦物主要以自然金的形式存在,自然金平均成色為946.6 ‰,利用掃描電鏡對金礦物的成分進行分析,結果見表4。

表4 金礦物成色分析結果

4.2 金礦物粒度組成分析

根據顯微鏡檢測結果并結合富集重砂分析,本次試驗中所見最大自然金(粗粒金,板片狀,富集重砂獲得)顆粒粒度為1.15 mm×1.31 mm×0.31 mm,金礦物粒度分析結果見表5。

表5 金礦物粒度分析結果

由表5可知:該礦石中金礦物以細粒金為主,占32.83 %,其次為微粒金和中粒金,分別占26.57 %、23.46 %。

4.3 金礦物形態分析

對金礦物形態進行檢測,結果見表6。

表6 金礦物形態檢測結果

由表6可知:該礦石中金礦物主要以板片狀存在,少量呈角粒狀,其他形態分布率較少。

4.4 金礦物嵌布特征

利用電子顯微鏡檢測并結合化學分析,確定了礦石中金礦物的嵌布特征,結果見表7。

表7 金礦物嵌布特征分析結果

由表7可知:該礦石中金礦物以粒間金為主,占49.37 %,包裹金、裂隙金分別占9.59 %、41.04 %。

5 產品考查

5.1 黃鐵礦粒度及嵌連關系特征

對磨礦細度-0.074 mm占90 %的礦石,利用MLA檢測了黃鐵礦的粒度及嵌連關系特征,結果見表8、表9。

表8 黃鐵礦嵌連關系考查結果

表9 黃鐵礦粒度分析結果

5.2 金礦物嵌連關系特征

采用團礦片鏡下檢測、選擇性溶礦法、MLA等檢測手段對磨礦細度為-0.074 mm占90 %的礦石進行全面考查,確定金礦物的嵌連關系,結果見表10。

表10 金礦物嵌連關系考查結果

6 影響金礦物回收的礦物學因素分析

1)微細粒包裹金的影響。粒度小于0.010 mm的金礦物占26.57 %(含次顯微金),且有9.59 %的金礦物以脈石礦物包裹體的形態產出,這部分金礦物在磨礦過程中難以解離,成為影響選別效果的主要因素之一。

2)粗粒金的影響。礦石中粗粒及巨粒金占17.14 %,這部分金在浸出過程中會出現沉槽或浸出不徹底的情況,從而影響金的浸出效果。

3)劫金物質影響。礦石中受劫金物質影響金占48.10 %,該礦石中劫金物質主要包括有機碳、石墨及易泥化礦物等,這些物質對金的提取會產生不利影響。

7 結 論

1)礦石中金屬硫化物占0.21 %,主要為黃鐵礦(占0.13 %),其他金屬硫化物含量相對較少。金屬氧化物占1.27 %,礦石氧化率大于75 %,為氧化型礦石。礦石金品位為2.89 g/t,含硫0.14 %,金為唯一有價元素,屬于貧硫化物含金氧化礦石。

2)在磨礦細度-0.074 mm占90 %的礦石中,63.26 %的黃鐵礦以單體及與其他硫化物連生的形式存在,59.82 %的黃鐵礦粒度小于0.010 mm。產品中受劫金物質影響金占48.10 %,脈石礦物包裹金占6.92 %,單體金及連生金占44.98 %。

3)微細粒包裹、粒度過粗、易受劫金物質影響是影響金礦物回收的主要礦物學因素。這些因素造成礦石難以解離或浸出過程不徹底,對礦石的選別過程會產生不利影響。