高國龍，李登新

(1.清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系， 北京 100084；2.東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620)

目前，世界黃金儲(chǔ)量中2/3以上為難處理礦，1/3的黃金產(chǎn)量來自于難處理礦[1-3]。隨著易浸金礦石資源日益枯竭，開發(fā)利用有微細(xì)粒嵌布、含高硫高砷的難浸金礦成為一大趨勢(shì)。

高硫高砷金精礦礦物組成十分復(fù)雜，金常被包裹在其它礦物中，金的浸出率很低[4]。為了開發(fā)這類資源，開展工藝礦物學(xué)研究十分必要。對(duì)難浸金礦物相的分析，前人已做過大量工作，但多側(cè)重于某一種研究方法，如X射線衍射分析等[5]。這些方法能夠判斷礦中物相成分，但無法觀察相互包裹的狀態(tài)。本文綜合采用X射線衍射分析、礦物解離度分析和掃面電鏡-能譜分析等多種方法，既能判斷高硫高砷難浸金精礦的物相組分，又能觀察各物相的賦存狀態(tài)，以期為探索高硫高砷難選冶金精礦的提金工藝提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料來源

實(shí)驗(yàn)所用的金精礦取自河南某黃金冶煉廠。用小型粉碎機(jī)(FW-400A型，北京中興偉業(yè)儀器有限公司)將樣品進(jìn)一步粉碎至50～335 μm。對(duì)該金精礦進(jìn)行氰化浸金，發(fā)現(xiàn)金的氰化浸出率為26.95%。根據(jù)金礦的難浸程度等級(jí)，屬于難浸金精礦。本文從化學(xué)成分分析、X射線衍射分析、礦物解離度分析、掃描電鏡-能譜分析等不同程度開展了工藝礦物學(xué)研究。

1.2 測(cè)試方法

1.2.1 X射線衍射分析(XRD)

采用D/max-rB型X射線衍射儀(日本理學(xué))測(cè)定金精礦物相組成。

1.2.2 礦物解離度分析(MLA)

利用礦物解離度分析儀(FEI.Quanta 600. JKtech MLA suite 2008)研究金精礦礦物結(jié)構(gòu)和組成。

1.2.3 掃描電鏡-能譜分析(SEM-EDS)

采用 JSM-5600 LV型掃描電鏡(日本電子)和IE 300 X型EDS能譜儀(英國Oxford)對(duì)金精礦進(jìn)行X射線線掃描微區(qū)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 化學(xué)成分分析

利用火焰原子吸收分光光度法(原子吸收分光光度計(jì)，AA320型)測(cè)定金精礦化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，見表1。金精礦含S 13.91%，含F(xiàn)e 16.8%，含As 7.54%，是典型的高硫高砷金精礦。

表1 金精礦元素成分

2.2 礦物物相組成

2.2.1 XRD分析

采用X射線衍射方法測(cè)定樣品中物相成分，圖1為金精礦XRD圖。由圖1可以看出，金精礦含有石英、黃鐵礦、毒砂、白云母、綠泥石和方解石，主要物相為毒砂、黃鐵礦、石英和白云母。

2.2.2 MLA分析

圖2為金精礦顆粒的MLA圖。表2為金精礦的粒級(jí)分布特征。由表2、圖2知，主要金屬礦物為毒砂和黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、白云母。圖2表明，無法觀察到金獨(dú)立顆粒，而通過氰化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪鼋?，說明金以次顯微金和超顯微金等不可見金狀態(tài)賦存于載金礦物中。這樣的礦石，即使磨到極細(xì)小，也不能將金顆粒暴露出來。在氰化時(shí)，金顆粒不能接觸到含氰溶液，金無法溶解[6-9]。從圖2還可以看出，該難浸金精礦中,各種礦物分布不均勻，典型特點(diǎn)是毒砂、黃鐵礦相互包裹，石英等脈石也包裹其他礦物。所以,必須仔細(xì)設(shè)計(jì)預(yù)處理方法，將載金礦物破壞，使金裸露出來，從而最大限度提高金浸出率[10, 11]。

圖1 金精礦XRD圖

表2 金精礦的礦物粒級(jí)分布特征/%

2.2.3 SEM-EDS分析

掃描電鏡和能譜儀可以將微區(qū)的選擇和測(cè)定相結(jié)合[4, 5]。圖3為金精礦表面形態(tài)的二次電子圖(SE)和線掃描的位置，從中可以估計(jì)線掃描距離大約為10 μm。從圖3上可看出，該金精礦中，硅和氧、硫和鐵、砷硫和鐵的含量分布在掃描線上密切相關(guān)，但仍無法觀察到金獨(dú)立顆粒。這與前期的XRD測(cè)試結(jié)果和MLA分析保持一致，進(jìn)一步證明了該礦中的主要成分為黃鐵礦、毒砂和石英，金以不可見金狀態(tài)賦存于載金礦物中。

圖2 金精礦顆粒的MLA圖

圖3 金精礦的表面形態(tài)二次電子圖和掃描線的位置

3 結(jié)論

通過開展高硫高砷金精礦元素分析、XRD分析、MLA分析、SEM-EDS分析，得出以下結(jié)論：

(1)金精礦中金含量47.5 g·t-1、Ag 8.46

g·t-1、S 13.91% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))、As 7.54%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，金的浸出率僅為26.95%， 屬于典型的高硫高砷難浸金精礦。

(2)金精礦中的主要金屬礦物為毒砂、黃鐵礦。脈石礦物主要有石英、白云母。金精礦中，有害組分主要為砷，含砷礦物是以毒砂形式出現(xiàn)。金以不可見金的形式賦存于載金礦物中。

(3)多種礦物互相包裹，必須仔細(xì)設(shè)計(jì)預(yù)處理方法，將載金礦物破壞，使金裸露，從而最大限度地提高金浸出率。

[1] 周麗, 文書明, 李華偉. 難浸金礦預(yù)處理技術(shù)及其應(yīng)用 [J]. 國外金屬礦選礦, 2004(3): 11-14.

[2] Abrantes, L.M., Costa., M.C.. Electro-oxidation as a pre-treatment for gold recovery [J]. Hydrometallurgy, 1996, 40 (1-2)：99-110.

[3] 周洪波, 肖升木, 胡岳華, 等. 金精礦生物氧化預(yù)處理研究 [J]. 中國礦業(yè), 2006, 15(2): 39-42.

[4] 鄭存江, 熊英, 胡建平. 微細(xì)粒包裹型金礦中金的賦存狀態(tài)掃描電鏡分析[J]. 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)), 2006, 42 (4): 184-186.

[5] 熊英, 林濱蘭, 鄭存江. 綜合分析技術(shù)在微細(xì)粒浸染型金礦金賦存狀態(tài)研究中的應(yīng)用 [J]. 巖礦測(cè)試, 2004, 23 (1): 62-66.

[6] 秦洪根, 宋斌杰, 藺春英. 云南鎮(zhèn)沅金礦礦石工藝礦物學(xué)研究[J]. 黃金, 2005, 26(12): 36-39.

[7] 楊洪英, 鞏恩普, 楊立. 低品位雙重難處理金礦石工藝礦物學(xué)及浸金影響因素[J]. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008, 29(12): 1742-1745.

[8] 曾令熙. 某金礦工藝礦物學(xué)研究及其與選礦工藝的相關(guān)性分析 [J]. 中國礦業(yè), 2008, 17(4): 73-75.

[9] 王安平, 姚杰, 馬麗群, 等. 玲瓏金礦黃鐵礦中顯微金、超顯微金的礦物學(xué)特征 [J]. 黃金, 1999, 20 (2): 6-9.

[10] 張?zhí)K春, 張玉杰. 廣西金牙金礦提取金之試驗(yàn)研究 [J]. 貴金屬, 1995, 16 (2): 47-50.

[11] Tan H, Feng D, Lukey G C, et al. The behaviour of carbonaceous matter in cyanide leaching of gold [J]. Hydrometallurgy, 2005, 78 (3/4): 226-235.