楊德明 李 飛 邢晴晴 鐵 穎

(1.青海省第六地質(zhì)勘查院，青海 格爾木 816000；2.都蘭金輝礦業(yè)有限公司，青海 都蘭 816100；3.青海省金礦資源開發(fā)工程技術(shù)研究中心，青海 都蘭 816100)

我國金礦資源豐富，幾乎在全國各省區(qū)均有分布，但金礦床呈現(xiàn)“小、貧、散”的特點，其中難選冶金礦資源占已探明金資源儲量的40%[1]。青海省五龍溝金礦位于柴達木盆地南緣東昆侖中段，是青海省最具資源潛力的金成礦集中區(qū)之一[2]。礦山采區(qū)經(jīng)過多年的開采，礦山開采深度逐年下降，易采、易選及高品位的金礦資源日趨減少[3]，深部礦體逐步呈現(xiàn)出品位變低、有害元素砷和碳含量逐漸變高的趨勢，選礦廠生產(chǎn)過程中相關(guān)浮選指標波動較大，導致浮選難度增大，浮選回收率偏低，對有限的金礦資源無法實現(xiàn)應(yīng)收、快收。對礦區(qū)原礦進行工藝礦物學研究不僅有助于闡明礦床成因，而且是查明礦石性質(zhì)，有效改善浮選工藝和技術(shù)，進一步提高選冶回收率的關(guān)鍵[4]。通過對五龍溝金礦原礦開展工藝礦物學研究，從而查明該原礦礦物組成、金及其載體礦物的嵌布粒度和賦存狀態(tài)等工藝礦物學特征，明確五龍溝礦區(qū)金礦的難選冶特性，這對后續(xù)選礦生產(chǎn)中制定選礦方案、優(yōu)化選礦廠工藝及開發(fā)利用該礦產(chǎn)資源具有重要的指導意義[5]，且可為進一步穩(wěn)定選礦廠浮選指標，有效提高企業(yè)的經(jīng)濟效益提供支撐和保障。

1 礦石礦物組成

1.1 原礦化學多元素分析

采用日本日立Z-2300型原子吸收分光光度計、德國耶拿EA4000型碳硫分析儀、賽默飛ICAP 7200型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對采集的選礦廠堆場原礦樣品進行了化學多元素分析，分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結(jié)果

由表1可知，該原礦石中金的品位較低，僅為2.32 g/t，礦石中的有價元素主要是金，伴生少量銀，其他元素均未達到綜合回收利用價值。該原礦有害元素砷和碳含量相對較高，對浮選回收率的提高有較大影響[6]。

1.2 原礦礦物組成

該原礦礦物的組成見表2。

表2 礦物類型及種類

由表2可知，該原礦中貴金屬礦物主要為自然金，其他含金礦物為方銻金礦、碲金銀礦、黑鉍金礦等；金屬礦物主要為黃鐵礦和毒砂，其次為赤鐵礦、褐鐵礦、臭蔥石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等；非金屬礦物主要為大量的石英、絹云母，其次為碳酸鹽礦物、綠泥石、方解石、黑云母等。

1.3 原礦礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

原礦樣品在偏光顯微鏡和掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，該礦石中黃鐵礦、毒砂等礦物多呈它形—半自形結(jié)構(gòu)(圖1)；部分黃鐵礦、毒砂被褐鐵礦、臭蔥石交代，形成交代結(jié)構(gòu)(圖2)；礦石中炭質(zhì)硅質(zhì)板巖、絹云板巖、絹云千枚巖均呈包裹粒狀變晶、粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)；礦石中絕大多數(shù)自然金包裹于臭蔥石中，形成包含結(jié)構(gòu)(圖3、4)，該結(jié)構(gòu)影響了金的順利解離，對金回收率的提高具有較大影響。

1—黃鐵礦

1—臭蔥石；2—毒砂；3—黃鐵礦

1—自然金；2—臭蔥石；3—黃鐵礦

1—自然金；2—臭蔥石；3—毒砂

2 礦石中金的物相分析

將該原礦樣品經(jīng)粗碎、細碎、篩分至2 mm以下，再研磨至-0.074 mm，進行金的物相分析，分析結(jié)果見表3。

由表3可知，該礦石中金主要為裸露-半裸露金，占43.71%，其次為硫化物包裹金、碳酸鹽包裹金、赤鐵礦與褐鐵礦物包裹金，分別占34.03%、10.15%、6.34%。

表3 礦石中金的化學物相分析結(jié)果

3 主要金屬礦物嵌布特征

3.1 黃鐵礦(FeS2)

黃鐵礦是該礦石中含量最多的金屬硫化礦物，分布比較廣泛，大多數(shù)呈它形—半自形粒狀、立方體狀，主要為稀疏浸染狀—星散狀分布(圖5)，或沿裂隙呈帶狀分布(圖6)，少數(shù)粗粒黃鐵礦呈自形晶嵌布于石英中。礦石中的黃鐵礦多與毒砂共生(圖7)，可見部分黃鐵礦被褐鐵礦或毒砂交代，形成交代結(jié)構(gòu)(圖8)。

1—黃鐵礦；2—石墨

1—毒砂；2—黃鐵礦

1—黃鐵礦；2—毒砂

1—褐鐵礦；2—黃鐵礦

3.2 毒砂(FeAsS)

毒砂是鐵砷的硫化物，毒砂在該礦石中多呈它形—半自形粒狀、菱柱狀，產(chǎn)出形式與黃鐵礦類似，多呈浸染狀—星散狀分布或呈帶狀分布(圖9)，毒砂與黃鐵礦的關(guān)系密切，多與黃鐵礦共生，可見部分被臭蔥石交代，形成交代結(jié)構(gòu)(圖10)。

1—毒砂；2—石墨

1—毒砂；2—臭蔥石；3—石墨

3.3 臭蔥石(FeAsO4·2H2O)

該礦石中的臭蔥石多呈不規(guī)則狀，沿毒砂、黃鐵礦邊緣分布(圖11)，掃面電鏡下可見自然金包裹于臭蔥石中(圖12、圖13)。

1—臭蔥石；2—毒砂；3—黃鐵礦

1—自然金；2—臭蔥石；3—毒砂

1—自然金；2—臭蔥石；3—黃鐵礦

4 主要金屬礦物的粒度特征

原礦中主要金屬礦物的嵌布粒度對于選礦試驗中磨礦工藝及磨礦細度的選擇具有十分重要的意義[7]。礦石中主要金屬礦物是黃鐵礦和毒砂，是后續(xù)選礦作業(yè)的主要目的礦物[8]。因此，通過偏光顯微鏡將合格的礦石光片在鏡下進行觀察，進一步測定出原礦中黃鐵礦和毒砂的粒度，為后續(xù)選礦試驗提供技術(shù)支持。測定結(jié)果見表4。

表4 主要硫化礦物的嵌布粒度測定結(jié)果

由表4可知，礦石中黃鐵礦嵌布粒度以中粗粒為主，黃鐵礦-0.64+0.04 mm粒級占86.95%；毒砂嵌布粒度以中細粒為主，毒砂-0.160+0.01 mm粒級含量為90.09%。

5 金的粒度及嵌布狀態(tài)

通過偏光顯微鏡的觀察發(fā)現(xiàn)，該礦石中金的顏色為亮金黃色，形態(tài)以粒狀為主，少數(shù)為片狀、細脈狀，金的粒度微細。金主要嵌布于黃鐵礦、毒砂等金屬礦物中，其次是嵌布于臭蔥石和石英中，金的粒度極細，可見金的粒度絕大多數(shù)在10 μm以下。

5.1 金粒粒度

采用MLA650測定礦石塊礦中金粒粒度組成，結(jié)果見表5。

表5 金粒粒度組成

由表5可知，礦石金粒度以微細粒金為主，86%以上金粒粒度小于0.02 mm，并且小于0.01 mm的難選金粒占有率達61.31%。

5.2 金在礦石中的嵌布狀態(tài)

5.2.1 黃鐵礦中的金

黃鐵礦包裹金是該礦石中金的主要嵌布狀態(tài)之一，黃鐵礦的粒度一般大于0.04 mm，金的粒度小于5 μm(圖14)。

圖14 黃鐵礦包裹金，金小于5 μm

5.2.2 毒砂中的金

礦石中的金主要以微細粒形式嵌布于毒砂中。多見金粒被毒砂包裹或嵌布于毒砂周圍的脈石礦物中(圖15)，金粒度微細，均小于5 μm，毒砂的粒度在0.01 mm至0.1 mm左右。

圖15 毒砂包裹金，金小于5μm

5.2.3 臭蔥石中的金

礦石中的臭蔥石多呈不規(guī)則狀，在掃描電鏡下觀察，礦石中微細粒的金多包裹于臭蔥石中(圖16、圖17)，金的粒度小于5 μm。

1—自然金；2—臭蔥石；3—黃鐵礦；4—毒砂

1—自然金；2—臭蔥石；3—黃鐵礦

6 結(jié)論

1)青海省五龍溝金礦原礦石金品位為2.32 g/t，含硫1.93%、砷0.27%、碳1.03%，主要有價元素為金，有害元素砷和碳含量相對較高，礦石屬于微細粒-超微細粒含砷、碳的極難選冶金礦石。

2)礦石中的金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂，其次為赤鐵礦、褐鐵礦、臭蔥石、方鉛礦、閃鋅礦等含量很少；非金屬礦物主要是大量的石英、絹云母，其次為碳酸鹽礦物、綠泥石、方解石等。礦石中絕大多數(shù)自然金包裹于臭蔥石中，形成了包含結(jié)構(gòu)，影響金的解離，對金回收率的提高會具有較大影響，在后續(xù)的浮選試驗研究中應(yīng)著重加強磨礦工藝研究。

3)礦石中主要的金屬礦物黃鐵礦嵌布粒度以中粗粒為主，黃鐵礦-0.64+0.04 mm粒級含量為86.95%，毒砂嵌布粒度以中、細粒為主，毒砂-0.160+0.01 mm粒級含量為90.09%，毒砂與黃鐵礦的關(guān)系密切，多與黃鐵礦共生。金主要嵌布于黃鐵礦、毒砂和臭蔥石等礦物中，并且金的粒度極細，可見金的粒度絕大多數(shù)在10 μm以下，大多金的粒度小于5 μm，小于0.02 mm的金粒占86%以上。在磨礦過程中必須進行細磨，才能提高目的礦物的解離度，但是非金屬礦物中含有大量的泥質(zhì)礦物，細磨后會產(chǎn)生大量的礦泥，需要進一步通過改變藥劑或工藝來提高金的回收率。