孫志勇 孫顏波

（1.陜西天地建設(shè)有限公司；2.西安交通大學(xué)城市學(xué)院，陜西 西安 710000）

0 引言

金礦資源是我國(guó)儲(chǔ)量較大的一類戰(zhàn)略性資源，在我國(guó)不同地區(qū)均有所分布，尤以山東地區(qū)、江西地區(qū)、東北地區(qū)等地最為典型。［1，2］近幾年，隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平的不斷提升，技術(shù)和裝備能力得到較大發(fā)展，有效的緩解了我國(guó)資源環(huán)境壓力，有力促進(jìn)礦業(yè)科技投入進(jìn)一步上升。在礦產(chǎn)資源高質(zhì)量發(fā)展要求下，基于資源稟賦特性的基礎(chǔ)性研究能夠提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐和理論支持，已成為高效、科學(xué)、合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源的重要手段，具有更加重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際價(jià)值。為查明本礦石的礦物組成、化學(xué)成分、粒度特征、賦存狀態(tài)等礦石性質(zhì)［3、4］，試驗(yàn)采用多種技術(shù)手段進(jìn)行了詳盡的研究和初步探討分析，為該鉛金礦石的開(kāi)發(fā)企業(yè)鋪墊了工業(yè)化支撐的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 樣品準(zhǔn)備

試驗(yàn)樣品由伊朗某礦山企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集，并進(jìn)行以下加工處理：

1.1.1 磨片樣品。在原生礦中選取具有明顯特征的塊樣，經(jīng)磨片機(jī)制作顯微鏡鑒定樣片、薄片和MLA 能譜分析件。

1.1.2 化驗(yàn)樣品。對(duì)取得的代表性原生礦樣50kg，按照“粗碎—中碎一細(xì)碎閉路”流程進(jìn)行加工，然后經(jīng)研磨機(jī)制備成化學(xué)分析樣。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用光譜半定量以進(jìn)行原生礦有價(jià)元素普查，采用化學(xué)分析法進(jìn)行礦石化學(xué)成分定量分析，采用高倍顯微鏡、XRD、MLA 等儀器設(shè)備進(jìn)行礦物嵌布特征分析［5-7］，其中顯微鏡為德國(guó)蔡司偏光顯微鏡Axioskop 40 A Pol 和德國(guó)徠卡DM2500P 偏光顯微鏡；XRD 儀器為進(jìn)口的XRD-7000S/L 型儀器；MLA 礦物分析儀為型號(hào)FEI MLA 250的進(jìn)口儀器。

2 結(jié)果與討論

2.1 原礦光譜半定量分析

根據(jù)元素特征譜線特性差異可估計(jì)元素的含量，為普查礦石中的有價(jià)元素，對(duì)礦石全元素進(jìn)行光譜半定量分析，結(jié)果列表1。

表1 原礦光譜半定量分析結(jié)果

由表1 可知，礦石中Ag、Pb、Fe2O3需要重點(diǎn)關(guān)注，需要借助定量分析方法進(jìn)行進(jìn)一步精確分析。

2.2 多元素化驗(yàn)分析

采用化驗(yàn)法進(jìn)行了礦石化學(xué)成分的定量分析，其結(jié)果列表2。

表2 原礦多元素分析結(jié)果

由表2 可見(jiàn)，礦石中可回收貴金屬為Au，含量為17.01g/t；可回收有價(jià)金屬元素為Pb，含量為3.86%；Ag品位為16.00g/t，S 品位2.54%，可綜合考慮回收；As、C元素含量較低，其負(fù)面影響預(yù)計(jì)不大。

2.3 原礦物相分析

試驗(yàn)采用化學(xué)法分別進(jìn)行了金、鉛的物相化學(xué)分析，其結(jié)果分別列表3、表4。

由表3可見(jiàn)，礦石中裸露-半裸露金占91.71%，有利于選礦回收；由表4可見(jiàn)，氧化相中鉛占有率62.18%，結(jié)合相中鉛有一定占有率，不利于鉛的選礦回收。

表3 金物相分析結(jié)果

表4 鉛物相分析結(jié)果

2.4 礦石礦物組成

顯微鏡下觀察礦物組成及礦物含量估算結(jié)果列表5。

表5 礦石礦物組成及含量

由表5 可見(jiàn)，自然金和銀金礦是礦石中主要的貴金屬礦物；金屬礦物種類較多，含有鐵礦物、鉛礦物及銅礦物等；非金屬礦物石英的含量為58%，為主要脈石礦物，鉛鐵釩、明礬石等次之。

2.5 賦存狀態(tài)分析

2.5.1 金元素賦存狀態(tài)。試驗(yàn)采用高倍鏡顯微鏡對(duì)金礦物的嵌布特征、賦存狀態(tài)、外形形態(tài)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)采用能譜分析相關(guān)礦物的化學(xué)成分。

結(jié)果表明，銀金礦和自然金是礦石中的主要含金礦物；銀金礦含Au77.67%～79.66%、含Ag20.34%～22.33%；自然金含Au80.01%～100%、含Ag 0%～19.99%.銀金礦呈現(xiàn)長(zhǎng)角粒狀、線狀、枝杈狀等多種形態(tài)。

采用面積法統(tǒng)計(jì)粒度，參照“巖金礦地質(zhì)勘察規(guī)范附錄H”中金粒級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)分析，礦石中細(xì)粒明金占比約79.66%；微粒金占比約20.34%，其中“0.01～0.005mm”的占比為18.16%；其余“0.005～0.0025mm”和“0.0025～0.001 mm”粒級(jí)分別占1.98%和0.20%.

礦石中Au 的不同賦存狀態(tài)的含量依次為：粒間金＞包裹金＞裂隙金＞分散金。粒間金：總量約占79.60%，其中57.59% 存在于非金屬礦物中之間、19.09%存在于褐鐵礦與非金屬礦物之間、剩余部分存在于鉛礦物、非金屬礦物、褐鐵礦之間。該嵌布特征的金礦物都較容易解離，利于回收。③包裹金：其含量約為16.52%，其中包裹于褐鐵礦中金礦物主要為角粒狀、不規(guī)則狀、渾圓狀等形態(tài)（見(jiàn)圖1），含量約占13.66%.該嵌布特征的金礦物較難解離。裂隙金：總量約占3.88%，賦存于巖石裂隙中，主要為角粒狀和不規(guī)則狀。該嵌布特征的金礦物一般較容易解離。分散金：礦石中少量金分散存在于方鉛礦、鉛礬、褐鐵礦等礦物中，該分散金會(huì)隨其載體礦物的去向而實(shí)現(xiàn)金的回收或丟失。

圖1 銀金礦包裹于褐鐵礦中

2.5.2 銀元素賦存狀態(tài)。礦石中的Ag 元素主要存在于自然金、銀金礦中，其余Ag 元素以類質(zhì)同象形式分散于鐵礦物（褐鐵礦、黃鐵礦）及鉛礦物（方鉛礦、鉛礬）中，這些Ag元素會(huì)隨其載體礦物的去向而實(shí)現(xiàn)Ag的回收或丟失。

2.5.3 鉛元素賦存狀態(tài)。方鉛礦、鉛礬和鉛鐵礬是礦石中的含鉛礦物。（1）方鉛礦含有少量的Au元素和Ag元素，粒度約為0.015～1.15mm，一般不能采用機(jī)械方法進(jìn)行分離。方鉛礦主要以殘留狀分布于鉛礬中，大部分方鉛礦具有鉛礬演變形態(tài)，相互不規(guī)則密切聯(lián)系，顯示鋸齒狀、港灣狀連接線（見(jiàn)圖2）。其余方鉛礦顯示細(xì)粒半自形-自形粒狀，粒度介于0.015～0.20mm，以星點(diǎn)狀賦存于巖石中，該部分方鉛礦比較容易解離。（2）鉛礬是礦石中的氧化鉛產(chǎn)物，也含有Au、Ag 元素，粒徑0.004～0.45mm，多數(shù)呈現(xiàn)不規(guī)則粒狀，是方鉛礦氧化后逐漸形成的。礦物學(xué)分析可知，鉛礬中有方鉛礦晶體；鉛礬主要以不規(guī)則連生賦存于褐鐵礦、非金屬礦物中。（3）鉛鐵礬是鉛結(jié)合相，含Pb平均值為20.26%，F(xiàn)e 平均值為29.30%，S 平均值為11.33%，O 平均值為36.79%，個(gè)別礦物中含有少量K、As等元素。礦石中鉛鐵礬粒度約0.005～0.2mm，含量較多且形態(tài)多樣。鉛鐵礬與褐鐵礦連生并賦存于非金屬礦物中。此外，存在板條狀鉛鐵礬以不規(guī)則狀、團(tuán)塊狀的集合體賦存在巖石中，粒級(jí)約0.01～0.06mm。

圖2 方鉛礦殘留于鉛礬中

2.5.4 硫元素賦存狀態(tài)。礦石中的S元素依次賦存于方鉛礦、鉛鐵礬、鉛礬和黃鐵礦中。經(jīng)能譜分析，黃鐵礦中含有少量分散銀。黃鐵礦粒度0.003～0.15mm 之間，主要為自形-半自形粒狀的形態(tài)，部分黃鐵礦與褐鐵礦、閃鋅礦等礦物關(guān)系密切。

2.5.5 共、伴生礦物的嵌布特征。石英：主要脈石礦物之一，粒度約0.01～0.65mm，主要為它形粒狀和變晶狀，與礦石中金屬礦物關(guān)系密切。

明礬石：粒度約0.001～0.003mm，主要以不規(guī)則狀、立方體狀自形晶的集合體形態(tài)分布，與褐鐵礦、鉛鐵礬關(guān)系密切。

褐鐵礦：礦石中主要氧化鐵礦物，粒度變化介于0.02～0.5mm之間，形態(tài)分布多為網(wǎng)絡(luò)狀、浸染狀、團(tuán)塊狀和細(xì)脈狀等。褐鐵礦多數(shù)為黃鐵礦氧化的產(chǎn)物，呈現(xiàn)不規(guī)則狀，少部分褐鐵礦具有黃鐵礦原來(lái)的形態(tài)。褐鐵礦與銀金礦、鉛礬、鈉鐵礬等礦物的關(guān)系較為密切。

閃鋅礦：多數(shù)為單體，主要為它形-半自形粒狀，粒度約0.001～0.15mm 之間，或與黃鐵礦半規(guī)則連生，或與微細(xì)粒黃銅礦、黃鐵礦等礦物包裹賦存于巖石中。

黃銅礦：礦石中銅礦物之一，含量較少，主要形態(tài)為它形粒狀，粒度一般約0.20mm 以內(nèi)，部分黃銅礦賦存在閃鋅礦中。

銅藍(lán)：礦石中銅礦物之一，含量較少，多數(shù)形態(tài)為不規(guī)則粒狀，星點(diǎn)狀分布于礦石中。

2.6 礦石自然類型

根據(jù)《金礦基本工作手冊(cè)》中一般有色金屬礦石自然類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)，采用礦石中鐵物相來(lái)確定金礦石的氧化率。經(jīng)原礦鐵物相分析，礦石的氧化物中的鐵含量為14.15%，礦石中總鐵含量為14.85%，計(jì)算可得礦石氧化程度為95.29%，可劃定其自然類型為氧化礦。

2.7 礦石工藝類型

金礦石工藝類型根據(jù)以下集中反映的內(nèi)容，多采用綜合礦石工藝名稱：

2.7.1 硫化物的含量：以礦石中硫化物含量級(jí)別5%、20%及50%為限，稱少、中和多硫化物礦石。

2.7.2 氧化程度級(jí)別：氧化率＜10%、10%～30%、＞30%分別為原生礦、混合礦、氧化礦。

2.7.3 在工藝加工時(shí)需作必要處理礦石中有益組分和有害組分。

2.7.4 礦石的巖性種類。

2.7.5 金粒大小、形狀、賦存等特征。巨粒金或微粒金含量5%或50%，命名時(shí)應(yīng)體現(xiàn)。

參照以上命名標(biāo)準(zhǔn)，可確定該礦石的綜合礦石工藝類型為：少硫化物、破碎不等粒石英巖型的鉛金礦石（或含鉛金礦石）。

3 結(jié)論

（1）工藝礦物學(xué)是支撐開(kāi)展礦石選別工藝研究的主要手段，對(duì)查明掌握礦石礦物學(xué)特征、決策有價(jià)選礦工藝技術(shù)等至關(guān)重要。本礦石的Au、Pb 和Ag 元素具有可回收利用價(jià)值，其中Au 主要為細(xì)粒明金和顯微金，以粒間金、裂隙金賦存，利于選冶回收，但礦石中少部分金與鉛礦物、脈石礦物以包裹特性賦存，會(huì)影響Au的回收效果。

（2）礦石中Pb 以氧化相、結(jié)合相中鉛存在，氧化物鉛礬和結(jié)合相鉛鐵礬回收難度大，與金的密切關(guān)系易導(dǎo)致單獨(dú)回收鉛連帶損失金，該特征直接造成本礦石不適宜產(chǎn)出純的鉛精礦，應(yīng)貼合工業(yè)要求，獲得可計(jì)價(jià)多元素的礦產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用最大化和資源經(jīng)濟(jì)效益最大化。