摘要：甘肅岷縣某金礦以黃鐵礦為主要載金礦物，具有粒度微細(xì)、有害元素砷含量偏高等特點，金主要以包裹金形式存在。為有效回收礦石中金，對該礦床南礦帶礦石進(jìn)行選礦試驗研究，對比浮選、重選、炭浸、焙燒等單一及聯(lián)合工藝回收效果。結(jié)果表明：浮選可有效回收南礦帶礦石中金和銀，可獲得金精礦金品位45.41 g/t、銀品位134.00 g/t，金回收率73.76 %、銀回收率84.05 %的指標(biāo)。由于主要載金礦物黃鐵礦中平均砷含量較高且礦石中存在毒砂，因此南礦帶礦石浮選得到的金精礦含砷1.00 %，經(jīng)過降砷探索試驗后得出金和砷的關(guān)系比較密切，不能有效地進(jìn)行分離。

關(guān)鍵詞：資源利用；含砷；浮選；包裹金;難選礦石；卡林型金礦

[中圖分類號：TD953 文章編號：1001-1277（2025）04-0048-06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.11792/hj20250410 ]

引言

隨著中國易處理金礦資源的日益枯竭，難處理金礦資源已成為黃金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要接替資源，這一現(xiàn)狀引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究［1-4］。據(jù)統(tǒng)計，中國難處理金礦資源儲量約為1 200 t，占已探明黃金總儲量的30 %，主要分布在云南、貴州、甘肅和青海等地區(qū)［5-7］。其中，含砷金礦石作為典型的難處理金礦石類型，因其儲量豐富、經(jīng)濟(jì)價值可觀而備受關(guān)注。深入研究含砷難處理金礦石的礦物學(xué)特征，并據(jù)此開發(fā)高效處理工藝，對于實現(xiàn)難處理金礦資源的可持續(xù)開發(fā)利用具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值［8-11］。

岷縣—禮縣地區(qū)擁有極為優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)眾多規(guī)?？捎^的金礦［12-13］。該區(qū)域大多數(shù)金礦石砷、硫含量較高，金通常以微細(xì)粒形態(tài)存在，這使得回收工作頗具挑戰(zhàn)。過去，研究者們主要采用浮選法來處理這類礦石，而浮選藥劑和工藝是提升回收率的關(guān)鍵因素［13］。當(dāng)前，新型藥劑的開發(fā)顯著增強(qiáng)了金的回收效果，但這些新藥劑的選擇性和成本問題限制了它們在工業(yè)上的應(yīng)用［7］。因此，對于傳統(tǒng)藥劑種類和配比的研究仍然具有重要意義。此外，該區(qū)域的難處理金礦石無法僅通過單一方法直接提取，通常需要在浮選的基礎(chǔ)上結(jié)合其他工藝處理，或者采取其他有效的預(yù)處理措施，這些方法均能使金的回收率達(dá)到70 %以上。因此，針對不同類型礦石選擇合適的聯(lián)合處理工藝顯得尤為關(guān)鍵。

甘肅岷縣某金礦位于岷禮成礦帶，根據(jù)礦體分布位置將其分為南北兩個礦帶，其礦石平均含金3.84 g/t、含砷0.054 %，金以次顯微金分布于載金礦物中，而載金礦物以黃鐵礦為主，這些礦物具有粒度微細(xì)、含砷高的特點，通常呈包裹體或浸染狀賦存于黃鐵礦、毒砂等硫化物中，細(xì)磨亦難以分離，屬難處理礦石［14-17］。本研究對該礦床南礦帶礦石進(jìn)行了選礦試驗方案的探索，基于浮選試驗，同時評估了重選、浸出、焙燒等方法對原礦的回收效果，并最終確定了最佳的工藝參數(shù)及流程。

1礦石性質(zhì)

研究所用礦石樣品為甘肅岷縣某金礦床南礦帶的典型采坑和鉆孔樣品。原則上這些樣品既具有普遍性，也兼顧了特殊性。通過將樣品磨制成高質(zhì)量的光片、薄片和砂光片，并在顯微鏡下進(jìn)行高、中倍率的詳細(xì)掃描觀察，結(jié)合化學(xué)成分分析和掃描電鏡能譜分析，明確了礦石的含礦巖性、物質(zhì)組成、主要礦物嵌布狀態(tài)和化學(xué)成分，以及金、銀元素的賦存狀態(tài)。此外，對礦石中主要礦物的粒度進(jìn)行了系統(tǒng)而詳細(xì)的統(tǒng)計，并總結(jié)了礦石類型，為選礦工藝流程的制定提供了翔實可靠的工藝礦物學(xué)依據(jù)。

南礦帶礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為方鉛礦、銀黝銅礦等，閃鋅礦、毒砂等含量較少；非金屬礦物主要為絹云母，其次是碳酸鹽礦物（方解石、白云石）和石英等，其他礦物含量較少；貴金屬礦物主要為自然金，極少量為碲金礦。

金物相分析結(jié)果顯示，金主要以包裹金的形式存在，其中，硫化物包裹金占比達(dá)72.17 %。黃鐵礦作為熱液型金礦化體系中關(guān)鍵的礦物之一［18］，在南礦帶礦石中的粒度較細(xì)（-0.043 mm占比51.52 %），增加了選礦難度。其他形式的包裹金以硅酸鹽礦物包裹金為主，占比15.46 %，碳酸鹽礦物和赤褐鐵包裹金占比7.56 %，這些包裹在硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物和赤褐鐵中的金在選礦過程中同樣難以解離回收。裸露—半裸露金占比4.81 %，這部分金多與碲化汞、石英、黃鐵礦、毒砂、輝銻礦等共生，部分以單體形式存在。銀主要存在于銀黝銅礦中，少量存在于自然金、黃鐵礦中，這些銀將隨著載體礦物的回收而被回收。

該礦區(qū)含礦巖性為絹云母板巖，巖石呈鱗片變晶結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，主要由絹云母、碳酸鹽礦物和石英等組成，金屬礦物（主要為黃鐵礦）呈星點狀分布。礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。由表1可知：礦石金品位為2.98 g/t，達(dá)到工業(yè)品位；銀品位為7.70 g/t，達(dá)到綜合回收標(biāo)準(zhǔn)；含碳2.55 %，主要以碳酸鹽礦物形式存在；有害元素砷品位為0.064 %，雖品位較低，但可能會在選礦過程中隨著金的富集而被富集，因而加大礦石的處理難度。

2選礦試驗

南礦帶礦石為少硫化物絹云母板巖型顯微—次顯微原生礦石，該類金礦石適宜采用浮選法處理，在載金礦物基本單體解離的情況下，將目的礦物進(jìn)行富集，得到含金較高的金硫精礦，不僅提高了金品位，而且除去了大量的脈石礦物。選用浮選法開展研究的同時，對比考察重選、浸出及焙燒等多工藝流程試驗，以達(dá)到最佳選礦效果。

2.1試驗流程方案探索

2.1.1重選探索試驗

重選是處理金礦石常用的一種選別技術(shù)，它以成本低廉和環(huán)境友好著稱。通過搖床重力選礦進(jìn)行探索性試驗，旨在評估在不同磨礦細(xì)度（-0.074 mm占比分別為55 %、64 %、74 %）條件下，金回收效果的變化。試驗流程見圖1。然而，重選探索試驗結(jié)果顯示，重選尾礦中金損失率高達(dá)74 %～80 %，同時精礦金品位和金回收率均不理想，說明重選流程并不適用于處理此類礦石。

2.1.2浸出探索試驗

在礦石細(xì)度-0.074 mm占比93 %，石灰調(diào)節(jié)礦漿pH=11、浸出劑用量4 kg/t、固液比1.5∶1、浸出時間24 h條件下進(jìn)行直接浸出，最終金浸出率僅為10.07 %；若將礦石先在焙燒溫度620 ℃、焙燒時間4 h條件下進(jìn)行焙燒預(yù)處理后再進(jìn)行同等條件的浸出，金浸出率可提高至77.85 %。

2.1.3浮選—浸出探索試驗

對礦石進(jìn)行浮選探索試驗，試驗流程見圖2。浮選探索試驗精礦金品位較高，為80.89 g/t，金回收率為41.55 %。然而，尾礦金損失率高達(dá)34.25 %，因此必須進(jìn)行尾礦浸出流程，以提高金回收率。將浮選尾礦進(jìn)行浸出，浸出條件同2.1.2，金浸出率為12.5 %。隨后使用100 g/L硝酸溶液對浮選尾礦進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行同等條件浸出，金浸出率仍只有18.75 %。原因為金以包裹體形式存在于硫化礦（黃鐵礦和毒砂）中，硫化物的包裹阻礙了浸出劑與金的接觸，導(dǎo)致金浸出率較低［19］。

綜合上述探索試驗結(jié)果，最終確定采用浮選流程作為處理該礦石的主要方法，并通過進(jìn)一步優(yōu)化條件減少尾礦中金的損失。

2.2浮選試驗

2.2.1調(diào)整劑種類及用量試驗

調(diào)整劑選擇硫化鈉、碳酸鈉及硫酸銅，考察調(diào)整劑種類及用量對浮選指標(biāo)的影響。試驗流程及藥劑制度見圖2，試驗結(jié)果見表2。

由表2可知：硫化鈉、碳酸鈉和硫酸銅3種調(diào)整劑都能將精礦金回收率提升至約58 %，因此確定將這3種調(diào)整劑混合使用，用量分別為100 g/t、2 000 g/t和200 g/t。

2.2.2捕收劑配比及用量試驗

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占比80 %，進(jìn)行戊基黃藥與丁銨黑藥配比試驗。試驗流程及藥劑制度見圖2，試驗結(jié)果見表3。

由表2可知：m（戊基黃藥）∶m（丁銨黑藥）為2∶1時，尾礦金品位最低，金損失率最小，因此選定捕收劑配比為m（戊基黃藥）∶m（丁銨黑藥）=2∶1。

在上述條件下進(jìn)行捕收劑用量試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知：當(dāng)捕收劑戊基黃藥+丁銨黑藥用量大于120 g/t+60 g/t時，尾礦金品位變化不大，而精礦金品位逐漸降低，金回收率相差不大。因此，選擇戊基黃藥+丁銨黑藥用量為120 g/t+60 g/t。

2.2.3磨礦細(xì)度試驗

適宜的磨礦細(xì)度能夠使礦物有效單體解離，且可防止過磨產(chǎn)生大量微細(xì)粒導(dǎo)致的浮選環(huán)境惡化［20］。由礦石性質(zhì)可知，礦石中自然金及主要載金礦物黃鐵礦的嵌布粒度細(xì)，因此，需要進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，以達(dá)到最佳選別指標(biāo)。試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知：隨著磨礦細(xì)度增加，尾礦金損失率逐漸降低，在磨礦細(xì)度-0.074 mm占比超過80 %后，尾礦金品位變化不大；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.045 mm占比87.07 %時，無法有效降低尾礦金品位。故選擇磨礦細(xì)度-0.074 mm占比80 %進(jìn)行后續(xù)試驗。

2.2.4閉路試驗

根據(jù)上述條件試驗所選定的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行閉路試驗。試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知：閉路試驗可獲得產(chǎn)率4.83 %、金品位45.41 g/t、金回收率73.76 %的精礦；銀隨著金的回收而被回收，精礦中銀品位為134.00 g/t、銀回收率為84.05 %；精礦含砷1.00 %。

2.3降砷探索試驗

閉路試驗結(jié)果表明，精礦含砷達(dá)1.00 %，超出了精礦中砷含量的允許標(biāo)準(zhǔn)。此外，礦石中金、砷的密切共生不僅影響了金品位分析的準(zhǔn)確性，還顯著降低了金回收率［21］。為探究金、砷分離的可行性，開展降砷探索試驗。目前，工業(yè)上常用的金砷分離技術(shù)主要包括氧化劑法、組合抑制劑法及石灰-銨鹽抑制劑法等?；诖耍狙芯糠謩e采用石灰-銨鹽抑制劑法和氧化劑法進(jìn)行探索試驗。試驗流程見圖6，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知：采用不同抑制劑均未能實現(xiàn)金、砷有效分離，精礦含砷始終在0.75 %以上。這一現(xiàn)象與礦石性質(zhì)研究結(jié)果相吻合，說明金和砷之間存在密切的共生關(guān)系，導(dǎo)致常規(guī)抑制劑難以實現(xiàn)選擇性分離。這一發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究金、砷分離工藝提供了重要參考，表明需要開發(fā)更為高效的分離技術(shù)或采用聯(lián)合工藝來實現(xiàn)金、砷的有效分離。

3結(jié)論

1）甘肅岷縣某金礦床南礦帶礦石主要載金礦物為黃鐵礦，金主要以包裹金形式存在，礦石中金品位為2.98 g/t，銀品位為7.70 g/t，含碳2.55 %，有害元素砷品位為0.064 %。

2）在最優(yōu)浮選條件下，精礦金品位可達(dá)45.41 g/t、銀品位可達(dá)134.00 g/t，金回收率為73.76 %、銀回收率為84.05 %。浮選工藝能夠顯著提高礦石中金和銀的品位及回收率。

3）礦石中黃鐵礦平均砷含量較高，精礦含砷1.00 %。降砷探索試驗發(fā)現(xiàn)，金和砷的共生關(guān)系比較密切，難以有效進(jìn)行分離。這一問題需要在后續(xù)研究中進(jìn)一步解決，以降低精礦中砷含量，滿足冶煉要求。

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Experimental study of the beneficiation of the ores on the southern ore belt ina gold deposit， Minxian， Gansu

Kang Chengxin1， 2， Yang Ke1， 2， Ji Shengjun1， 2， Hao Baisong1， 2， Hui Baoyi1， 2

（1.Xi’an Mineral Resources Survey Center， China Geological Survey;

2.Innovation Center for Gold Exploration Technology， China Geological Survey）

Abstract： A gold deposit in Minxian， Gansu， features fine?grained pyrite as the primary gold?bearing mineral， with elevated hazardous arsenic content and gold predominantly occurring as encased gold. To optimize gold recovery from the ores， beneficiation tests of the ores on the southern ore belt were conducted comparing the recovery effects of flotation， gravity separation， carbon?in?leach （CIL）， and roasting， both individually and in combination. Results indicate that flotation effectively recovers gold and silver from the ores on the southern ore belt， yielding a gold concentrate grade of 45.41 g/t Au and 134.00 g/t Ag， with recovery rates of 73.76 % Au and 84.05 % Ag. However， due to high average arsenic levels in gold?bearing pyrite and the presence of arsenopyrite， the gold concentrate retains 1.00 % arsenic through the flotation of the ores on the southern ore belt. Exploratory arsenic reduction tests revealed a strong correlation between gold and arsenic， rendering effective separation unfeasible.

Keywords： resources utilization; arsenic?bearing; flotation; encased gold; refractory ore; Carlin?type gold deposit

收稿日期：2024-10-03；修回日期：2024-12-23

基金項目：中央財政地質(zhì)調(diào)查項目（DD20242983，DD20242949）

作者簡介：康成鑫（1995—），男，工程師，從事礦床開采技術(shù)條件、礦石加工選冶性能研究工作；E?mail：cgs_kcx@163.com

*通信作者：姬省軍（1983—），男，工程師，從事工程測量、礦產(chǎn)勘查工作；E?mail：272547045@qq.com