影响难处理金矿选冶的工艺矿物学因素

影响难处理金矿选冶的工艺矿物学因素马驰;卞孝东;王守敬【摘要】对难处理金矿进行了分类总结,详细论述了影响难处理金矿的主要工艺矿物学因素,并以实例分析阐述了难处理金矿的工艺矿物学的研究内容和研究方法,为选冶试验提供了重要依据.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】4页(P17-20)【关键词】难处理金矿;工艺矿物学;选冶试验;赋存状态;实例分析【作者】马驰;卞孝东;王守敬【作者单位】中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所;国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心【正文语种】中文难处理金矿一般指选冶总回收率低，开发利用经济效益差，工艺技术受环保限制的金矿［1］。

随着我国易处理金矿石日益减少，品位低、细粒浸染、杂质含量高的难处理的金矿石已成为我国黄金生产的主要矿石来源。

该类金矿矿石一般性质复杂，通过工艺矿物学研究，了解金的赋存状态、粒度分布和嵌布特征，明确造成金难以选冶的主要原因，对提高选冶指标至关重要。

1.1 从选冶的角度分类按选冶提金工艺可以将难处理金矿资源分为2种类型：即易选难冶型矿石和难选难冶型矿石。

（1）易选难冶型矿石。

该类矿石中金属硫化物一般是金的主要载体矿物，金容易通过浮选富集，但浮选金精矿直接氰化浸出效率低，主要由于金精矿中含砷、有机碳以及锑、铜、铅、锌等贱金属，金精矿的提金工艺需要解决很多的制约因素，既要解决金的难浸问题，又要解决硫、砷、铜、铅、锌等伴生有价元素的综合回收与环保问题。

（2）难选难冶型矿石。

这类矿石中金矿物粒度微细，多为小于10μm显微金和超显微金，金矿物与脉石矿物共生关系密切，影响金的浮选富集；且有的金矿物与不利于氰化浸出的黄铁矿、砷黄铁矿等矿物共生，必须经过预处理，打开他们之间包裹关系才能浸出，有的金矿石中含有一定量的锑、铋、汞、铅、碲等有碍氰化浸金的成分，或者含有有机碳、石墨和黏土类“劫金”性矿物，造成其难于浸出［1-4］。

1.2 从金的赋存状态分类从金的赋存状态来看，主要分为3种类型：显微金和超显微金矿、复杂共生金矿和含碳金矿。

（1）显微金和超显微金矿。

这类金被包裹在金属硫化物（主要是黄铁矿和毒砂）中或者以金的碲化物的形式存在，被包裹的金采用细磨方法很难解离或裸露，导致金不能与氰化物接触，开发利用较为困难。

（2）复杂共生金矿。

这类矿石主要是脉石矿物或金属硫化物影响氰化浸出，要么脉石矿物消耗氰化溶液和氧，要么脉石矿物重新吸附金，导致难于浸出。

（3）含碳金矿。

这种类型的金矿主要是卡林型金矿，一般含碳在1%左右，炭质以非晶质不定形的形式存在，活性较高的炭质对氰化浸金影响很大，难于利用的原因主要是细粒的炭质矿物吸附金。

难选冶金矿直接浸出比较困难，开发前必须进行详细的工艺矿物学研究，以确定其适合的选冶工艺流程，笔者结合多年的工作实际，归纳和总结了5个主要研究方向。

2.1 物质组成通过化学分析确定试验样品金和银的品位，以及S、As、Te、Bi、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、C的含量，确定可综合回收的元素。

通过光学显微镜和电子探针等查清金矿物的种类。

由于不同的金矿物氰化浸出效果不同，所选用的选冶方法也不一样，所以查清金矿物的种类和相对含量相当重要。

不同金矿物的氰化浸出性质见表1。

2.2 金矿物的粒度和形状金矿物的粒度会影响金的选矿和浸出效果。

通常金矿物的粒度分为非常细（2～0．1μm）、细粒（20～2μm）、中等（200～20μm）、粗粒（500～200 μm）、非常粗（＞500μm）等级别。

不同粒度的金矿物所采用的选冶方法不同［6］，见图1。

难处理金矿粒度一般＜10μm，如果金矿物的粒度较细，矿石需要细磨含金矿物才能解离或暴露，如果为超显微金则需要考察载金矿物的粒度，以确定合适的磨矿细度。

小于10μm的金矿物为超显微金或不可见金，研究这部分金矿物对于金的选冶十分重要，由于粒度较小，一般要通过电子探针等一些微束分析设备来确定。

这种微细粒的金矿物主要以亚显微粒子出现在硫化物里（例如黄铁矿、砷黄铁矿、白铁矿等），这些硫化矿物在氰化溶液里通常不溶解，也不可渗透，使得金难于直接浸出，一般浸出前需对矿石进行焙烧预处理。

金矿物的形状也很重要，一般粒状金矿物易单体解离，用重选易回收；尖角粒状和枝叉状等很不规则形状的金矿物不易解离；表面面积大的在溶剂中溶解较快；片状易浮选等。

2.3 脉石矿物的性质研究脉石矿物主要应该注意以下几点：①脉石矿物的硬度及其与金属硫化物的嵌布关系；②有害矿物［4］（如滑石、蛇纹石、黏土矿物、石墨以及水溶性矿物等）的种类、含量、嵌布特征、解离特性，这些矿物一般比较难于细磨，也难于过滤和沉淀，会影响金的浸出；③如果存在碳酸盐矿物，必须查清其种类与含量，因为碳酸根比较耗费酸液，也会阻碍氰化浸出；④含炭质的金矿一般比较难于处理，石墨和炭质会影响金的浸出，炭质将导致金的损失；⑤查清含碳物质和脉石矿物中是否存在包体金，预测影响选矿工艺指标的因素。

钱定福等人在研究一金矿时发现金的主要载体矿物是黏土矿物，矿石中90%以上的金小于0．1μm，以负胶体金的形式吸附于黏土矿物的正电荷边缘，黏土矿物含金75 g／t，其中90%以上的金赋存在黏土矿物中［7］。

2.4 与金属硫化物的共生关系一般情况下，金的载体矿物是金属硫化物，查清载金矿物的种类和是否有可综合回收的其他伴生矿物、金矿物的嵌布特征（包体金、裂隙金、晶隙金）及相对含量，预测合理的磨矿细度、金矿物的单体解离度和常规的回收技术等都十分必要。

对于多金属硫化物型金矿，主要载金矿物为黄铁矿和毒砂，其次是方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等，应尽可能综合回收这些载金矿物，如获得合格的含金铜精矿、铅精矿、黄铁矿精矿等，这样不仅提高了金的回收率，同时矿石得到了综合回收利用，增加了矿山的经济效益。

不同的金属硫化物作为金的载体矿物含金量见表2。

可以通过单矿物挑选，然后对单矿物进行Au的化学分析来查清载金矿物中金的含量。

2.5 金矿物的表面性质含金矿物表面性质的影响一般分表生蚀变和选矿过程中的影响等2种情况。

金的表面蚀变一般包括氧化铁，氯化银，以及锑、锰、铅的化合物，这样会影响金的浸出；金的浸出实践中，金矿物表面的铁水合离子影响主要来自矿石的破磨和采矿过程中。

吸附金是在地质变化过程中金矿物发生迁移，再吸附到其他矿物表面形成的，这是一个自然过程；或者是矿物加工过程（特别是炭质金矿石在氰化过程中）中形成的，吸附金在光学显微镜和电子显微镜下通常见不到，它是某些金损失在尾矿里的主要形态。

实例为河南嵩县某地高砷高硫型金矿，原矿的工艺矿物学主要从矿石的化学成分，矿物组成，主要矿物的嵌布特征和粒度分布，金、银的赋存状态等4个方面进行考察。

3.1 物质组成通过化学分析、显微镜观察，原矿主要化学成分及主要矿物含量分别见表3和表4。

从表3、表4可以看出，该矿属于高砷高硫型金矿，主要有用金属矿物为金矿物。

进一步的研究表明，该矿的含金矿物为银金矿。

3.2 金矿物的粒度和形状经镜下对自然金形态统计，该矿石中金矿物的形态比较简单，主要以浑圆粒状、角粒状为主，其次为长角粒状、尖角粒状、麦粒状和叶片状，其他形态含量较少。

自然金粒度统计见表5。

从表5可以看出，金矿物颗粒小于74μm的含量达73．05%，因此，该金矿以细粒金为主。

3.3 脉石矿物的性质矿石中主要脉石矿物有石英、碳酸盐、绿泥石、白云母、黑云母、斜长石等。

石英多呈半自形-他形粒状，结晶粒度较细，但是集合体粒度一般在1．5～0．03 mm，多分布在白云母和碳酸盐矿物粒间；碳酸盐主要分布在石英粒间，为充填结构，粒度多在0．6～0．15 mm；绿泥石多呈放射状集合体，粒度较细，与碳酸盐密切共生；白云母多发生挠曲变形，粒度在0．5～0．04 mm；黑云母多为鳞片状，细条状，粒度一般在0．3～0．06 mm；黑云母部分绿泥石化；长石粒度较粗，一般在1～0．06 mm，多发生绢云母化。

3.4 与金属硫化物的关系主要的金属硫化物为黄铁矿、毒砂，其次是闪锌矿、方铅矿和黄铜矿。

主要金属硫化物的粒度统计结果见表6。

从表6来看，黄铁矿、毒砂、闪锌矿和方铅矿主要以粗粒嵌布为主，而黄铜矿以细粒嵌布为主。

（1）黄铁矿在矿石中含量占7．6%，与毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物密切共生，其中黄铁矿与毒砂的关系最为密切，黄铁矿碎裂较为发育，裂隙多被脉石矿物或毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等金属硫化物充填；部分黄铁矿中有细粒的脉石矿物包体。

（2）毒砂在矿石中含量占6．8%，多为自形-半自形粒状产出，部分呈细脉状分布，一般分布在黄铁矿、方铅矿、闪锌矿颗粒边缘，或以稠密浸染状分布在矿石中，或以细脉状穿插在黄铁矿粒间，毒砂与黄铁矿紧密共生，且毒砂中包裹有细粒的脉石矿物。

（3）闪锌矿多呈不规则粒状、细脉状，颗粒边缘多被毒砂、黄铜矿等包裹，粒度较粗，方铅矿与闪锌矿紧密共生，大部分闪锌矿发生碎裂，裂隙多被脉石矿物或者黄铜矿、毒砂等金属硫化物充填。

细粒黄铜矿呈串珠状、乳滴状、细脉状被闪锌矿包裹，大部分黄铜矿与闪锌矿连生产出，二者要单体解离较为困难。

（4）方铅矿主要呈自形-半自形粒状产出，部分粗粒方铅矿中有细粒的脉石矿物包体，包体的粒度在0．005～0．1 mm，多数集中在0．02 mm左右。

大部分方铅矿被毒砂、黄铁矿包裹或半包裹，接触界限多弯曲，不利于二者较好地解离，部分方铅矿以细脉状分布在黄铁矿粒间。

（5）黄铜矿多呈不规则粒状产出于脉石矿物粒间，易解离；或呈串珠状、乳滴状或者细脉状被闪锌矿包裹，也有部分细粒黄铜矿被方铅矿包裹，这部分黄铜矿粒度较细，一般在0．02 mm以下。

为了考察金在各个载体矿物中的分布情况，挑选了黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿和脉石矿物等主要矿物，做了单矿物的化学分析，单矿物挑选的粒度在0．1～0．074 mm，金和银在各主要矿物中的分布情况见表7。

?从表7可以看出，矿石中金主要存在于毒砂中，其次是游离形式，少量赋存在其他金属硫化物中，毒砂中的金占原矿总金的78．01%，脉石矿物中的金由于粒度较细难于解离和回收，将损失在尾矿中。

银的赋存状态表明，矿石中银在方铅矿中的含量最高，达到445 g／t，在闪锌矿中为183 g／t，所以说闪锌矿和方铅矿是银的主要载体矿物；由于毒砂和黄铁矿的矿物量较大，所以在黄铁矿和毒砂中银所占的比例较大，达38．31%，这部分可能以金银互化物的形式存在；金属硫化物中银占总银的56．89%，其他银主要以细粒包裹体或难解离连生体形式存在，占总银的43．11%，大部分将损失在尾矿中。

影响难处理金矿选冶的主要因素是金矿物和脉石矿物的种类、含量、粒度、赋存状态和嵌布形式，以及与金属硫化物的嵌布关系，查清这些难处理金矿的工艺矿物学性质，对矿石的选冶试验工艺流程的制定将提供重要的依据。