天水某金矿工艺矿物学及选矿试验研究

刘坤，王婷霞，李健民，柏亚林，郭海宁

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

金除了作为各国的储备货币及珠宝装饰以外，又展现了其在工业领域的广阔应用前景[1-3]。天水某金矿属于北秦岭成矿带，矿床金品位相对较高，但储量相对较小。本文利用化学多元素分析、电子探针、物相分析、光学显微镜等手段，对其进行了工艺矿物学研究[4-6]，并在此基础上进行了一系列浮选试验，制定了合理可行的工艺流程及药剂制度，为下一步的选厂建设提供了依据。

1 矿石化学成分及矿物组成分析

1.1 化学成分分析

矿样化学多元素分析及金物相分析，分析结果分别见表1、2。

>表1 原矿化学多元素分析结果/%Table 1 Chemical results of multi-element analysis of the raw ore

>表2 金物相分析结果Table 2 Gold phase analysis

从表1 可以看出，该矿石有用元素为金，伴生有少量银，其余元素均没有回收价值，主要脉石矿物为石英及硅酸盐类矿物。

从表2 可以看出，裸露金、连生体金、硫化物包裹金等占比较高，该部分经过磨矿后易生成可浮性较好的金矿物或载金矿物表面，因此利用浮选工艺较易回收；石英及褐铁矿包裹金占比较小，该部分疏水性较差导致回收难度较大。

1.2 矿物组成分析

通过对该矿石矿物组成分析发现，其矿物组成较为复杂，主要金属矿物为黄铁矿，伴有少量黄铜矿，微量方铅矿、闪锌矿；主要脉石矿物是石英、长石；贵金属矿物有自然金、银金矿、自然银；可供回收的元素为金、银；铜、铅、锌等金属矿物含量较低，没有工业利用价值。主要矿物组成分析结果见表3。

2 金赋存状态分析

>表3 矿石主要矿物组成含量Table 3 Mineral composition and content in the ore

金矿物主要产出于破碎蚀变强烈的石英- 黄铁矿脉中，硅化、黄铁矿化强的金矿物较为富集，自然金形成与岩浆热液充填、交代有关。

自然金多呈滚圆粒状被黄铁矿或者石英包裹，部分呈细脉状、板片状、枝杈状等充填在黄铁矿与其他矿物粒间或者裂隙中，偶见假六方状自形晶的自然金粒，自然金粒径普遍小于0.05 mm，偶见粗粒金。

2.1 金的嵌布状态

金矿物主要为自然金，少量银金矿（电子探针定量分析结果：Au 73.11%，Ag 26.25%，总量99.36%）、自然银，金嵌布状态见表4，金与主要矿物嵌布关系见图1。

>表4 自然金的嵌布特征统计Table 4 Embedded characteristic statistics of natural gold

图1 自然金与主要矿物嵌布关系Fig 1 Embedded relationship of natural gold and other minerals

2.2 金矿物粒度分析

金矿物粒度分析结果见表5，从表中可以看出，金嵌布粒径属于微细金，70.2% 的金矿物粒径集中在0.037～0.01 mm 之间，大于0.074 mm 的粗粒金 4.7%，小于0.01 mm 的微粒金占16.4%，发现的170粒金矿物中最大金粒为0.16 mm×0.06 mm。

>表5 自然金矿物粒度统计Table 5 Particle size statistics of natural gold

2.3 金矿物形态特征统计

自然金矿物的形态特征以麦粒状、板片状、星点状为主；包裹金以滚圆粒状、麦粒状及星点状为主；裂隙金形态复杂，有细脉状、断续细脉状、枝杈状等；粒间金板片状、不规则粒状居多，形态统计结果见表6。

表6 自然金矿物形态统计Table 6 Morphology statistics of natural gold

3 矿石构造及结构分析

3.1 矿石结构

该矿石的结构主要有自形- 半自形晶粒状结构、他形晶粒状结构、填隙结构、交代残余结构，其次有包含结构、不等粒压碎结构、压碎变晶结构等。

（1）由于黄铁矿在不同成矿阶段形成，导致黄铁矿的自形程度有较大的差异，分别表现为自形、半自形和他形粒状结构。

（2）矿石中的其他金属硫化物如黄铜矿、方铅矿等多呈半自形、他形结构。

（3）晚期形成的方铅矿、黄铜矿和闪锌矿等金属硫化物及部分脉石充填在早期形成的裂隙中。

（4）方铅矿、黄铜矿交代早期形成的黄铁矿，致使黄铁矿残余体嵌布于这些金属硫化物中，交代和被交代矿物的接触界面形成锯齿状和港湾状界面，形成溶蚀结构。

3.2 矿石构造

该矿石构造主要有稀疏- 稠密浸染状构造、团块状构造、脉状- 网脉状构造为主，其次有条带状构造、斑杂状构造、斑点构造、角砾状构造等。

（1）部分黄铁矿呈星点状散布于脉石之中形成浸染状构造。

（2）部分黄铁矿、黄铜矿和方铅矿，呈团块状集合体富集。

（3）早期形成的一些较大的裂隙，被石英、黄铁矿等充填，从而使这部分石英和黄铁矿呈脉状嵌布。

4 浮选试验研究

试样的工艺矿物学研究发现，金矿物嵌布粒度微细，裸露金、连生体金、硫化物包裹金等易回收金矿物占比较高，砷、碳等有害元素含量很低，且金矿物或金矿物载体的疏水性强，具有较好可浮性，因此该矿石适宜采用浮选工艺进行金矿物的选别。首先对该矿石进行了一些列条件试验，确定了各种药剂较佳用量及工艺流程即原矿磨至80% -0.074 mm目后采用自主研发的新型捕收剂D211 进行两次粗选，产出金粗精矿，金粗精矿经两次精选产出金精矿，粗选尾矿经一次扫选产出最终尾矿。闭路试验采用的工艺流程及条件见图2，试验结果见表7。

表7 闭路试验结果Table 7 Result of closed-circuit test

5 结 论

（1）天水某金矿属石英脉型金矿，矿石金品位为3.76 g/t，并伴生一定的银，其余元素均没有回收价值，主要金属矿物为黄铁矿，伴有少量黄铜矿，微量方铅矿、闪锌矿；主要脉石矿物是石英、长石。

（2）该矿石矿物组成较为复杂，但有害矿物含量较低，金矿物嵌布粒度微细，70.2% 的金矿物粒径集中在0.037 ～ 0.01 mm 之间，且裸露金、连生体金、硫化物包裹金等易回收金占比较高，宜采用浮选方式回收金矿物。

（3）采用新型捕收剂D211，在一系列条件试验的基础上进行金浮选闭路试验，按照 “两粗两精一扫” 工艺可取得金品位56.18 g/t，回收率92.94% 的良好指标。