地质冶金学在金矿开发中的应用探索

张丽颖

（河北东梁黄金矿业有限责任公司，河北 承德 067600）

黄金作为一种稀有贵金属，它在地壳中的丰度值本来就很低，对矿石的开采和选冶都有较高的技术要求，因此金矿在开发过程中所面临的风险和挑战很高。为了降低金矿开发利用的风险，提高金矿的综合利用率，地质冶金学应运而生。

地质冶金学是地质学与冶金学之间的一个交叉学科，它的主要目的就是在矿山地质资料的基础上，对不同的矿石类型进行工艺矿物学研究，然后通过选矿试验确定不同类型矿石的最佳选冶方案，不断优化生产工艺条件，降低选冶成本，提高资源回收利用率。本文对地质冶金学的研究步骤进行了阐述，同时对地质冶金学在河北东梁金矿的生产实践应用进行了探讨。

1 地质冶金学的研究步骤

金矿床的地质冶金学研究步骤主要包括矿床地质学研究、不同岩性矿石取样、工艺矿物学研究、选矿试验研究、建立地质冶金学模型等[1]。其中，矿床地质学研究主要包括矿石的品位、矿石类型、金的赋存状态、矿化类型、围岩蚀变类型等。工艺矿物学研究主要侧重不同岩性矿石的结构构造、物质组成、有用、有害矿物含量。选矿试验研究主要对不同岩性矿石的选矿工艺参数进行分析。最终通过以上几方面的研究建立地质冶金学模型，直接指导生产实践，针对不同类型的矿石，在生产过程中及时调整选矿方法和工艺参数，达到选矿回收率最大化和生产成本最小化。

2 生产实践探索

本文以河北东梁金矿为例，对地质冶金学在金矿开发过程中的应用进行探索，探讨探究方法和内容。

2.1 矿床地质特征

东梁金矿矿床成因类型属中温热液蚀变岩型，矿区周边存在火山机构，矿区范围内出露一条长1200m、宽150m～200m的环形分布的断裂构造带，矿体主要赋存于此，该断裂构造蚀变岩带控制了矿体的产状、形态和规模。东梁金矿主矿体为沿构造裂隙发育的细小矿脉组成一条近南北走向的矿带，倾向西，平面上呈现缩小膨大、分支复合、尖灭再现等特征，矿岩交错出现，品位分布不均匀。闪长玢岩和流纹质角砾熔岩为矿区内主要矿化岩石，分布较为广泛，凝灰岩和石英二长斑岩部分区域出露，初步判断火山颈为导矿和储矿构造[2]。

图1 地质冶金学研究步骤

2.2 工艺矿物学特征

东梁金矿金属矿物主要为黄铁矿，黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿等含量较少。脉石矿物主要为石英，其次为长石、绢云母、绿泥石、高岭土、碳酸盐矿物及锆石等。

东梁金矿矿物粒度主要为中粒金，分为包裹金、粒间金、裂隙金三种类型的嵌布状态，裂隙金较为常见，其次为粒间金，包裹金含量很少。原生矿石的矿石工艺类型为少硫化物含金矿石类型。

2.3 选矿试验研究

综合考虑东梁金矿的矿床地质特征和工艺矿物学特征，分析研究矿石的加工技术性能，最终确定东梁金矿选矿工艺为全泥氰化--炭浆法--解析电解工艺流程。为进一步确定不同岩性矿石的最佳工艺参数，东梁金矿针对矿区内三种主要含矿岩石进行了选矿试验。东梁金矿三种主要含矿岩石岩性描述及分布情况描述：

闪长玢岩：该岩体岩石颜色为灰～灰绿色、灰黑色，斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石。基质主要为细粒状微晶斜长石，角闪石，已绿泥石化；黑云母绿泥石化；并含少量磁铁矿。受构造影响，裂隙发育，易破碎。岩石沿裂隙面见有薄膜状绿泥石蚀变。裂隙内主要有褐铁矿化、弱孔雀石化，见高岭土、绢云母、绿泥石蚀变。主要分布在矿区的25-35线间，为矿区内矿体出露的中心，为矿区内主要含矿岩石。

流纹质角砾熔岩：岩石呈灰绿色，角砾熔结结构，胶结物具流纹质构造。岩石主要由火山角砾、碎屑、晶屑、胶结物组成。角砾大小不等，分布不均，呈棱角～次棱角状。黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿等含金矿化呈细脉状沿裂隙、晶隙或碎屑角砾间充填。矿石致密坚硬，较难破碎，硬度等级Ⅲ级（8-10）。流纹质角砾熔岩为东梁金矿主要含矿岩性，分布于采场东侧21-39勘探线之间。

安山质凝灰岩：岩石呈灰黑色-紫红色，微细粒结构，块状构造。中酸性火山喷发物凝结而成，受构造影响，裂隙发育。沿裂隙面石英、钾长石发育，黄铁矿、磁铁矿等含金矿化明显。矿石较致密，受构造裂隙影响，沿裂隙面易破碎。主要分布于采场南侧李匣沟附近。

根据生产实际，东梁金矿针对上述三种主要含矿岩性进行了选矿试验，现场工艺条件：矿浆浓度40%，浸出氰根浓度2.5/万、2.8/万、3.0/万、3.3/万，矿浆PH=10，磨矿细度90%；试验控制条件：反应时间24h。具体试验数据及试验结果对比见表1。

表1 不同岩性原矿浸出实验数据

根据实验数据可以看出，流纹质角砾熔岩和闪长玢岩的最佳浸出氰根浓度为2.5/万，安山质凝灰岩最佳浸出氰根浓度3.0/万，在选矿生产中可根据最佳浸出药剂浓度进行合理配矿，将流纹质角砾熔岩与闪长玢岩通过配矿的方式給入选矿工艺流程中，将现场浸出氰根浓度调整至2.5/万可获得最佳的浸出效果。在处理安山质凝灰岩的过程中，需要及时将药剂浓度调整至3.0/万。三种不同岩性的矿石达到最佳浸出浓度后，药剂消耗量也存在较大变化，在生产过程中要及时调整药剂，避免造成浪费。在生产实践中通过对不同岩性矿石最佳工艺指标控制不仅可以使选矿回收率得到有效提升而且可以将浸出药剂消耗量控制在最佳范围内达到节约成本的目的。

2.4 探索建立地质冶金学模型

根据选矿实验的研究成果，基本上确立了东梁金矿三种主要含矿岩石的最佳工艺条件，为更好的指导生产实践，东梁金矿正在探索地质冶金学模型的建立和应用。地质冶金学模型主要是在矿体地质模型的基础上增加选冶实验数据，将矿体划分为不同区段，标记好矿体的赋存位置和标高，岩性和品位数据，以及选矿试验数据。在生产组织过程中，地、测、采、选专业技术人员紧密配合，实现管理一体化。地质专业及时将不同岩性矿体品位分布情况告知采矿专业，采矿专业根据现场实际情况做好采矿作业计划，测量专业及时进行现场圈定，选矿专业根据供矿岩性及时调整工艺指标。生产过程中充分发挥不同专业技术人员的专业特长，加强不同专业的配合与交流，在实践中积累经验，继续优化生产指标，实现精细化管理。

3 结语

黄金作为一种具有货币和商品双重职能的贵金属，它对于保证国家经济安全、国防安全和规避金融风险方面的作用是任何物品都无法达到的。

但是随着全球黄金勘探水平和开采能力的提高，全球富有的黄金矿藏几乎被开发殆尽，金矿储量越来越少，那么保证现有金矿资源的合理开发和综合利用是全球黄金采选行业技术发展的必然趋势。

矿业开发项目大多是基建之前确定采选冶方案，但是由于样品采集受限，大多数矿山深部样品难以收集，并且大多数黄金矿山后期开发过程中岩性变化较大，建矿初期确定的采选方案难以预料期间的变化，可能会影响矿石的回收，造成资源浪费。

因此在设计金矿资源的开放利用方案或者矿山生产实践过程中，做好地质冶金学研究，针对矿石性质的变化及时调整工艺参数，是提高资源的回收利用率，防止资源的损失和浪费的有效方法和手段，需要在生产和实践中不断探索，形成一套完整的研究流程，广泛应用于金矿的开发利用过程。