新疆某金矿选冶联合工艺研究

2022-07-13杨佐怀董越郭俊杰朱永胜陆诗超邢建磊

矿产综合利用 2022年3期

杨佐怀，董越，郭俊杰，朱永胜，陆诗超，邢建磊

（中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心，新疆乌鲁木齐 830057）

随着金矿资源的大规模开采，易处理金矿资源日益枯竭，难处理金矿成为黄金工业生产的主要矿产资源。新疆某金矿位于西伯利亚板块与准噶尔-哈萨克斯坦板块缝合带的卡拉麦里-达尔布特蛇绿岩带东段。通过勘查工作，在2 号脉圈定1 个矿体，探获推断资源量7584 kg；矿石量2520838 t，平均金品位3.01 g/t。在1 号脉圈定1 个低品位矿体，探获推断资源量1812 kg；矿石量726001 t，平均金品位2.50 g/t。该金矿主要载金矿物为黄铁矿和毒砂，矿样泥化严重，炭含量高达2.47%，属于难处理金矿石，采用常规选冶方法（如重选、浮选、全泥氰化浸出等）难以有效提取矿石中的金元素。鉴于此，本研究拟采用选冶联合工艺对该难处理金矿石进行实验研究[1]。

1 地质概况

区域地层属天山内蒙区的准噶尔盆地分区，出露地层为晚古生代泥盆系和石炭系，岩性主要为碎屑岩、火山碎屑岩及火山岩。区内卡拉麦里成矿亚带构造发育，卡拉麦里深大断裂、清水-苏吉泉大断裂横贯全区。岩浆活动频繁，从超基性到中性、酸性、碱性均有出露。区域金矿床（点）沿卡拉麦里深大断裂和清水-苏吉泉大断裂密集成带状分布，金成矿地质条件优越[2]。

矿床金矿体厚度约十几米至几十米，产于下石炭统上亚组构造变形带内的石英脉内，呈多期多阶段性，主要硫化物可见黄铁矿、毒砂，围岩蚀变为硅化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化等。总体上，矿化蚀变具有一定的层控特性，在千枚岩（原岩富含泥、碳质）中矿化一般较强，而在凝灰岩、凝灰岩夹凝灰质砂岩中矿化较弱或无矿化。

矿床位于强应变带边缘，该断裂在本区表现为带内岩石由于构造动力作用发生板岩-千枚岩相变质作用；同时由于热液的强烈活动，石英脉广泛发育，并伴随有褐铁矿化、黄铁矿化和孔雀石化等蚀变现象，形成一规模较大的强片理化破碎蚀变带。

本次研究的金矿脉主要由构造千枚岩、凝灰岩、凝灰岩夹凝灰质砂岩组成，矿化蚀变限定在构造变形带内，蚀变矿化组分较简单，厚度十几米～几十米，与矿体界线不明显，黄铁矿、毒砂均呈现多种形态，反应出富含硫化物热液活动的多期性。矿化与构造变形及蚀变强弱关系均较密切：岩石破碎和蚀变作用不强烈，矿化一般较弱，矿石品位则较低，反之一般矿石品位则较高。

2 矿样及其组成

将采集的800 kg 原生矿样品送至实验室中进行两级鄂式破碎、一级对辊细碎、缩分、混匀和振动筛筛分，-1 mm 筛下部分作为实验矿样和化验分析。

矿样呈灰绿色，主要由灰白色石英、绿泥石、方解石及金属矿物黄铁矿和毒砂等组成。石英为半自形粒状，粒径0.50～3.00 mm，受构造挤压产生裂纹，沿着被压碎的石英间隙有鳞片状绿泥石，片状白云母和鳞片状绢云母，沿着被压碎的石英裂隙有方解石细脉，方解石细脉粒径0.05～0.10 mm（图1）。

图1 含金石英矿脉中不等粒的石英、鳞片状的绢云母（正交偏光，×25）Fig.1 Unequal-grained quartz and scaly sericite in goldbearing quartz veins

金属矿物（黄铁矿和毒砂）呈自形、菱形板条状和他形粒状结构，星点-细脉浸染状分布，黄铁矿交代毒砂，在自形黄铁矿见毒砂残留（图2）。

图2 金属硫化物（黄铁矿和毒砂）呈不均匀浸染状（单偏光，×100）Fig.2 Metal sulfides (pyrite and arsenopyrite) are inhomogeneously disseminated

金矿物主要以显微金（0.2 mm～0.2 µm）和次显微金（＜0.2 µm）的形式存在（图3）。显微金矿物在矿石中形态复杂，分布很不均匀，其分布形式以裂隙金和晶隙金为主，包体金未见。晶隙金分布于粗粒石英、毒砂、黄铁矿晶粒之间，呈微细脉状、棱角状、树枝状、长条状、港湾状分布，其形状受脉石矿物及矿石矿物裂隙限制。裂隙金主要分布于粗粒黄铁矿、石英、毒砂晶隙之间，多呈不规则状。次显微金矿物在黄铁矿、毒砂、石英及一些蚀变矿物中均有分布。

图3 矿石中金矿物形态Fig.3 Gold mineral forms in the ore

矿石多元素分析结果见表1，矿物含量及各粒径组成见表2。*单位为g/t。

表1 原矿多元素分析/%Table 1 Multi-element analysis of raw ore

表2 矿物含量及各粒径组成Table 2 Mineral content and composition of each particle size

3 实验部分

浮选小试采用吉林探矿设备厂XFD 3 L、1.5 L和0.75 L 挂槽浮选机。丁基黄药、丁铵黑药和2#油来自湖南明珠选矿药剂有限公司。

3.1 浮选实验

3.1.1 开路探索

开路探索实验（图4）考察了多个浮选工艺参数，包括磨矿细度和碳酸钠、硫酸铜、硅酸钠及捕收剂的用量等实验指标（表3）。

表3 开路探索实验指标汇总Table 3 Summary of open circuit exploration test indicators

图4 开路实验流程Fig.4 Open circuit test process

通过上述实验可以看出，磨矿细度选定-0.074 mm 62%和纯碱、硫酸铜及水玻璃用量分别为1000 g/t、100 g/t 和1000 g/t 较为适宜。丁黄和丁铵黑药在粗选I 的用量为80 g/t 和40 g/t，在粗选II 中的用量为40 g/t 和20 g/t。这些优化后的粗选指标应用在带扫选和精选的闭路实验后，整体的药剂制度能满足金富集的需求。

3.1.2 闭路实验

经过一系列开路探索小试后确定其磨矿细度、抑制剂、活化剂、捕收剂、起泡剂用量后，进行了闭路实验（图5），闭路实验采取两粗一精一扫。通过两粗一扫一精，金精矿的品位可以接近40 g/t，回收率大于85%。整体的浮选指标能满足金矿开发的要求。闭路实验加权平均指标见表4，浮选精矿多元素分析结果见表5。