某贫硫化物难处理金矿石工艺矿物学研究
2023-10-23陈健龙
陈健龙
(长春黄金研究院有限公司)
引 言
工艺矿物学是决定矿物分选方法的基础。它涉及矿物学研究、矿石工艺特征分析及矿物分析鉴定方法等领域,其内容包括对矿石的矿物组成、化学成分、形态特征、结构构造等进行研究。在矿产资源鉴定和矿物综合利用等发挥着关键作用[1-2]。近年来,随着工艺矿物学研究手段、对象和领域的不断拓展,已经可以快速准确地获得工艺矿物学参数。除了传统的选矿领域,工艺矿物学在地质、采矿、冶金、二次资源性质评价和环境保护等领域的应用也越来越广泛[3-5]。工艺矿物学技术的发展提高了选冶及资源评价等领域对矿石性质的评价速度,进一步促进了矿山企业勘探和选冶技术的发展。
本文对某贫硫化物难处理金矿石进行了详细的工艺矿物学研究,确定了该金矿石的矿石类型,以及有价元素的品位、相对含量和性质,为后续处理工艺的制定提供了理论依据。试验研究结果对该类型矿石的开发具有一定的理论指导意义。
1 矿石性质
1.1 化学组成分析
对矿石进行了化学成分分析,结果见表1。
表1 化学成分分析结果
1.2 矿物组成分析
通过对矿石进行自动矿物解离分析仪(MLA)检测并结合电子显微镜分析,确定了矿石的矿物组成,结果分别见表2、图1。
表2 矿石矿物组成分析结果
1—石英 2—云母 3—黄铁矿 4—方解石 5—斜长石 6—绿泥石图1 矿物分布彩图
2 矿石结构构造
半自形—他形晶粒状结构:部分黄铁矿及毒砂呈此结构。填隙结构:石墨、自然铜等形成较晚的矿物沿脉石矿物裂隙充填呈此结构。环带结构:褐铁矿与黄铁矿呈规则或不规则的生长环带结构。压碎结构:受压扭性应力作用砂屑被压碎且裂隙中充填有黄铁矿、褐铁矿等矿物。胶状结构:矿石中部分黄铁矿呈胶状球形体结构产出。
浸染状构造:黄铁矿、褐铁矿、毒砂呈星点状、星散状、细脉浸染状分布于脉石矿物中,构成浸染状构造(含稀疏、稠密浸染状构造)。脉状构造:石英、黄铁矿呈脉状充填在长石及碳酸盐矿物中。
3 主要矿物工艺特征
3.1 金属矿物的嵌布特征
1)黄铁矿。黄铁矿是矿石中主要的金属硫化物,粒度一般为0.01~0.074 mm,以中细粒为主。主要呈半自形—他形晶粒状结构,少量为自形晶粒状结构。经高倍镜下检测,中粒黄铁矿磨光度较差,很难检测到表面光滑、磨光度较好的颗粒。粒度为0.053~0.074 mm的黄铁矿主要以浸染状构造产出,-0.037 mm的细粒黄铁矿主要呈星散状浸染于矿石中。
2)黄铜矿。黄铜矿为矿石中主要的金属硫化物,呈他形晶粒状结构,粒度以-0.037 mm为主,大多呈单体形态嵌布在脉石矿物中。
3)自然铜。自然铜为矿石中主要的金属矿物,粒度以+0.037 mm为主,呈他形晶粒状结构,少量呈细脉状嵌布在脉石矿物裂隙中,自然铜在氧化带中属不稳定矿物,易氧化成氧化物和碳酸盐矿物,如赤铜矿、孔雀石等。因此,氧化带中的自然铜只是从铜的硫化物转变成氧化物的中间产品。
4)赤铁矿。赤铁矿为矿石中主要的金属氧化物,占1.06 %。赤铁矿主要呈他形晶粒状结构产出,粒度以+0.037 mm为主。
3.2 脉石矿物的嵌布特征
1)石英。石英是矿石中主要的脉石矿物,主要呈隐晶质结构,少数为他形晶粒状结构,呈脉状构造,多与绢云母、方解石、白云石、黄铁矿等矿物连晶产出。
组织灌注伪彩图可以清楚地提供胰腺癌组织和正常胰腺组织的色彩程度的差异[3],即胰腺癌病灶以冷色调为主,而正常胰腺组织由于血供丰富呈现以红色为主的暖色调。尽管各个研究中样本来源、扫描机器型号、计算模型等实验过程不尽相同,但研究结果都是大致相同的,即CT灌注成像可以反映胰腺癌微循环的状态,为小胰腺癌的诊断提供帮助。
2)绢云母。绢云母是矿石中主要的脉石矿物,粒度主要分布在-0.01 mm,多为长石蚀变形成,主要嵌布在石英边部或其他矿物裂隙,为层状硅酸盐矿物,天然疏水性较好。
3) 石墨。石墨是矿石中主要的碳质矿物,占矿物相对含量的0.94 %,粒度以0.01~0.053 mm为主。形态多呈柳叶状、板片状、麦粒状或土状集合体嵌布于脉石矿物裂隙或粒间。石墨的形成主要是由于含有机质或碳质的岩石受区域变质作用的影响,发生围岩重熔,或者在侵入体与碳酸盐的接触带,由碳酸盐岩分解形成。总之,石墨的形成与岩浆对碳酸盐岩的同化作用关系密切。
3.3 主要矿物粒度分布特征
对矿石中黄铁矿、赤铁矿、石墨的嵌布粒度进行检测,结果见表3。
表3 主要矿物粒度分析结果
4 金矿物工艺特征
4.1 金矿物种类及分布
经高倍镜下检测及电子探针波谱成分分析可知,该矿石中金矿物主要以自然金的形式存在,自然金平均成色为946.6 ‰,利用扫描电镜对金矿物的成分进行分析,结果见表4。
表4 金矿物成色分析结果
4.2 金矿物粒度组成分析
根据显微镜检测结果并结合富集重砂分析,本次试验中所见最大自然金(粗粒金,板片状,富集重砂获得)颗粒粒度为1.15 mm×1.31 mm×0.31 mm,金矿物粒度分析结果见表5。
表5 金矿物粒度分析结果
由表5可知:该矿石中金矿物以细粒金为主,占32.83 %,其次为微粒金和中粒金,分别占26.57 %、23.46 %。
4.3 金矿物形态分析
对金矿物形态进行检测,结果见表6。
表6 金矿物形态检测结果
由表6可知:该矿石中金矿物主要以板片状存在,少量呈角粒状,其他形态分布率较少。
4.4 金矿物嵌布特征
利用电子显微镜检测并结合化学分析,确定了矿石中金矿物的嵌布特征,结果见表7。
表7 金矿物嵌布特征分析结果
由表7可知:该矿石中金矿物以粒间金为主,占49.37 %,包裹金、裂隙金分别占9.59 %、41.04 %。
5 产品考查
5.1 黄铁矿粒度及嵌连关系特征
对磨矿细度-0.074 mm占90 %的矿石,利用MLA检测了黄铁矿的粒度及嵌连关系特征,结果见表8、表9。
表8 黄铁矿嵌连关系考查结果
表9 黄铁矿粒度分析结果
5.2 金矿物嵌连关系特征
采用团矿片镜下检测、选择性溶矿法、MLA等检测手段对磨矿细度为-0.074 mm占90 %的矿石进行全面考查,确定金矿物的嵌连关系,结果见表10。
表10 金矿物嵌连关系考查结果
6 影响金矿物回收的矿物学因素分析
1)微细粒包裹金的影响。粒度小于0.010 mm的金矿物占26.57 %(含次显微金),且有9.59 %的金矿物以脉石矿物包裹体的形态产出,这部分金矿物在磨矿过程中难以解离,成为影响选别效果的主要因素之一。
2)粗粒金的影响。矿石中粗粒及巨粒金占17.14 %,这部分金在浸出过程中会出现沉槽或浸出不彻底的情况,从而影响金的浸出效果。
3)劫金物质影响。矿石中受劫金物质影响金占48.10 %,该矿石中劫金物质主要包括有机碳、石墨及易泥化矿物等,这些物质对金的提取会产生不利影响。
7 结 论
1)矿石中金属硫化物占0.21 %,主要为黄铁矿(占0.13 %),其他金属硫化物含量相对较少。金属氧化物占1.27 %,矿石氧化率大于75 %,为氧化型矿石。矿石金品位为2.89 g/t,含硫0.14 %,金为唯一有价元素,属于贫硫化物含金氧化矿石。
2)在磨矿细度-0.074 mm占90 %的矿石中,63.26 %的黄铁矿以单体及与其他硫化物连生的形式存在,59.82 %的黄铁矿粒度小于0.010 mm。产品中受劫金物质影响金占48.10 %,脉石矿物包裹金占6.92 %,单体金及连生金占44.98 %。
3)微细粒包裹、粒度过粗、易受劫金物质影响是影响金矿物回收的主要矿物学因素。这些因素造成矿石难以解离或浸出过程不彻底,对矿石的选别过程会产生不利影响。