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      影響非洲某金礦選冶回收的礦物學(xué)因素

      2024-01-09 09:50:38李磊彭俊肖儀武田明君王輝
      礦產(chǎn)綜合利用 2023年6期
      關(guān)鍵詞:脈石粒間磁鐵礦

      李磊 ,彭俊 ,肖儀武 ,田明君 ,王輝

      (1.礦冶科技集團(tuán)有限公司,礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102628;2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610059;3.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 鄭州 450001)

      黃金作為一種特殊的金屬,用途廣泛,還是一種貨幣商品,具有重要的戰(zhàn)略作用,黃金資源的開發(fā)和利用對(duì)我國具有重要的意義。自從中國提出“一帶一路”的倡議以來,得到了很多國家的響應(yīng)和支持,為我國礦業(yè)企業(yè)走出去提供了契機(jī)[1]。非洲礦產(chǎn)資源豐富,總體開發(fā)利用程度低,前景巨大[2],很多非洲與中國的聯(lián)系也越來越密切,是我國重要的投資目的地。同時(shí),考慮到政治、經(jīng)濟(jì)、文化、政策以及資源稟賦性等方面的差異,非洲對(duì)我國積極“走出去”的礦業(yè)企業(yè)充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)[3-4]。

      本文研究的金礦是我國礦業(yè)公司在非洲自主投資勘探的礦山,屬于典型的條帶狀含鐵建造(BIF)型金礦,礦山周邊該類型礦床(點(diǎn))多。合理高效開發(fā)該礦床不僅能快速收回投資、降低風(fēng)險(xiǎn),也能為企業(yè)在周邊礦山的投資決策提供依據(jù)。針對(duì)金礦而言,礦石性質(zhì)以及金礦物的分布特征是選冶工藝流程選擇和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),對(duì)后期采礦規(guī)劃、選廠生產(chǎn)效益具有決定性作用[5-8]。為了查清影響選冶工藝的礦物學(xué)因素,本文對(duì)該礦床進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究,研究成果為選冶工藝的選擇提供了依據(jù),也能為企業(yè)對(duì)該地區(qū)同類型金礦的投資決策提供參考。

      1 樣品及分析方法手段

      1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

      本次研究的樣品為巖心樣,從選礦試驗(yàn)大樣中挑選選取。樣品中主要組分的含量分別為:Au 3.63 g/t;Ag 2.58 g/t;Cu 0.011%;Pb 0.007%;Zn 0.035%;S 0.92%;As 0.19%;C總1.72%;TFe 22.2%;MFe 14.24%。Au 是最主要的有價(jià)元素。

      1.2 研究方法及手段

      通過光學(xué)顯微鏡以及AMICS、MLA 等手段對(duì)礦石的物質(zhì)組成、金礦物種類進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。在礦物組成分析的基礎(chǔ)上,利用化學(xué)分析定量法對(duì)礦物相對(duì)含量進(jìn)行的計(jì)算。

      偏光顯微鏡(Axio Scope A1),配備有高分辨率掃描電子顯微鏡(EVO)及現(xiàn)代快速高分辨率能譜儀(Bruker)的礦物自動(dòng)分析儀(AMICS),工作電壓為20 kV,工作電流為2 nA,F(xiàn)EI Quanta 600 掃描電鏡以及EDAX Genesis 7000 能譜儀。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 主要礦物組成

      礦石中金礦物組成簡單,絕大部分為自然金,偶見銀金礦。自然金的X 射線能譜分析結(jié)果見表1,根據(jù)分析結(jié)果可知,自然金的成色較高(900±),部分自然金中含有少量的鐵。其他金屬礦物主要為磁鐵礦,其次為黃鐵礦、菱鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等;非金屬礦物主要為石英,其次為綠泥石、黑云母、方解石、直閃石、鈉長石、白云母等。礦石的礦物組成及相對(duì)含量見表2。

      表1 自然金的X 射線能譜分析結(jié)果Table 1 Result of X-ray energy spectrum analysis of gold

      表2 礦石的礦物組成及相對(duì)含量Table 2 Mineral composition and relative content in the sample

      樣品中磁鐵礦的含量占19.27%,綠泥石、黑云母、方解石等易泥化的礦物的含量相對(duì)較高。

      2.2 自然金的分布特征

      本次研究共計(jì)找到400 余顆自然金。按照自然金在礦石中分布特征的差異可以分為包裹、粒間、裂隙三類(圖1、2),在此基礎(chǔ)上對(duì)自然金的分布特征統(tǒng)計(jì),見表3。結(jié)果顯示,該礦石中自然金以粒間金為主,占52.72%;其次為包裹金,占37.23%;另有部分以裂隙金的形式存在,占10.05%。

      圖1 自然金在礦石中的分布特征Fig.1 Distribution characteristic of gold

      表3 自然金在礦石中的分布特征Table 3 Distribution characteristic of gold

      自然金與脈石的關(guān)系最為密切,其中以不同脈石礦物粒間、脈石包裹、脈石裂隙形式分布的自然金占52.81%,分布在脈石與其他金屬礦物(磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等)粒間的自然金占22.38%。與硫化物相關(guān)的自然金占32.15%,且主要與黃鐵礦相關(guān)。

      對(duì)礦石中自然金的嵌布粒度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(圖3),自然金主要分布在-50 μm,其中,5~10 μm 和-5 μm 的自然金含量相對(duì)較多,分別占19.03%、8.51%。由于礦石中包裹金的含量較高,占37.23%,其粒度分布對(duì)磨礦工藝及選冶工藝的制定具有重要意義(圖3),5~10 μm 和-5 μm 粒級(jí)的包裹金分別占所有金礦物的5.51%、5.01%,這部分自然金在磨礦過程中不易裸露出來,易于造成金的損失。

      圖3 金礦物和包裹金部分的粒度分布Fig.3 Particle size distribution histogram of gold minerals and wrapped gold

      2.3 重要礦物的嵌布特征

      磁鐵礦是含量最多的金屬礦物,多呈不規(guī)則粒狀、浸染狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)的形式嵌布。多呈細(xì)粒不規(guī)則的磁鐵礦呈稠密浸染狀分布在脈石礦物中(圖4),部分磁鐵礦與磁黃鐵礦、黃鐵礦的共生關(guān)系緊密,在磨礦過程中與脈石單體解離的難度大。

      黃鐵礦常見黃鐵礦呈不規(guī)則粒狀嵌布在脈石礦物中,在磁鐵礦的裂隙及邊緣常見黃鐵礦分布,部分黃鐵礦交代磁鐵礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)(圖4)。

      毒砂具有局部富集的特點(diǎn),主要呈自形-半自形粒狀分布(圖4),嵌布粒度相對(duì)較粗,集中分布在0.02~0.2 mm 之間。

      2.4 磁鐵礦、硫化物粒度分布及解離特征

      磁鐵礦、硫化物集合體的粒度分布見表4。磁鐵礦粒度細(xì),-0.02 mm 粒級(jí)中的含量較高,占30.46%,這部分磁鐵礦在磨礦的過程中不易與其他礦物單體解離。硫化物集合體在+0.074 mm 51.41%,-0.02 mm 17.61%,在一段磨礦過程中,也難以取得較好的解離效果。

      表4 磁鐵礦、硫化物集合體的粒度分布特征Table 4 Size distribution of magnetite,sulfide aggregate

      由于樣品中磁鐵礦和硫化物集合體的嵌布粒度細(xì),對(duì)-0.074 mm 90%樣品中的磁鐵礦和硫化物集合體進(jìn)行了解離度測定。結(jié)果顯示,磁鐵礦和硫化物集合體的單體解離度分別為39.07%、60.04%,單體解離程度較差,連生體部分都主要為與脈石連生,分別占58.24%、36.67%。

      2.5 金的化學(xué)物相分析

      采用浸出的方式回收金是當(dāng)前金礦的選冶常用的一種方法。該方法是通過磨礦、氧化預(yù)處理等方式使礦石中的金礦物顆粒裸露出來,能夠與溶金劑接觸。浸出的結(jié)果(化學(xué)物相中裸露金部分)對(duì)礦石的質(zhì)量評(píng)價(jià)和生產(chǎn)工藝流程都具有重要的意義。

      本文使用碘浸法對(duì)細(xì)度為-0.074 mm 100%的樣品開展了金的化學(xué)物相分析,結(jié)果見表5。根據(jù)分析結(jié)果可知,在該磨礦細(xì)度下,裸露金占93.09%。

      表5 金的化學(xué)物相分析結(jié)果Table 5 Results of chemical phase analysis of gold

      3 影響金回收的因素分析

      (1)金以自然金的形式存在,粒度普遍較細(xì),集中分布在-50 μm,其中5~10 μm 和-5 μm的部分分別占19.03%、8.51%,不宜直接采用重選的方法進(jìn)行回收。

      (2)自然金與非金屬礦物的關(guān)系最為密切,52.81%的自然金分布在非金屬礦物的粒間、裂隙及被包裹;分布在非金屬礦物與金屬礦物(磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等)粒間的自然金占22.38%,不利于直接采用全硫化物浮選的方式來回收金。

      (3)磁鐵礦含量相對(duì)較高,但與自然金的關(guān)系不緊密,且磁鐵礦粒度細(xì),部分與硫化物共生緊密,磁鐵礦綜合回收難度大。

      (4)包裹金含量高,占37.23%,尤其是-10 μm 10.52%,這部分自然金在磨礦過程中單體解離或裸露難度大,易造成損失。

      (5)硫化物的嵌布粒度細(xì),-0.074 mm 90%的磨礦細(xì)度時(shí),硫化物集合體的解離度在60.04%左右,解離效果差,若要取得較好的解離效果,需要進(jìn)一步細(xì)磨。

      4 結(jié)論

      (1)金以細(xì)粒自然金的形式存在,僅有32.15%的自然金與硫化物相關(guān),且硫化物嵌布粒度細(xì)。因此,該礦石不利于直接采用全硫化物浮選的方式來回收金。若采用浮選的方式來回收,需要在細(xì)磨的條件下,強(qiáng)化對(duì)單體及裸露的金礦物、硫化物的回收,來提高金的回收效果。

      (2)自然金以粒間金為主。包裹金的含量雖然相對(duì)較高,但是大部分在10 μm 以上,通過適當(dāng)?shù)募?xì)磨,可以提升自然金的解離及裸露情況。因此,該礦石適宜在合理的磨礦細(xì)度下采用直接攪拌浸出的方式來回收金。部分細(xì)粒包裹的自然金會(huì)損失到尾礦中。

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