红布和马塘矿区金矿石工艺矿物学研究

郭谨铭 杨洪英 王文文 张晓光 张煜 闫业伟 佟琳琳

摘要：采用化学分析、偏光显微镜及扫描电子显微镜等检测手段，对山东某金矿红布矿区原矿、马塘矿区原矿和选矿厂混合原矿进行了工艺矿物学研究。结果表明：混合原矿金品位为2.52 g/t、银品位为2.29 g/t;金属矿物主要为黄铁矿，脉石矿物主要为石英、长石;载金矿物主要为黄铁矿和少量黄铜矿。红布矿区原矿中金矿物种类为含银自然金，平均粒度为18.58 μm，金矿物嵌布状态主要为包裹金。马塘矿区原矿中金矿物种类为自然金，平均粒度为9.48 μm，金矿物嵌布状态主要为包裹金。根据工艺矿物学研究结果，推荐红布矿区和马塘矿区原矿配矿比例为3∶1，为选矿工艺优化提供了矿物学依据。

关键词：工艺矿物学;金矿;嵌布状态;嵌布粒度;配矿

中图分类号：TD91文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2022）06-0053-06doi：10.11792/hj20220612

随着当前矿产开发和选矿技术水平的提高，工艺矿物学在矿产资源合理开发和利用过程中的价值得到高度认可[1-4]。开展工艺矿物学研究，可以获得矿石的性质及矿物的嵌布状态，查明影响目标元素回收利用的主要因素，为矿产资源的综合利用提供重要的矿物学依据[5-7]。山东某金矿随着不断的开采，矿石性质发生变化，岩石坚硬、硅化强烈，金赋存状态不清楚。为了提高选矿指标，本文利用化学分析、偏光显微镜及扫描电子显微镜等检测手段，研究该金矿红布矿区和马塘矿区原矿及选矿厂混合原矿的工艺矿物学性质[8-12]，查明金的嵌布状态、载金矿物嵌布特征，提出科学合理建议，达到提高金精矿品位、获得更高金回收率的目的[13-14]。

1 选矿厂混合原矿性质

1.1 化学成分

采用原子吸收光谱法（AAS）、碳硫分析仪和X射线荧光光谱法对山东某金矿选矿厂混合原矿的化学成分进行分析，结果见表1。由表1可知：混合原矿金品位为2.52 g/t、银品位为2.29 g/t，SiO 2和Al 2O 3的品位较高，分别为68.95 %和17.60 %，硫品位较低，属于低硫石英脉型金矿石[15]。

1.2 礦物组成

采用自动矿物分析系统对选矿厂混合原矿矿物

组成进行分析，结果（见表2）表明：选矿厂混合原矿中硫化物主要为黄铁矿，少量黄铜矿;脉石矿物主要为石英、长石，其次为云母、沸石等;另外还含有少量的赤铁矿。

1.3 粒度分析

采用湿筛法对选矿厂混合原矿进行粒度筛分，将原矿分为3个粒级，结果见表3。由表3可知：-74 μm粒级产率为33.60 %;-104～+74 μm粒级产率为24.70 %;+104 μm粒级产率为41.70 %。混合原矿磨矿粒度较粗，金矿物不易实现单体解离或裸露，这是造成金回收率低的重要因素。

2 红布矿区原矿性质

2.1 载金矿物嵌布特征

2.1.1 黄铁矿

黄铁矿是红布矿区原矿中最主要的载金矿物，与金矿物紧密连生。原矿中黄铁矿多以半自形—他形粒状结构呈现，反射色为淡黄色。黄铁矿主要以单体形式（见图1-a））和连生体形式（见图1-b））存在，以连生体形式存在的黄铁矿主要与脉石矿物连生。

运用偏光显微镜对黄铁矿颗粒粒度进行分析，结果见表4。由表4可知：红布矿区原矿中黄铁矿颗粒较大，+150 μm粒级分布率为81.21 %。

2.1.2 黄铜矿

黄铜矿也是红布矿区原矿中的载金矿物之一。黄铜矿粒度主要分布在20～500 μm，多以他形粒状结构（见图2）呈现，反射色为铜黄色。大部分黄铜矿以连生体形式存在，主要与黄铁矿连生。

2.2 金矿物嵌布特征

2.2.1 金矿物种类

利用扫描电子显微镜和EDS能谱仪分析可知：红布矿区原矿中金矿物均属于含银自然金，其含金81.51 %～89.55 %，含银10.45 %～18.49 %，平均含金83.72 %，平均含银16.28 %（见表5）;表明该矿区原矿中金矿物成色较高。

2.2.2 金矿物嵌布粒度

金矿物嵌布粒度是其磨矿和分选工艺选择的重要参考，按照金颗粒大小将其分为巨粒金（+300 μm）、粗粒金（-300～+74 μm）、中粒金（-74～+37 μm）、细粒金（-37～+10 μm）、微粒金（-10～+0.10 μm）及次显微金（-0.10 μm）[16]。运用偏光显微镜对红布矿区原矿中金矿物嵌布粒度进行统计分析，发现金矿物颗粒粒度最小为1.49 μm，最大为89.28 μm，平均值为18.58 μm。金矿物嵌布粒度分析结果见表6。由表6可知：原矿中-10 μm的金颗粒分布率为42.78 %;-37～+10 μm的金颗粒分布率为31.08 %;细、微粒金占73.86 %，这是影响选矿阶段金回收率的重要因素。

2.2.3 金矿物嵌布状态

运用偏光显微镜对原矿中金矿物嵌布状态进行统计分析，可知原矿中金矿物嵌布状态主要为包裹金，小部分粒间金和裂隙金（见表7）。由表7可知：78.38 %的金被黄铁矿包裹（见图3-a）），4.50 %的金被黄铜矿包裹（见图3-b）），14.38 %的金为黄铁矿和黄铜矿粒间金（见图3-c）），2.74 %的金为黄铁矿裂隙金（见图3-d））。载金矿物主要是黄铁矿，以及少量黄铜矿。矿石中包裹金分布率高达82.88 %，硫化矿物包裹金在细磨条件下也较难实现单体解离或裸露，这是影响金回收率的主要因素。

2.2.4 金矿物形态

金矿物的不同形态会影响其选矿性能[17]。在偏光显微镜下观察红布矿区原矿中金矿物的形态，发现金矿物形态多样（见表8），有豆粒状（见图4-a））、长条状（见图4-b））和不规则状，其中粗、中粒金主要为不规则状，细、微粒金主要为豆粒状。

3 马塘矿区原矿性质

3.1 載金矿物嵌布特征

黄铁矿是马塘矿区原矿中最主要的载金矿物，与金矿物紧密连生。原矿中黄铁矿多以半自形—他形粒状结构（见图5-a））呈现，反射色为淡黄色。大部分黄铁矿以单体形式（见图5-b））存在，以连生体形式存在的黄铁矿主要与脉石矿物连生。

运用偏光显微镜对黄铁矿颗粒粒度进行分析，结果见表9。由表9可知：马塘矿区原矿中黄铁矿颗粒较大，+150 μm粒级分布率为77.51 %。

3.2 金矿物嵌布特征

3.2.1 金矿物种类

利用扫描电子显微镜和EDS能谱仪分析可知：马塘矿区原矿中金矿物均属于自然金，其含金91.37 %～92.81 %，含银7.19 %～8.63 %，平均含金92.08 %，平均含银7.92 %（见表10）;表明该矿区原矿中金矿物成色很高。

3.2.2 金矿物嵌布粒度

运用偏光显微镜对马塘矿区原矿中金颗粒粒度进行统计分析，发现金矿物颗粒粒度最小为0.79 μm，最大为57.14 μm，平均值为9.48 μm。金矿物嵌布粒度分析结果见表11。由表11可知：原矿中-10 μm的金颗粒分布率为61.29 %;-37～+10 μm的金颗粒分布率为22.58 %;细、微粒金分布率高达83.87 %，这是影响选矿阶段金回收率的重要因素。

3.2.3 金矿物嵌布状态

运用扫描电子显微镜对马塘矿区原矿中金矿物嵌布状态进行统计分析，可知矿石中金矿物嵌布状态主要为包裹金，少量裂隙金（见表12）。由表12可知：96.74 %的金被黄铁矿包裹（见图6-a）），3.26 %的金为黄铁矿裂隙金（见图6-b））;载金矿物主要是黄铁矿;包裹金分布率高达96.74 %，硫化矿物包裹金在细磨条件下也较难实现单体解离或裸露，这是影响金回收率的主要因素。

3.2.4 金矿物形态

在偏光显微镜下观察马塘矿区原矿中金矿物的形态，结果见表13。由表13可知：原矿中金矿物形态有豆粒状（见图7-a））、长条状和不规则状（见图7-b）），其中粗、中粒金主要为不规则状，细、微粒金主要为豆粒状。

4 红布和马塘矿区对比分析及配矿建议

4.1 金品位对比分析

配矿工作是结合矿山生产目标和生产技术条件进行矿石质量综合的系统工程，按照一定比例将不同品位的矿石进行搭配、混匀，使其满足矿山矿石产品

质量要求[18]。因此，清晰了解2个矿区原矿金品位对配矿工作具有重要意义。为此，对2个矿区原矿金品位进行了对比分析，结果表明：红布矿区原矿金品位为2.94 g/t，马塘矿区原矿金品位为2.20 g/t，红布矿区原矿金品位高于马塘矿区，2个矿区均具有很高的开采价值。

4.2 粒度对比分析

对2个矿区原矿中金矿物平均粒度进行了对比，结果见图8。由图8可知：红布矿区原矿中金矿物平均粒度为18.58 μm，马塘矿区原矿中金矿物平均粒度为9.48 μm，红布矿区原矿中金矿物粒度明显大于马塘矿区，红布矿区原矿中金矿物更容易通过磨矿实现单体解离或裸露，更易于回收。

4.3 金矿物成色对比分析

对2个矿区原矿中金矿物成色进行了对比，结果见图9。由图9可知：红布矿区原矿中金矿物含金83.72 %，马塘矿区原矿中金矿物含金92.08 %;表明马塘矿区原矿中金矿物成色高于红布矿区。

4.4 配矿建议

配矿工作通过将不同品位矿石进行质量匹配、中和，能够增加合格矿石的产出量，减少矿山废石量及其占用的空间，改善矿山企业的经济效益，提高矿产资源的利用率[19]。结合选矿厂生产现状及通过对大量工艺矿物学数据的分析，建议红布矿区和马塘矿区原矿配矿比例为3∶1，配矿后金品位约为2.75 g/t。相较于选矿厂原配矿方案金品位2.52 g/t，此配矿方案金品位提高了约0.23 g/t。

5 结 论

1）山东某金矿选矿厂混合原矿金品位为2.52 g/t、银品位为2.29 g/t，主要金属矿物为黄铁矿，少量黄铜矿，主要脉石矿物为石英、长石。原矿磨矿粒度较粗，+104 μm粒级产率为41.70 %。

2）红布矿区原矿中载金矿物主要为黄铁矿和少量黄铜矿。金矿物种类为含银自然金，平均含金83.72 %，平均含银16.28 %。金矿物平均粒度为18.58 μm。金矿物嵌布状态主要为包裹金，小部分粒间金和裂隙金，分布率分别为82.88 %、14.38 %和2.74 %。金矿物形态主要为不规则状、豆粒状和长条状，分布率分别为46.75 %、38.96 %和14.29 %。

3）马塘矿区原矿中载金矿物主要为黄铁矿。金矿物种类为自然金，平均含金92.08 %，平均含银7.92 %。金矿物平均粒度为9.48 μm。金矿物嵌布状态主要为包裹金，少量裂隙金，分布率分别为96.74 %和3.26 %。金矿物形态主要为豆粒状、不规则状和长条状，分布率分别为52.17 %、39.13 %、8.70 %。

4）红布矿区原矿金品位、金矿物平均粒度高于马塘矿区，但马塘矿区金矿物成色高于红布矿区。建议红布矿区和马塘矿区原矿配矿比例为3∶1。

5）根据工艺矿物学研究结果，影响金回收率的主要因素有：磨矿粒度较粗且金矿物粒度主要为微粒金和细粒金;原矿中金矿物嵌布状态主要为硫化矿物包裹金，其在细磨条件下也较难实现单体解离或裸露。建议提高磨矿细度，使矿石中的金矿物充分单体解离或裸露，然后通过浮选富集硫化矿物的方法回收金，提高金回收率。

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收稿日期：2021-12-21; 修回日期：2022-03-20

基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC1902002）

作者简介：郭谨铭（1996—），男，山东烟台人，硕士研究生，研究方向为有色金属选矿;沈阳市和平区文化路3号巷11号，东北大学冶金学院，110819;E-mail：gjm5793@163.com

通信作者，E-mail：yanghy@smm.neu.edu.cn，13889803669

Process mineralogy of gold ore in Hongbu and Matang mining area

Guo Jinming1，2，Yang Hongying1，2，Wang Wenwen3，Zhang Xiaoguang3，Zhang Yu4，Yan Yewei5，Tong Linlin1，2

（1.Key Laboratory of Ecological Metallurgy of Polymetallic Symbiotic Ore，Ministry of Education;

2.Institute of Metallurgy，Northeastern University; 3.Xincheng Gold Mine of Shandong Gold Mining Co.，Ltd.;

4.Jiaojia Gold Mine of Shandong Gold Mining（Laizhou）Co.，Ltd.; 5.Jinchuang Group of Shandong Gold Mining Co.，Ltd.）

Abstract：Chemical analysis，polarizing microscope and scanning electron microscopy and other detection techniques are used to carry out process mineralogy study on the raw ores of Hongbu and Matang mining area and the mixed raw ores of the concentrator in a gold mine from Shandong.The results show that the gold grade of the mixed raw ores is 2.52 g/t，and the silver grade is 2.29 g/t;the metal minerals are mainly pyrite，and the gangue minerals are mainly quartz and feldspar;the gold-bearing minerals are mainly pyrite and a small amount of chalcopyrite.The type of gold minerals in the raw ores of Hongbu mining area is silver-bearing native gold，with an average particle size of 18.58 μm.The occurrence of gold is mainly wrapped gold.The type of gold minerals in the raw ores of Matang mining area is native gold，with an average particle size of 9.48 μm，and the occurrence of gold is mainly wrapped gold.Based on the results of the process mineralogy study，it is recommended to use the raw ore blending ratio of Hongbu mining area and Matang mining area 3∶1，in order to provide process mineralogy basis for the optimization of ore-dressing processes.

Keywords：process mineralogy;gold mine;embedding state;embedding particle size;ore blending