卡林型金矿工艺矿物学研究进展.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 卡林型金矿工艺矿物学研究进展① 石天宇1 ’2 ’3 ，张覃1 ’2 ’3 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 ；3 ．贵州省优势矿产资源高效利用工程 实验室，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 摘要综述了卡林型金矿的工艺矿物学特征、分析测试技术，对卡林型金矿工艺矿物学研究进行了展望。 关键词卡林型金矿；工艺矿物学；分析测试技术；展望 中图分类号P 5 7文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 9 6 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 - 0 3 5 1 - 0 3 随着金矿的日益开采，易处理金矿资源逐渐枯 竭1 ，储量大、品位低、细粒浸染、难处理的卡林型金 矿将成为今后黄金产业的主要资源心J 。由于该类金 矿中金以“不可见金”形式赋存于金矿中∞j ，金的回收 率很低H 1 。了解卡林型金矿石的工艺矿物学性质，查 清影响金矿选冶工艺的工艺矿物学因素，可以为制定 合理的选冶工艺提供依据，从而达到矿产资源综合利 用的目的po 。 1 卡林型金矿的工艺矿物学特征 卡林型金矿是由2 0 世纪6 0 年代在美国内华达 州．犹他州首先发现而命名的，探明储量为20 0 0t №J 。 2 0 世纪8 0 年代在我国发现，主要分布在我国川陕甘 和滇黔桂两个“金三角”地区。我国的卡林型金矿主 要特点发育于细碎屑岩和不纯碳酸盐岩建造中，变质 程度较浅或未经变质1 。下面将主要介绍卡林型金 矿的元素种类及含量特征，矿物组成以及主要载金矿 物和金的赋存状态特征的研究近况。 1 ．1 元素种类及含量特征 卡林型金矿最大的特征就是都含有A u ，A s ，H g ， s b ，T l 等成分L 8 。1 1 I 。我国的卡林型金矿从区域上看， A u ，A s ，H g ，s b ，1 f 1 都有出现，但具体到某一个矿床来 说，绝大部分金矿床不含T l 或甚微，部分含有有机质， 有机质与成矿作用相关一o 。各地区的卡林型金矿元 素组成也各有不同。刘继顺等’1 副针对鄂东丰山田卡 林型金矿，通过矿石化学分析和光谱分析，发现金矿中 A g 含量较高，A u ／A g 值小于l ，且c u ，P b ，z n 含量普遍 高于其他同类金矿。杨洪英等‘13 。针对广西金牙金矿， 通过化学分析手段得到A u 品位达到6 ．2 8g ／t ，A g 品位 1 ．3 7g ／t ，A s 质量分数达到1 1 ．3 2 ％。桂西北、滇东南卡 林型金矿 金牙、高龙、那能、旺山等 同时又是锑矿 区0 | ，也能说明我国卡林型金矿常与汞、砷、锑等矿床 同处一带，是我国卡林型金矿床的主要特征。 1 ．2 矿物组成 我国卡林型金矿主要的矿石类型为中低温热液硫 化物和碳酸盐岩及粘土矿物。国内对卡林型金矿矿物 组成的研究基本得到一致的结论多数是以上部氧化 带和下部未氧化带，氧化带矿石主要含有各种粘土矿 物、黄铁矿和褐铁矿，相对容易选冶；原生带金矿的主 要矿石矿物为黄铁矿、砷黄铁矿、毒砂、辉锑矿等，属于 多金属硫化矿床，较难选冶。卡林型金矿常见的脉石 矿物主要为石英、方解石、白云石，次为重晶石、伊利 石、高岭土和绢云母明矾石等粘土矿物J 。此外，其 中一些矿床中还存在其他矿物成分，张复新等4 1 对陕 西泥盆系卡林型金矿床进行研究，发现此矿床含有富 铜黄铁矿。徐国风等‘1 纠发现陕西某卡林型金矿中存 在闪锌矿和镍钴硫化物。孙树浩等川还在川北一甘南 地区类卡林型金矿床中发现，脉石矿物还存在锆石、磷 灰石等。而在美国卡林型金矿床含铊矿物，如硫砷铊 矿、硫锑铊矿、斜硫砷汞铊矿以及氟钡石等，这类矿物 国内矿床少见0 | 。我国富砷类矿石是以大量出现毒 砂和砷黄铁矿为特征，雄 雌 黄含量一般较少，毒砂 大量出现，辉锑矿或辰砂含量相对较高，是我国卡林型 金矿床矿石类型的重要特点。例如，贵州的板其、、r 他，广西的金牙、高龙，云南富宁的那能、达木等金矿， 都具有这一特点。矿床因地理位置不同，含有的矿石 种类不同，应据此制定不同的选冶工艺，确定回收有用 矿物㈨。 卡林型金矿矿石结构主要有残余砂一粉砂状结构、 溶蚀交代结构、显微莓状结构、球状结构、碎裂结构、粒 ①收稿日期2 0 1 4 0 7 1 2 基金项目国家“十二五”科技支撑计划课题 2 0 1 2 B A B 0 8 8 0 6 作者简介石天宇 1 9 9 0 - ，女，吉林省吉林市人，硕士研究生，主要研究方向为难选矿石的选矿及资源综合利用。 万方数据 3 5 2 矿冶工程 第3 4 卷 间填隙结构等；矿石构造常见角砾状构造、浸染状构 造、脉状构造、条带状构造等，主要构造是矿石具浸染 状、网脉状、角砾状等构造生物遗迹构造等1 8J 。 1 ．3 主要载金矿物及金的赋存状态 查清矿石中的载金矿物，针对载金矿物进行选冶 处理，从而回收金。我国卡林型金矿中载金矿物主要 是含砷黄铁矿和毒砂。黄铁矿是卡林型金矿中重要的 载金矿物，在矿石中的含量为3 ％一5 ％，针对黄铁矿的 研究也受到广泛重视，陈懋弘等通过电子探针显微分 析，发现黄铁矿主要以浸染状分布呈环带状和细粒自 形集合体。毒砂和黄铁矿集合体也存在草莓状。主要 的载金黄铁矿多为具环带结构的含砷黄铁矿，环状为 主要载金部位。其次，毒砂也是主要的载金矿物，其在 矿石中得分部较为局部，含量较低，常呈菱形、长柱状、 矛头状等自形晶9 | 。 近年来对于卡林型金矿金的赋存状态的研究受到 重视。卡林型金矿中的金主要以“不可见金”形式赋 存于载金矿物中㈣。2 川。一些对于滇黔桂“金三角”卡 林型金矿床中金的赋存状态的研究，例如、r 他旧2 | 、烂 泥沟‘23 | 、水银洞‘川、广西的高龙‘蚓、金牙‘2 6 1 等矿床， 得出的结论基本相同，金以显微金- 次显微金颗粒形式 赋存于矿化有关的矿物中或为粘土矿物、有机质等吸 附。但也有其它结论，例如水银洞金矿，刘建中等ⅢJ 认为金在砷黄铁矿环带中以亚微米至纳米级的颗粒状 不均匀分布；张弘瞍等∞列则认为金以类质同象形式进 入黄铁矿和毒砂的晶格中，固溶体分解时金析出；李九 玲等旧8 。针对毒砂．砷黄铁矿中的“结合金”的化学状态 进行研究，金以独立矿物或有机化合物形式存在。但 从晶体化学角度来看，对载金矿物中含有晶格金没有 一致的解释或缺少证据。 人们对载金矿物的类型和特征的认识基本达成了 共识，但对于是否存在可见金，以及“不可见金”究竟 是以显微一次显微颗粒金存在，还是以固溶体或晶格金 形式存在等问题一直存在争论旧卜驯。 2 分析测试技术 卡林型金矿工艺矿物学研究常规方法是首先对 矿石进行化学成分分析。化学成分分析的目的是为了 研究矿石中所含元素的种类和含量，从而确定矿石中 的主要成分和次要成分、有益成分和有害成分的种类 和含量6 I 。主要分析方法包括光谱分析 主要有 I C P 和X R D 和化学分析。通常采用光谱分析法可以 快速确定矿石中的金属元素种类和大致含量。化学分 析法可以较为准确的确定金属元素的含量。其次是对 金矿石的物相组成进行分析，常用X 射线衍射定性分 析和光学显微镜观察。最后，采用光学显微镜和扫描 电镜分析查清载金矿物的种类、金矿物的嵌布粒度和 嵌布特征 包裹金、裂隙金、晶隙金 ⋯。 除常规方法外，目前卡林型金矿工艺矿物学研究 的先进设备包括电子探针 E P M A 、基于扫描电子显 微镜的矿物定量分析 I A 、自动图像分析系统和矿物 自动分析系统 M L A 等。扫描电子显微镜和自动图 像分析系统被用来观察金的形态和确定主要矿物的粒 度和含量旧1 。。电子探针被用来确定金矿物及其伴生 矿物的化学成分。矿物自动分析系统可以统计矿物的 种类、含量、粒度分布、嵌布关系、解离度等口2 | 。 M L A 是由澳大利亚昆士兰大学矿物研究中心在 充分利用背散射电子像区分矿物相的基础上开发研制 而成[ 32 【。针对广东省某低品位钼矿石，采用澳大利亚 的M L A 自动检测技术，实现对该钼矿的工艺矿物学参 数的快速准确检测∞引。北京矿冶研究总院和紫金矿 业集团均已经引进了M L A 。针对金矿、稀土和铅锌氧 化矿等矿石的工艺矿物学研究中取得了一系列成果， 方明山等Ⅲ1 运用自动矿物分析仪对不同细度下磨矿 产品中主要金属矿物的解离度及其嵌布粒度进行了详 细的测定，并据测定结果指导铅锌氧化矿的选矿工艺。 近年来，针对“不可见金”的赋存状态的研究中发 现了纳米金、晶格金、化合金等。采用x 射线光电子 能谱 X P S 发现化学结合金的存在金纳米团金显 负价态，提出它是金在自然界重要存在的形式之一；确 定了广西金牙和贵州烂泥沟卡林型金矿中原生矿石毒 砂和含砷黄铁矿中不可见金呈负价态旧J 。 3 展望 针对卡林型金矿的工艺矿物学研究，未来的方向 可能将围绕着工艺矿物学各项参数的测定系统展开。 卡林型金矿中“不可见金”的赋存状态是影响其选矿 和冶金的重要因素。因此，对于金的赋存状态的研究 是未来卡林型金矿工艺矿物学研究的主要方向。多种 分析测试手段的结合，例如金的穆斯堡尔谱 M O S 和 x 射线光电子能谱 X P S 与M L A 的结合分析各项工 艺矿物学参数，将使卡林型金矿工艺矿物学研究更加 全面。 参考文献 [ 1 ] 熊英，林滨兰，郑存江，等．综合分析技术在微细粒浸染型金 矿金赋存状态研究中的应用[ J ] ．岩矿测试，2 0 0 4 ，2 3 1 6 2 - 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