某含金矿石的BPMA自动工艺矿物学研究

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1、某含金矿石的BPMA自动工艺矿物学研究Study on the process mineralogy of a gold ore张文平 蔡明明 高腾跃 徐超 秦广林 陈艳波 （Zhang Wenping Cai Mingmin GaoTengyue Xu Chao Qin Guanglin Chen Yanbo）山东黄金矿业科技有限公司选冶实验室分公司，烟台 261441（Metallurgical laboratory branch of Shandong gold mining technology co. LTD. Yantai 261441）摘 要：某含金矿石中有用矿物为自然金及银金矿

2、，金品位为35g/t。为充分研究该矿石的工艺矿物学特性，通过扫描电镜、X射线能谱仪、BPMA软件系统等分析手段，对矿石的元素成分、物相矿物组成、矿物嵌布特征、金的赋存状态、含金矿物的粒度、含金矿物解离度及影响金回收的矿物学因素等进行了系统研究。结果表明:矿石中金主要以自然金和银金矿形式存在，粒度以细粒金、微细粒金为主，分别占72.96%、27.04%；金矿物的嵌存状态以连生金为主，占65.11%，次为单体金，占31.06%，另有少量的包裹金和晶间金，分别占3.75%和0.08%；研究结果对矿石分选工艺流程的制定具有指导意义。The valuable minerals in some gold-

3、bearing rocks are natural gold and silver gold with a gold grade of 35g/t. For fully research on process mineralogy characteristics of the ore, through scanning electron microscopy, X-ray energy spectrometer, BPMA analysis method, the composition of ore, mineral composition, mineral phase characteri

4、stics, gold occurrence state of gold minerals, particle size of gold minerals dissociation degree and mineralogy factors influencing gold recovery and so on has carried on the research. The results have showed that the gold in the ore mainly exists in the form of natural gold and silver gold, with m

5、ustard gold accounting for 72.96% and fine grain gold accounting for 27.04% . The deposit status of gold deposits is mainly continuous gold, accounting for 65.11%, and the secondary gold is single gold, accounting for 31.06%. In addition, a small amount of encased gold and intercrystalline gold acco

6、unt for 3.75% and 0.08% respectively. The results of the study have guiding significance for the preparation of ore separation process.关键词：工艺矿物学；含金矿物；赋存状态；嵌布特征Process mineralogy；Mineral of containing the gold；Existing state；Embedding feature随着当前矿产开发和选矿技术水平的提升，工艺矿物学在合理开发和综合利用矿产资源过程中的重要作用得到广泛认可1-4。BPM

7、A软件系统是由北京矿冶研究总院开发的工艺矿物学参数自动测量系统，该系统能够准确的自动检测、统计与分析样品中的矿物信息和检测结果，有效实现粘连矿物颗粒的分割与识别，自动实现矿物的匹配与命名，不但可以节省大量的人力、物力等资源，还可以大幅度提高样品检测的数量和范围，改变了传统意义上工艺矿物学研究完全依靠人工进行操作与矿物辨认且样品检测数量极为有限等原因造成的工作效率低、测试速度慢、人为影响因素大、测试精度低、测试成本高、不能满足生产流程监控要求和及时指导科研及生产等问题，开创了工艺矿物学研究的新篇章。该系统可提供矿物含量、矿物解离度、矿物连生程度、矿石颗粒粒度分布、矿物颗粒粒度分布、矿物嵌布程度、

8、元素赋存状态、矿物品位回收率、矿物参考表、元素质量百分比、含金颗粒表、含金颗粒分类表等工艺矿物学参数，通过进行工艺矿物学研究，揭示金矿石的性质，查清影响金矿石选冶工艺的矿物学因素，从根本上掌握影响选冶指标的决定性因素，为制定合理的选冶工艺提供依据5-6。1 矿石元素成分分析矿样为某含金原生矿石，对矿石进行元素成分分析，结果见表1。表1 矿石元素成分分析结果Table 1 Analysis results of mineral elements元素Au(g/t)Ag(g/t)CMgSiS品位（%）35.005.003.031.654.4924.43元素CaFeCuAsPb品位（%）4.6131.

9、980.089.830.39表1中除Au和Ag数据为化验分析结果（自检）外，其他数据均为BPMA结果反算的数据，为了验证BPMA结果反算的数据的可靠性，将该矿石样品外检进行多元素分析，部分结果是：Au：34.70g/t，Ag：4.73g/t，C：2.89%，As：9.47%，Fe：32.41%，S：25.01%，Si：4.77%。由此可以看出，上述表中BPMA结果反算的数据与化学分析结果差别较小，BPMA结果反算的数据具有高的代表性。从表1可以看出，矿石含金35g/t，考察矿石中金的赋存状态是主要内容。2 矿石中金的分配矿石中金的分配结果见表2。表2 矿石中金的分配分析结果Table 2 An

10、alysis results of gold distribution in the ore分相自然金中金银金矿中金合计含量，g/t26.009.0035.00分配，%74.2725.73100.00从表2可以看出，金主要分布在自然金矿物中，其次是银金矿。3 矿石矿物组成经BPMA分析结果可以看出，该矿石样品中主要金矿物有自然金和银金矿；另有黄铁矿、毒砂等金属矿物；脉石矿物主要有石英、方解石、菱铁矿、白云石、铁白云石和少量或微量的云母、磷灰石、高岭石、鲕绿泥石、滑石等矿物组成。矿石的矿物组成及相对含量见表3。表3 矿石的矿物组成及相对含量Table 3 Mineral composition

11、and relative content of the ore矿物名称含量，%矿物名称含量，%黄铁矿35.55石英8.90毒砂21.37方解石1.82磁黄铁矿2.65菱铁矿5.05方铅矿0.44白云石、铁白云石18.44黄铜矿0.16其他2.52小计66.37小计36.73合计100.004 主要金属矿物嵌布特征4.1 自然金自然金是矿石中主要含金矿物之一。BPMA分析结果显示其含金量约占总金量的74.27%。矿石样品中自然金能谱定量结果见表4。表4 自然金能谱定量分析结果Table 4 Analysis results of XPS ration of Natural Gold序号AuAg序

12、号AuAg184.60 15.40 3588.58 11.42 284.71 15.29 3693.83 6.17 384.38 15.62 3784.71 15.29 484.18 15.82 3884.71 15.29 586.37 13.63 3993.91 6.09 681.09 18.91 4084.04 15.96 783.72 16.28 4193.83 6.17 887.40 12.60 4280.97 19.03 988.97 11.03 4385.51 14.49 1083.35 16.65 4481.16 18.84 1187.38 12.62 4587.58 12.42

13、 1284.46 15.54 4682.99 17.01 1380.72 19.28 4790.33 9.67 1488.08 11.92 4891.98 8.02 1581.85 18.15 4998.39 1.61 1699.98 0.02 5088.45 11.55 1786.69 13.31 5192.36 7.64 1886.60 13.40 5297.99 2.01 1986.62 13.38 5381.18 18.82 2085.96 14.04 5482.99 17.01 2195.62 4.38 5588.60 11.40 2289.04 10.96 5690.03 9.97

14、 2393.24 6.76 5783.36 16.64 2488.06 11.94 5886.18 13.82 2587.12 12.88 5986.66 13.34 2693.99 6.01 6089.35 10.65 2792.03 7.97 6186.65 13.35 2894.07 5.93 6280.42 19.58 2995.94 4.06 6398.03 1.97 3081.99 18.01 64100.00 0.00 3181.35 18.65 6592.20 7.80 3281.22 18.78 6687.12 12.88 3386.66 13.34 6788.79 11.2

15、1 3488.52 11.48 6891.12 8.88 上表能谱定量结果表明，矿石中的自然金平均含Au：87.94%，Ag：12.06%。自然金平均粒径2.27m，其中最大颗粒是29.95m23.03m，其余颗粒粒度均在10m以下，呈细粒-微细粒嵌布。其具体粒度分布见表5。表5 自然金粒度嵌布分析结果Table 5 Analysis results of particle distribution of Natural Gold粒级（m）自然金含量（%）累积量（%）-30+1071.2471.24-10+4.514.6885.93-4.5+3.43.2989.21-3.4+2.50.7089

16、.91-2.5+22.3792.28-2+1.255.4997.76-1.25+11.5799.34-10.66100.00自然金单体解离度较低，约7.67%。其主要和毒砂、黄铁矿等矿物连生，少量和石英连生。详见表6。表6 矿石中自然金解离分析结果Table 6 Analysis results of disengage of the natural gold in the ore矿物名称目标矿物占比（%）0X1010X2020X3030X4040X5050X60自然金5.586.140.227.280.245.58矿物名称目标矿物占比（%）合计60X7070X8080X9090X100100

17、自然金0.001.110.5271.247.67100.00表7 矿石中主要含金矿物连生程度统计结果Table 7 Statistical results of connate degree of the major gold-bearing minerals in the ore矿物名称单体（%）共生体（%）合计（%）黄铁矿毒砂与石英等其它矿物自然金7.676.6985.340.30100.00 结合表6和7可以看出，自然金的单体解离度为7.67%，如果加上80%以上的富连生体，其解离度为78.91%，解离度较高。连生状态的自然金，主要是和毒砂、黄铁矿等矿物连生，和毒砂的连生量为85.34%

18、，和黄铁矿的连生量为6.69%，和石英、方解石等其他矿物的连生量约为0.30%。矿石中典型的自然金与其它矿物嵌布关系见图1。21图1 矿石样品中自然金与黄铁矿嵌布关系及能谱图Fig. 1 Connate degree and XPS figure between natural gold and pyrite in the ore sample4.2 银金矿1银金矿是矿石中主要的含金矿物之一。BPMA分析结果显示其含金量约占总金量的25.73%。矿石样品中银金矿能谱定量结果见表8。表8 银金矿能谱定量结果Table 8 Analysis results of XPS ration of sil

19、ver gold ore序号AuAg序号AuAg179.2320.77879.2120.79279.4520.55975.6724.33375.6924.311074.2925.71478.2521.751178.421.6579.5320.471279.7220.28659.340.71376.523.5775.9824.02上表能谱定量结果表明，矿石中的银金矿平均含Au：76.25%，Ag：23.75%。银金矿平均粒径4.03m，其中最大颗粒是18.68m 16.37m，其余颗粒粒度均在10m以下，呈细粒-微细粒嵌布。其具体粒度分布见表9。表9 银金矿粒度嵌布分析结果Table 9 Ana

20、lysis results of particle distribution of silver gold粒级（m）银金矿含量（%）累积量（%）-30+1077.2577.25-10+4.514.8592.11-4.5+3.42.6194.72-3.4+2.54.4099.12-2.5+20.8099.91-2+1.250.0499.96-1.25+10.0399.99-10.01100.00银金矿单体解离度较高，约89.95%，少量和黄铁矿、毒砂等连生。详见表10。表10 矿石中主要含金矿物解离分析结果Table 10 Analysis results of disengage of the

21、 major gold-bearing minerals in the ore矿物名称目标矿物占比（%）0X1010X2020X3030X4040X 5050X60银金矿2.700.000.000.350.002.7矿物名称目标矿物占比（%）合计60X7070X8080X9090X100100银金矿7.000.000.000.0089.95100.00表11 矿石中主要含金矿物连生程度统计结果Table 11 Statistical results of connate degree of the major gold-bearing minerals in the ore矿物名称单体（%）共

22、生体（%）合计（%）黄铁矿毒砂与其它矿物等银金矿89.958.011.420.62100.00 从表10和11可以看出，银金矿的单体解离度为89.95%，解离度较高。连生状态的银金矿，主要是和黄铁矿、毒砂等矿物连生，和黄铁矿的连生量为8.01%，和毒砂的连生量为1.42%，和石英、菱铁矿等矿物的连生量约为0.62%。矿石中典型的银金矿与其它矿物嵌布关系见图2。21图2 矿石样品中银金矿与黄铁矿嵌布关系及能谱图Fig. 2 Connate degree and XPS figure between silver gold mine and pyrite in the ore sample 4.3

23、 黄铁矿黄铁矿为矿石中主要的金属硫化物，矿物量约占35.55%，与载金矿物嵌布比较密切。本矿石样品黄铁矿平均粒径20.52m，呈细粒嵌布。其具体粒度分布见表12。表12 矿石中黄铁矿粒度分布结果Table 12 Analysis results of particle distribution of the pyrite in the ore粒级(um)含量（%）正累积（%）-74+533.86 3.86 -53+433.23 7.09 -43+384.17 11.26 -38+2029.39 40.65 -20+1513.86 54.50 -15+1016.64 71.15 -10+521.

24、62 92.77 -57.23 100.00 单体解离的黄铁矿占42.24%，富连生体占48.87%。另有少量的黄铁矿与毒砂、磁黄铁矿等连生。其具体解离度分布见表13。表13 矿石中黄铁矿解离分析结果Table 13 Analysis results of disengage of the pyrite in the ore矿物名称目标矿物占比（%）0X1010X2020X3030X4040X5050X60黄铁矿0.25 0.48 0.31 0.54 0.92 1.24 矿物名称目标矿物占比（%）合计60X7070X8080X9090X100100黄铁矿1.65 3.50 8.69 40.18

25、 42.24 100.00 矿石样品中黄铁矿与含金矿物的嵌布关系见图3。212图3 矿石样品中黄铁矿与自然金的嵌布关系及能谱图Fig. 3 Connate degree and XPS figure between pyrite and natural gold in the ore sample4.4 毒砂毒砂为矿石中主要的金属硫化物，与载金矿物嵌布比较密切。本矿石样品毒砂平均粒径17.05m，呈细粒嵌布。其具体粒度分布见表14。表14 矿石中毒砂粒度分布结果Table 14 Analysis results of particle distribution of the mispickel

26、 in the ore粒级(um)含量（%）正累积（%）-74+531.931.93-53+431.953.88-43+383.187.06-38+2023.6630.73-20+1513.1143.84-15+1016.9160.75-10+526.9287.67-512.33100.00毒砂单体解离度较高，占52.51%，富连生体占37.56%。另有少量的毒砂与白云石、黄铁矿等连生。其具体解离度分布见表15。表15 矿石中毒砂解离分析结果Table 15 Analysis results of disengage of the mispickel in the ore矿物名称目标矿物占比（

27、%）0X1010X2020X3030X4040X5050X60毒砂0.71 0.68 0.92 0.91 0.94 1.44 矿物名称目标矿物占比（%）合计60X7070X8080X9090X100100毒砂1.66 2.67 5.76 31.79 52.51 100.00矿石样品中毒砂与含金矿物的嵌布关系见图4。12图4 矿石样品中毒砂与自然金的嵌布关系及能谱图Fig. 4 Connate degree and XPS figure between mispickel and natural gold in the ore sample 5 矿石中金的赋存状态矿石中主要含金矿物有自然金和银金

28、矿，回收金主要是回收自然金和银金矿的金，含金矿物嵌布状态分析结果见表17。表17 含金矿物嵌存状态分析结果Table 17 Analysis results of embedding feature of the gold bearing minerals嵌存状态相对含量（%）合计（%）包裹金3.75 100.00 晶间金0.08连生金65.11 单体金31.06 6 影响金回收的矿物学因素分析矿石中约有74.27%和25.73%的金分别在自然金和银金矿中，回收金主要是回收自然金和银金矿中的金；黄铁矿和毒砂的硬度约为5-6，而自然金和银金矿的硬度在2-3之间，它们的硬度有较大的差异，这些都对磨

29、矿解离目标矿物有利；自然金和银金矿的平均粒经分别为2.27m和4.03m，均呈细粒-微细粒嵌布，较大幅度的提高了磨矿成本；从金矿物嵌布状态分析结果看出，以单体和连生体状态存在的金矿物含金量占了总含金量的96.12%，这部分金在后续的浸出工艺中是可以回收的；对于少量微细粒金矿物（其含金量约占总金量的3.98%）以包裹金和晶间金的状态存在，无法直接与浸出药剂作用，在不继续细磨的情况下这部分金是无法回收的；另外，含金矿物和砷连生关系密切且该矿石中含有较多的有害元素砷（含量高达9.83%）等，生成的沉淀物会影响部分裂隙金等浸出效果，这将会影响金的回收。7 结论（1）该文所有数据均取自BPMA结果反算数

30、据，经与化学分析结果比对，BPMA结果反算的数据代表性高。（2）该矿石样品中金属矿物占63.27%，其中硫化物含量60.17%，脉石矿物占36.73%。该矿石样品中主要金矿物为自然金和银金矿，另有黄铁矿、毒砂等金属矿物；脉石矿物主要有石英、菱铁矿、方解石、白云石、铁白云石和少量或微量的云母、磷灰石、高岭石、鲕绿泥石、滑石等矿物组成。经分析，矿石含硫24.43%，金品位35g/t，金为唯一有价元素，自然金和银金矿是其主要载体矿物，矿石工艺类型为多硫化物含金矿石。（3）该矿石样品中金矿物粒度以细粒金、微细粒金为主，分别占72.96%、27.04%，做样过程中观察到的最大颗粒金矿物为一颗自然金颗粒，

31、粒度为29.95m 23.03m，其次为一颗银金矿颗粒，粒度为18.68m 16.37m，其余含金矿物颗粒粒度均在10m以下。（4）该矿石样品中金矿物的嵌存状态以连生金为主，占65.11%，次为单体金，占31.06%，另有少量的包裹金和晶间金，分别占3.75%和0.08%。参考文献1周满庚.工艺矿物学在矿产资源找矿和综合利用中的应用J.矿产综合利用,2012,(3):7-9.2王蓓,罗兴.工艺矿物学在选矿工艺研究中的作用及影响J.矿物学报，2011,(增刊1):730-7323彭明生,刘晓文,刘羽等.工艺矿物学近十年的主要进展J.矿物岩石地球化学通报,2012,31(3):210-2174张莉莉,梁冬云,李波等.某铜硫尾矿中钨的工艺矿物学研究J.中国钨业,2012,27(6):5-75马驰,卞孝东,王守敬等.金矿石的工艺矿物学研究J.黄金,2011,32(10):47516杨洪英,巩恩普,杨立.低品位双重难处理金矿石工艺矿物学及浸金影响因素J.东北大学学报(自然科学版),2008,29(12):17421745