高硫高砷难浸金精矿工艺矿物学研究

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1、高硫高砷难浸金精矿工艺矿物学研究高国龙 1，2 ，李登新 2(1清华大学环境科学与工程系，北京 100084；2东华大学环境科学与工程学院，上海201620)摘要：为了给高硫高砷难浸金精矿提金工艺选择提供理论依据，分别从化学成分分析、X 射线衍射分析、矿物解离度分析、扫描电镜-能谱分析等不同程度开展了工艺矿物学研究。发现：金精矿中金含量 475gt -1、Ag 846gt -1、S 1391(质量分数)、As 754(质量分数)，是典型的高硫高砷难浸复杂金矿；金精矿中的主要金属矿物为毒砂、黄铁矿，脉石矿物主要有石英、白云母，多种矿物互相包裹。金精矿中有害组分主要为砷，含砷矿物以毒砂形式出现。金

2、以不可见金的形式赋存于载金矿物中。这些发现，对高硫高砷难浸金精矿的提金工艺具有指导意义。关键词：高硫高砷；金精矿；工艺矿物学；赋存状态；物相Process mineralogy of high-sulphur and high-arsenic refractory gold concentrateGAO Guo-long1，2 ，LI Deng-xin 2(1Department of Environmental Science and Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China；2College of Environmental

3、Science and Engineering，Donghua University，Shanghai 201620，China)Abstract：In order to provide a theoretical basis for gold extraction process of high-sulfur and high-arsenic refractory gold concentrate，process mineralogy was studied from chemical composition analysis，XRD，MLA，and SEM-EDSIt was found

4、that(1)the gold concentrate gold is a typical high-sulfur and high-arsenic refractory gold concentrate，containing gold 475gt -1，Ag 846gt -1，S 1391(mass fraction)and As 754(mass fraction)；(2)Main metal minerals are arsenopyrite and pyriteGangue minerals are mainly quartz，muscoviteHarmful component in

5、 gold concentrate mainly is arsenic and arsenic mineral is in the arsenopyrite formGold occurs in the invisible formThis can instruct high-sulfur and high-arsenic refractory gold concentrate smelting processKey words：high-sulphur and high-arsenic；gold concentrate；process mineralogy；occurrence；phase目

6、前，世界黄金储量中 23 以上为难处理矿，13 的黄金产量来自于难处理矿 1-3。随着易浸金矿石资源日益枯竭，开发利用有微细粒嵌布、含高硫高砷的难浸金矿成为一大趋势。高硫高砷金精矿矿物组成十分复杂，金常被包裹在其它矿物中，金的浸出率很低 4。为了开发这类资源，开展工艺矿物学研究十分必要。对难浸金矿物相的分析，前人已做过大量工作，但多侧重于某一种研究方法，如 X 射线衍射分析等 5。这些方法能够判断矿中物相成分，但无法观察相互包裹的状态。本文综合采用 X 射线衍射分析、矿物解离度分析和扫面电镜-能谱分析等多种方法，既能判断高硫高砷难浸金精矿的物相组分，又能观察各物相的赋存状态，以期为探索高硫高砷

7、难选冶金精矿的提金工艺提供指导。1 实验11 原料来源实验所用的金精矿取自河南某黄金冶炼厂。用小型粉碎机(FW-400A 型，北京中兴伟业仪器有限公司)将样品进一步粉碎至 50335m。对该金精矿进行氰化浸金，发现金的氰化浸出率为 2695。根据金矿的难浸程度等级，属于难浸金精矿。本文从化学成分分析、X 射线衍射分析、矿物解离度分析、扫描电镜-能谱分析等不同程度开展了工艺矿物学研究。12 测试方法121 X 射线衍射分析(XRD)采用 Dmax-rB 型 x 射线衍射仪(日本理学)测定金精矿物相组成。122 矿物解离度分析(MLA)利用矿物解离度分析仪(FEIQuanta 600JKtech

8、MLA suite 2008)研究金精矿矿物结构和组成。123 扫描电镜-能谱分析(SEMEDS)采用 JSM-5600 LV 型扫描电镜(日本电子)和 IE 300 X 型 EDS 能谱仪(英国 Oxford)对金精矿进行 X 射线线扫描微区分析。2 结果与讨论21 化学成分分析利用火焰原子吸收分光光度法(原子吸收分光光度计，AA320 型)测定金精矿化学成分(质量分数)，见表 1。金精矿含 S 1391，含 Fe168，含 As 754，是典型的高硫高砷金精矿。表 1 金精矿元素成分元素 含量/% 元素 含量/%Au 47.5 Al 7.61Ag 8.46 Si 15.8Cu 0.03 C

9、a 3.88S 13.91 Ti 0.71Fe 16.8 P 0.11As 7.54 Ni 0.07Na 0.69 Mn 0.08Mg 1.88备注：Au、Ag 单位为 gt-1。22 矿物物相组成221 XRD 分析采用 x 射线衍射方法测定样品中物相成分，图 1 为金精矿 XRD 图。由图 1 可以看出，金精矿含有石英、黄铁矿、毒砂、白云母、绿泥石和方解石，主要物相为毒砂、黄铁矿、石英和白云母。222 MLA 分析图 2 为金精矿颗粒的 MLA 图。表 2 为金精矿的粒级分布特征。由表 2、图 2 知，主要金属矿物为毒砂和黄铁矿，脉石矿物主要为石英、白云母。图 2 表明，无法观察到金独立颗

10、粒，而通过氰化实验能够浸出金，说明金以次显微金和超显微金等不可见金状态赋存于载金矿物中。这样的矿石，即使磨到极细小，也不能将金颗粒暴露出来。在氰化时，金颗粒不能接触到含氰溶液，金无法溶解 6-9。从图 2 还可以看出，该难浸金精矿中，各种矿物分布不均匀，典型特点是毒砂、黄铁矿相互包裹，石英等脉石也包裹其他矿物。所以，必须仔细设计预处理方法，将载金矿物破坏，使金裸露出来，从而最大限度提高金浸出率10,11。图 1 金精矿 XRD 图表 2 金精矿的矿物粒级分布特征矿物成分 38/m 38/m毒砂 29.76 42.48黄铁矿 49.37 27.08石英 7.88 10.70白云母 3.62 4.

11、71褐铁矿 0.35 0.15闪锌矿 0.05 0.03侯贵华 0.79 0.64榍石 0.01 0.09绿泥石 1.63 0.08磷灰石 0.24 0.14方解石 0.74 1.05透辉石 0.28 0.35硅灰石 0.59 0.21钙长石 0.35 3.8斑铜矿 0.28 1.51闪石 0.17 1.30钙铝榴石 0.16 0.49钠长石 0.18 0辉石 0.86 0金云母 1.22 0黑云母 0.20 0辉石 0.24 0正长石 0.06 0蛇纹石 0 0.04科夫特 0 0.04白钨矿 0 0.05黄铜矿 0 0.60223 SEMEDS 分析扫描电镜和能谱仪可以将微区的选择和测定相

12、结合 4,5。图 3 为金精矿表面形态的二次电子图(SE)和线扫描的位置，从中可以估计线扫描距离大约为 10m。从图 3 上可看出，该金精矿中，硅和氧、硫和铁、砷硫和铁的含量分布在扫描线上密切相关，但仍无法观察到金独立颗粒。这与前期的 XRD 测试结果和 MLA 分析保持一致，进一步证明了该矿中的主要成分为黄铁矿、毒砂和石英，金以不可见金状态赋存于载金矿物中。图 2 金精矿颗粒的 MLA 图(a-黄铁矿；b-毒砂；c-石英；d-黑云母；e-白云母)图 3 金精矿的表面形态二次电子图和扫描线的位置3 结论通过开展高硫高砷金精矿元素分析、XRD 分析、MLA 分析、SEMEDS 分析，得出以下结论

13、：(1)金精矿中金含量 475gt -1、Ag 846gt -1、S 1391(质量分数)、As 754 (质量分数)，金的浸出率仅为 2695，属于典型的高硫高砷难浸金精矿。(2)金精矿中的主要金属矿物为毒砂、黄铁矿。脉石矿物主要有石英、白云母。金精矿中，有害组分主要为砷，含砷矿物是以毒砂形式出现。金以不可见金的形式赋存于载金矿物中。(3)多种矿物互相包裹，必须仔细设计预处理方法，将载金矿物破坏，使金裸露，从而最大限度地提高金浸出率。 参考文献1 周丽，文书明，李华伟难浸金矿预处理技术及其应用J国外金属矿选矿，2004(3):11142 Ahrantes，LM ，Costa ，MC Elec

14、tro oxidation as a pre-treatment for gold recoveryJHydrometallurgy，1996，40(12):991103 周洪波，肖升木，胡岳华，等金精矿生物氧化预处理研究J中国矿业，2006，15(2):39424 郑存江，熊英，胡建平微细粒包裹型金矿中金的赋存状态扫描电镜分析J理化检验(物理分册)，2006，42(4):1841865 熊英，林滨兰，郑存江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，2004，23(1):62666 秦洪根，宋斌杰，蔺春英云南镇沅金矿矿石工艺矿物学研究J黄金，2005，26(12):36

15、397 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):174217458 曾令熙某金矿工艺矿物学研究及其与选矿工艺的相关性分析J中国矿业，2008，17(4):73-759 王安平，姚杰，马丽群，等玲珑金矿黄铁矿中显微金、超显微金的矿物学特征J黄金，1999，20(2):6910 张苏春，张玉杰广西金牙金矿提取金之试验研究J贵金属，1995，16(2):475011Tan H，Feng D，Lukey G C，et a1The behaviour of carbonaceous matter in cyanide leaching of goldJHydrometallurgy，2005，78(34):226235作者简介：高国龙(1982 一)，男，汉族，山东莘县人，博士后，助理研究员，主要从事固体废物处理与处置研究。