广西金矿工艺矿物学.doc

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《某金矿选矿工艺矿物学研究》

研

究

报

告

昆明理工大学
.9

项目名称: 《某金矿选矿工艺矿物学研究》

完成单位: 昆明理工大学
法人代表: 周 荣

项目负责人: 刘全军
报 告 编写: 刘全军

昆 明 理 工 大 学

二○一○年九月

目 录
前言 ……………………………………………………………………… 4
1 矿样的采取及制备 ……………………………………………………4
2 矿石的结构构造及类型…………………………………………………5
2.1 矿石的构造 …………………………………………………………5
2.2 矿石的结构…………………………………………………………5
3 矿石的化学成分…………………………………………………………8
3.1 矿石的光谱分析 …………………………………………………8
3.2 矿石的多元素分析 ………………………………………………8
3.3 铁物相分析 …………………………………………………………8
4 矿石的矿物成份…………………………………………………………9
5 矿石矿物的嵌布特征 …………………………………………………10
5.1 自然元素 …………………………………………………………10
5.2 氧化物 ……………………………………………………………11
5.3 硅酸盐 ……………………………………………………………14
5.4 硫化物 ……………………………………………………………15
5.5 氟化物 ……………………………………………………………17
6 金的赋存状态 ………………………………………………………18
6.1 金的分布 …………………………………………………………18
6.2 自然金粒度分析 …………………………………………………19
7 原矿物理性质测定 ……………………………………………………19
8 小结 ……………………………………………………………………19

前言
受委托, 对所送的金矿矿石进行金的赋存状态研究, 经过对矿石多元素化学分析、 磨制光薄片显微镜鉴定、 人工重砂分析、 X-衍射分析和电子显微镜分析等, 现已基本查清矿石的化学成分、 矿石的结构构造、 矿石的矿物成分、 矿石矿物的嵌布特征等。
研究表明, 该矿石为金的氧化矿石, 原矿含金0.52克/吨。可采用原矿直接堆浸的方法提金。

1 矿样的采取及制备
本次试验样品的采取是由委托方负责进行的, 试样的代表性由委托方负责。试样用样品汽车直接送至昆明理工大学选矿试验室。
矿样经破碎、 筛分、 混匀、 缩分, 试样制备流程如图1—1。
原矿样

手选有代表性的矿样

100×100mm鄂式破碎机
岩矿鉴定

-2mm
+2mm
分
筛

100×125mm对辊破碎机

混匀
缩分

磨
细

试验样品

试金分析
备样
工艺矿物学研究
物相分析
多元素分析

图1—1 试样制备流程图
2 矿石的结构构造及类型
2.1 矿石的构造
岩石的主要岩石类型为含磁铁矿、 褐铁矿、 透辉透闪石矽卡岩。肉眼观察, 矿石多呈灰褐色和黄褐色、 块状, 矿物集合体无定向分布, 构成矿石的块状构造; 部分矿石主要由褐铁矿和脉石矿物组成, 褐铁矿多呈脉状、 网脉浸染状、 条带状分布, 构成脉状、 网脉浸染状、 条带状构造。少部分矿石由土状的褐铁矿组成, 构成土状构造。部分矿石受应力作用破碎形成角砾, 褐铁矿呈浸染状充填在角砾间, 构成角砾状构造。

2.2 矿石的结构
纤维状/柱状变晶结构: 为脉石矿物的主要结构之一, 主要由纤维状、 柱状的透辉石组成, 构成纤维状、 柱状变晶结构, 见照片1。
粒状变晶结构: 为脉石矿物的主要结构之一, 主要由半自形-它形粒状的透辉石组成, 构成半自形-它形粒状变晶结构, 见照片1。
片状变晶结构: 为脉石矿物的主要结构之一, 主要由片状的白云母组成构成片状结构, 见照片2

照片1: 左上部分为纤维状、 柱状的透闪石Tr, 构成纤维状柱状变晶结构, 右下为半自形-它形粒状的透辉石Di, 构成半自形-它形粒状变晶结构。正交透射偏光, 标尺每小格0.01mm。

照片2: 片状的( 黑) 云母Ms构成片状结构, 云母的矿物边缘和解理缝被褐铁矿( 黄黑色) 浸染。透射正交偏光, 标尺每小格0.02mm。

胶状结构: 为矿石矿物的主要结构之一, 矿石中的褐铁矿集合体多呈蠕虫状、 条带状的胶状, 构成胶状结构, 见照片3。

照片3: 褐铁矿Lm呈蠕虫状的胶状结构。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片4: 原半自形粒状的磁铁矿Mgh现已完全蚀变成磁赤铁矿, 保留原磁铁矿的假象。粒状磁铁矿间充填赤铁矿和褐铁矿。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

变余粒状结构: 矿石矿物次要的结构之一, 矿石中原部分半自形粒状的磁铁矿现已完全蚀变呈褐铁矿, 但还保留原磁铁矿的假象, 构成变余粒状结构, 见照片4。
它形-半自形粒状结构: 矿石矿物次要结构之一, 矿石中的磁铁矿呈它形-半自形粒状, 构成它形-半自形粒状结构, 见照片5。

照片5: 磁铁矿呈它形-半自形粒状, 构成它形-半自形粒状结构。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

碎裂结构: 部分矿石受应力作用, 矿物发生破碎, 碎块间无相对位移, 构成碎裂结构, 见照片6。
蚀变残余结构: 偶黄铁矿未完全蚀变成褐铁矿, 残留破布状的黄铁矿构成蚀变残余结构。

3 矿石的化学成分
3.1 矿石的光谱分析
表3—1 矿石的光谱分析结果表
元素
Ba
Be
As
Si
Sb
Ge
Mn
Mg
含量%
0.01
0.001
<0.01
>10.0
<0.01
0.002
0.3
1
元素
Pb
Sn
W
Ga
Cr
Bi
Al
Mo
含量%
<0.01
<0.01
0.03
<0.001
<0.01
0.02
<1
<0.001
元素
V
Ti
Li
Cd
Ca
Cu
Zn
Ni
含量%
<0.01
<0.1
<0.01
<0.001
<1
0.1
0.02
<0.01
元素
Co
Fe
Y
Yb
La
Nb
Zr
Sr
含量%
<0.01
>10
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
0.02
元素
K
Na
Ag
Sc
P
B
/
/
含量%
<1
<0.1
<0.0001
<0.001
<0.1
<0.1
/
/

3.2 矿石的多元素分析
表3—2 矿石的多元素化学分析结果表
元素
Au(10-6)
TFe
MgO
Al2O3
SiO2
CaO
含量%
0.52
23.19
11.50
3.18
36.22
2.31
元素
As(10-6)
S
TiO2

/
/
含量%
59.14
0.21
0.07

/
/

矿石经化学分析, 矿石中可利用元素除金外, 可考虑综合回收铁。

3.3 铁物相
铁物相分析结果见表3—3。

表3—3 铁物相分析结果
物相
磁铁矿
磷铁矿等碳酸盐
硅酸铁
黄铁矿等硫化物
赤褐铁及其它
总铁
含量( %)
4.7
0.39
15.95
0.26
0.96
22.26
比例( %)
21.11
1.75
71.65
1.17
4.32
100
由物相分析可见, 矿石中的铁以硅酸铁为主, 当前尚无利用价值。

4 矿石的矿物成份
经镜下观察、 人工重砂分析及X-衍射分析、 矿石中有硅酸盐、 氧化物、 硫化物、 自然元素和氟化物五类17种矿物存在, 其中以硅酸盐为主, 约占矿石的70%±, 氧化物占23%±, 约占矿石的20%±, 详细结果见矿物简表:
表4—1 矿物成分的矿物简表
类型
矿物
分子式
粒度( mm)
含量%
自然元素
自然金
Au
0.002-0.06
0.46( 10-6)
自然铅
Pb
0.007-0.03
偶见
氧化物
磁铁矿
Fe3O4
0.05-0.35
7
磁赤铁矿
r-Fe2O3
0.002-0.02
褐铁矿
Fe2O3.nOH
0.02-0.4
16
石英
SiO2
0.06-0.15
偶见
硅酸盐
绿泥石
(Mg,Fe,Al)3(OH)6{(Mg,Fe,Al)3
[(Si,Al)4O10] (OH)2}
0.05-0.2
少
透辉石
CaMg [Si2 O6]
0.1-0.6
15
透闪石
Ca2[MgFe]5[Si8O22](OH)2
0.1-0. 5
39
绿帘石
Ca2FeAl2[Si2O7](SiO4)O(OH)
0.05-0.2
少
( 黑) 云母
(H、 K)2(Mg、 Fe)2Al2(SiO4)3
0.05-0.25
17
蒙脱石
NaCa0.33(AlMg)2[Si4O10](OH)2.nH2O
﹤0.05
4
硫化物
黄铁矿
FeS2
0.006-0.1
﹤0.5
黄铜矿
CuFeS2
0.006-0.05
少
方铅矿
PbS
0.003-0.05
少
闪锌矿
ZnS
0.003-0.05
少
氟化物
萤 石
CaF2
0.05-0.4
﹤1
合计

99.5

5 矿石矿物的嵌布特征
5.1 自然元素
自然金: 分子式是Au, 矿石经化学分析含金0.46( 10-6) 为主要的金的目的矿物, 呈它形粒状、 树枝状, 粒度最大为0.06mm, 一般在0.003-0.02mm左右, 常被透闪石、 透辉石、 磁铁矿、 褐铁矿和金属硫化物等包裹, 见照片6、 7、 8。自然金呈金黄色, 成色大于90%。

照片6: 自然金呈它形粒状、 树枝状。标尺每小格0.006mm。

照片7: 被包裹于脉石矿物中的微粒自然金, 粒度0.001mm左右, Mag为磁铁矿, Py为黄铁矿。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片8: 包裹在磁铁矿中的微粒自然金, 粒度0.003mm左右。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

自然铅: 分子式是Pb, 矿石中含量极少, 仅在人工重砂中见到几粒, 呈它形粒状、 树枝状, 粒度0.007-0.03mm左右。

5.2 氧化物
磁铁矿、 磁赤铁矿: 矿石中主要矿石矿物, 磁铁矿分子式是Fe3O4, 磁赤铁矿的分子式是Fe2O2, 磁赤铁矿是由磁铁矿蚀变而成, 见照片4、 9, 也具有较强的磁性。两者含量约7%±。双目显微镜下磁铁矿呈黑色, 半金属光泽, 强磁性。镜下观察, 矿石中的磁铁多呈半自形-它形粒状, 见照片5。磁铁矿部分已完全蚀变成磁赤铁矿但还保留它形粒状磁铁矿的假象, 构成变余粒状结构, 见照片4。磁赤铁矿呈显微鳞片状, 单体粒度一般在0.005mm以下, 常以集合体的形式分布。
褐铁矿: 分子式是Fe2O3.nOH, 褐铁矿是隐晶质的纤铁矿、 针铁矿、 水针铁矿、 赤铁矿和泥质等多种铁氧化物的集合体。矿石中的褐铁矿多为胶状, 见照片3。集合体常呈脉状、 网脉状、 它形粒状等产出, 见照片10、 11、 12。部分褐铁矿常浸染分布于透闪石、 透辉石和云母的矿物颗粒间或解理缝间。褐铁矿集合体粒度粒度一般在0.02-0.4mm之间。部分褐铁矿集合体中呈浸染状分布显微鳞片状的赤铁矿。

照片9: 磁铁矿Mag的边缘蚀变成磁赤铁矿Mgh( 略亮) , 磁赤铁矿单体呈显微鳞片状, 集合体呈条带状分布。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片10: 胶状的褐铁矿Lm( 桔红色) 多呈脉状分布, 部分褐铁矿呈浸染状分布于透闪石、 透辉石、 云母的矿物和解理缝之间。透射单偏光 , 标尺每小格0.02mm。

照片11: 胶状的褐铁矿呈脉状、 它形粒状分布于脉石矿物之间, 反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片12: 褐铁矿充填在云母的解理缝中, 形态受云母的解理缝控制, , 呈片状, 见A部分。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

石英: 分子式是SiO2, 含量极少, 为后生矿物, 常呈它形粒状充填在原生空隙中, 少量呈细脉状。粒度一般在0.06-0.15mm之间。

5.3 硅酸盐
绿泥石: 分子式是(Mg,Fe,Al)3(OH)6{(Mg,Fe,Al)3[(Si,Al)4O10] (OH)2}, 含量少, 多由透闪石和透辉石蚀变而成, 集合体常呈粒状产出, 见照片13。绿泥石单体呈显微鳞片状, 集合体粒度一般在0.05-0.2mm之间。

照片13: 绿泥石Chl集合体( 绿色) 呈它形粒状分布。透射单偏光 , 标尺每小格0.02mm。

透辉石: 分子式是CaMg [Si2 O6], 含量15%±, 矿石中次要矿物之一。透辉石多呈半自形粒状, 少数呈自形或它形粒状, 见照片1。颗粒边缘或解理缝常被褐铁矿浸染, 见照片14。部分受应力作用, 发生破碎, 构成碎裂结构。粒度一般在0.1-0.6mm, 部分粒度较大, 可达2mm, 构成变斑晶。
透闪石: 分子式是Ca2[MgFe]5[Si8O22](OH)2, 含量39%为主要的脉石矿物之一。呈半自形纤状、 柱状, 见照片1, 常被褐铁矿浸染, 或被褐铁矿包裹。集合体多呈条带状分布于其它矿物之中。多粒度一般在0.0-0.1mm左右。
绿帘石: 分子式是Ca2FeAl2[Si2O7](SiO4)O(OH), 含量少, 绿帘石多呈半自形粒状, 主要由透闪石或透辉石蚀变而成, 粒度一般在0.05-0.2mm左右。

照片14: 褐铁矿( 黑、 桔红色) 沿透辉石颗粒的边缘或解理缝浸染。透射正交偏光 , 标尺每小格0.02mm。

( 黑) 云母: 分子式是(H、 K)2(Mg、 Fe)2Al2(SiO4)3, 含量17%, 主要脉石矿物之一。呈片状, 常以集合体的形式分布, 常被褐铁矿沿边缘或解理缝浸染, 粒度一般在0.05-0.25mm左右。
蒙脱石: 分子式是NaCa0.33(AlMg)2[Si4O10](OH)2.nH2O, 含量4%, 次要脉石矿物之一, 呈泥状, 粒度一般小于0.005mm, 常混杂分布于褐铁矿中, 被褐铁矿浸染后不易区分。

5.4 硫化物
黄铁矿: 分子式是FeS2, 含量小于0.5%, 多呈半自形-它形粒状, 见照片15。现大多部分或全部已蚀变呈褐铁矿, 局部可见蚀变残留结构, 见照片16, 粒度一般在0.006-0.1mm之间, 常和闪锌矿、 方铅矿等共生。
黄铜矿: 分子式是CuFeS2, 含量少, 呈它形粒状, 常和闪锌矿、 方铅矿等共生, 常充填在透辉石和透闪石的颗粒之间, 见照片17。粒度一般在0.006-0.05mm左右。

照片15: 黄铁矿Py呈半自形粒状, 构成半自形粒状结构。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片16: 黄铁矿Py部分已蚀变成褐铁矿Lm, 局部构成蚀变残留结构。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

照片17: 它形粒状的黄铜矿Ccp、 闪锌矿Gn、 方铅矿Sp紧密共生, 分布于透辉石间。反射单偏光 , 标尺每小格0.006mm。

方铅矿: 分子式是PbS, 含量少, 呈它形粒状, 常和闪锌矿、 黄铜矿等共生, 常充填在透辉石和透闪石的颗粒之间, 见照片17。粒度一般在0.003-0.05mm左右。
闪锌矿: 分子式是ZnS, 含量少, 呈它形粒状, 常和方铅矿、 黄铜矿等共生, 常充填在透辉石和透闪石的颗粒之间, 见照片17。粒度一般在0.003-0.05mm左右。

5.5 氟化物
萤石: 分子式是CaF2, 含量小于1%, 呈它形粒状, 常充填在透辉石和透闪石的颗粒之间, 见照片18。粒度一般在0.05-0.4mm左右。

照片18: 它形粒状的萤石Fl充填在透辉石Di之间, 或包裹透辉石, 透辉石部分被褐铁矿浸染呈褐色。透射单偏光 , 标尺每小格0.02mm。

6 金的赋存状态
6.1 金的分布
化学分析, 矿石中金的含量为0.46( 10-6) , 经镜研究, 矿石中的金主要以自然金的形式存在, 金属硫化物中存在少数类质同象的金。自然金粒度较细, 最大在0.08mm左右, 大部分自然金的粒度在0.002-0.06mm左右, 部分更细。矿石中的自然金多为包裹金, 在主要矿物( 透闪石、 透辉石、 褐铁矿、 磁赤铁矿、 云母和金属硫化物) 中都有包裹。分布于金属硫化物( 黄铁矿、 方铅矿、 闪锌矿) 中的金占28.6%, 这部分金以包裹金为主, 少量为类质同象的金。分布于透辉石、 透闪石和云母中的金占49.8%, 这部分金为包裹金。分布于黄铁矿。磁铁矿、 磁赤铁矿中的金占21.6%。具体见表6—1。

表6—1 金在主要矿物中的分配率
矿物名称
矿物含量( %)
矿物中金的含量( 10-6)
矿物中金的量( 10-6)
金在各矿物中的分配率( 10-6)
黄铁矿、 闪锌矿方铅矿等硫化物
≧1
13.2
0.132
28.6
透闪石、 透辉石、 云母
71
0.32
0.23
49.8
褐铁矿、 磁铁矿、 磁赤铁矿
23
0.45
0.10
21.6
其它
5
/
/
/
合计
100
/
0.462
100

6.2 自然金粒度分析
对光片中所观察到的显微可见金粒, 测其金粒粒径, 进行粒度统计分析, 结果见表6—2。
表6—2 自然金粒度分析结果
粒级( 微米)
平均粒径
颗粒数
V (%)
14～1(微细粒)
7.5
57
94.8
1～0.2( 次显微细粒)
0.6
39
5.2
合计

96
100
结果表明, 1微米以下的显微可见金粒属次显微细粒约占5.2%, 这部分分散金用一般方法较难回收。

7 原矿物理性质测定
原矿真比重: 2.718( 9次测定平均数据)
原矿堆比重: 粒度为-25mm时, 1.62
原矿堆积角: 粒度为-25mm时, 290
原矿磨擦角: 粒度为-25mm时,
对水泥板 31°
对铁板 29°
对木板 32.5°
8 小结
1) 、 矿石的岩石类型主要为含磁铁矿、 褐铁矿的云母透辉石透闪石矽卡岩, 主要由磁铁矿、 褐铁矿、 透闪石、 云母和少量的蒙脱石、 硫化物组成。
2) 、 矿石中含金5.2( 10-6) , 品位较低, 金主要以自然金的形式存在, 自然金粒度细, 常被其它矿物包裹, 矿石中硫化物含量小于1, 但金的品位达13.2( 10-6) , 占总金的28.6%, 这部分金主要为包裹金, 少量为类质同象的金。其余的金都被褐铁矿、 磁铁矿、 透辉石透闪石等包裹。自然金的粒度一般小于0.05mm。
3) 、 根据矿石的性质和金的赋存状态, 该矿石可考虑原矿直接堆浸的方法进行提金。