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某斑岩型含金铜矿石的工艺矿物学研究
2019-05-17
为给某斑岩型低品位含金铜矿石的开发利用工艺研究提供指导,对该矿石进行了详 细的工艺矿物学研究。结果表明,矿石含铜 0.44%、含金 0.092g/t;矿石中的目的矿物主要为黄铜 矿,其次为铜蓝和斑铜矿,嵌布特征较简单,易于单体解离;其中的可见金占比较大,硫化矿中不可 见金占比较少,还有部分非硫化物不可见金。矿石中黄铁矿和脉石含量较高,且成分复杂,是影响 有用矿物分选的主要因素。研究表明,该矿石适合采用粗粒抛尾、细粒级分选的选别工艺,预测铜 精矿中铜的理论回收率为 82.98% ~89.59%,金的理论回收率为 78% ~84%。
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 某斑岩型含金铜矿石的工艺矿物学研究 傅飞龙 紫金矿业集团股份有限公司) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 为给某斑岩型低品位含金铜矿石的开发利用工艺研究提供指导,对该矿石进行了详 细的工艺矿物学研究。 结果表明,矿石含铜 0. 44% 、含金 0. 092 g / t;矿石中的目的矿物主要为黄铜 矿,其次为铜蓝和斑铜矿,嵌布特征较简单,易于单体解离;其中的可见金占比较大,硫化矿中不可 见金占比较少,还有部分非硫化物不可见金。 矿石中黄铁矿和脉石含量较高,且成分复杂,是影响 有用矿物分选的主要因素。 研究表明,该矿石适合采用粗粒抛尾、细粒级分选的选别工艺,预测铜 精矿中铜的理论回收率为 82. 98% ~ 89. 59% ,金的理论回收率为 78% ~ 84% 。 关键词ꢀ 含金铜矿石ꢀ 工艺矿物学ꢀ 粗粒级抛尾ꢀ 细粒级分选ꢀ 理论回收率 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 031 Research on Process Mineralogy of a Porphyry Gold-bearing Copper Ore Fu Feilong ( Zijin Mining Group Co. ,Ltd) Abstractꢀ In order to provide some guidance to the research on development and utilization of a porphyry and low-grade gold-bearing copper ore,the process mineralogy on the ore was conducted. The re- sult showed that the raw ore contained 0. 44% Cu and 0. 092 g / t Au,the object ore is mainly chalcopy- rite,secondly covelline and bornite,all of which have simple mineral dissemination characteristics and easily to be liberated. The gold mostly exposed,the gold content is a little related to sulphide ore and non- sulphide ore. The contents of pyrite and gangue minerals are high and their compositions are very com- plex,which will be the main factor on the separation of these useful minerals. The study showed that the processing of coarse-grained tail-throwing and fine-grained separation was suitable for this ore. It was pre- dicted that the theoretical recovery of copper is between 82. 98% and 89. 59% ,and the recovery of gold is 78% ~ 84% . Keywordsꢀ Gold-bearing copper ore,Process mineralogy,Coarse-grained tail-throwing,Fine-grained separation,Theoretical recovery rate ꢀ ꢀ 铜是四大有色金属之一,金属材料消费量仅次 本研究将利用化学分析法、MLA 自动检测设 备、超级选金机(SP)、光学显微镜及扫描电镜等手 段,对某斑岩型低品位含金铜矿石进行详细的工艺 矿物学研究,为合理、高效开发利用该斑岩型含金铜 矿石资源提供重要的基础数据与理论依据。 于钢铁和铝,广泛应用于现代农业、工业、国防等技 [ 1-2] 。 随着国民经济的飞速发展,铜资源的消 术领域 耗量在日益增加,由于铜资源的不可再生性和稀缺 [ 3-4] ,借助各种分析检 性,因此,利用工艺矿物学手段 测设备,查明矿石的结构构造、元素含量、化学成分、 矿物的嵌布粒度与共生关系等,有针对性地选择合 理的选别工艺,从而提高铜资源的开发利用效率具 有十分重要的意义。 1ꢀ 矿石成分 矿石的主要组成矿物见表 1,主要化学成分分 析结果见表 2。 由表 1 可知,矿石中的主要铜矿物有黄铜矿、铜 蓝、斑铜矿、蓝辉铜矿,主要硫矿物有黄铁矿,主要脉 石物有石英、钾长石、斜长石、白云母等。 ꢀ ꢀ 傅飞龙(1972—),男,工程师,364200 福建省龙岩市上杭县。 1 22 ꢀ ꢀ 傅飞龙:某斑岩型含金铜矿石的工艺矿物学研究ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 表 1ꢀ 矿石的主要组成矿物及含量 蓝辉 硫砷铜矿、 % 为 0. 092 g / t,S 含量为 5. 72% ,铜是主要可回收元 素,金、硫可附带回收,其他金属元素含量较低,综合 回收价值低;主要杂质成分为 SiO2 和 Al2 O3 。 矿物 黄铜矿 铜蓝 斑铜矿 黄铁矿 8. 95 铜矿 黝铜矿 含量 矿物 辉钼矿 明矾石 含量 0. 03 0. 14 0. 85 0. 28 0. 25 0. 14 0. 01 2 ꢀ 铜硫矿物的解离特征 黄钾 铁矾 褐铁矿、 赤铁矿 矿石磨至ꢁ74 μm 占 65% 情况下制得砂光片, 钛铁矿 闪锌矿 <0. 01 采用 MLA 测 试 硫 化 铜 矿 物 和 黄 铁 矿 的 解 离 特 0. 12 0. 04 0. 52 [ 5-6] 征 ,结果分别见表 3、表 4,主要铜矿物正累计粒 矿物 方铅矿 石英 钾长石 斜长石 绿帘石 绿泥石 黑云母 度分布曲线见图 1。 含量 0. 01 46. 97 11. 36 12. 19 0. 27 1. 11 0. 51 矿物 白云母 透辉石 金红石 磷灰石 硬石膏 地开石 含量 成分 9. 56 0. 05 0. 31 0. 16 3. 76 2. 32 表 2ꢀ 矿石主要化学成分分析结果 % Au Ag Cu S As Pb Zn Mo 含量 0. 092 <2. 00 0. 44 5. 72 <0. 01 <0. 01 <0. 01 <0. 01 成分 Fe SiO2 Al Na CaO TiO O O K O P O 2 5 2 3 2 2 2 含量 5. 12 63. 42 15. 03 0. 11 1. 13 0. 087 0. 16 <0. 01 ꢀ 注:Au、Ag 的含量单位为 g/ t。 ꢀ 图 1ꢀ 铜矿物正累计粒度分布曲线 ꢀ ꢀ 由表2 可知,矿石Cu含量为0 . 44 % ,Au含量 ■ ● ▲ ▼ —黄铜矿; —斑铜矿; —铜蓝; —蓝辉铜矿 表 3ꢀ 硫化铜矿物的解离特征 硫化铜矿物的解离特征/ % 含硫化铜矿物颗粒的粒级分布率/ % 占有率 类型 / % 与其他矿物连生 与黄铁矿连生 ꢁ10 μm 0. 18 20 ~ 10 μm 2. 59 38 ~ 20 μm 24. 36 74 ~ 38 μm 31. 75 150 ~ 74 μm 4. 93 单体 富连生体 贫连生体 合计 63. 81 19. 17 17. 02 100. 00 2. 43 6. 61 9. 04 16. 74 10. 41 27. 15 0. 01 0. 27 2. 75 12. 64 3. 50 1. 55 4. 00 7. 10 3. 65 0. 72 1. 74 6. 86 34. 21 48. 04 9. 15 ꢀ ꢀ 注:硫化铜矿物连生体中硫化铜矿物的质量分数低于 50% 的称贫连生体,超过 50% 的称为富连生体。 表 4ꢀ 硫铁矿的解离特征 黄铁矿的解离特征/ % 含黄铁矿颗粒的粒级分布率/ % ꢁ10 μm 20 ~ 10 μm 38 ~ 20 μm 74 ~ 38 μm 150 ~ 74 μm 300 ~ 150 μm 占有率 类型 单体 / % 与其他矿物连生 与硫化铜矿物连生 71. 82 0. 01 0. 46 0. 09 0. 26 0. 81 11. 41 1. 02 30. 94 8. 81 28. 07 14. 98 0. 16 0. 93 1. 74 富连生体 26. 64 贫连生体 1. 54 10. 98 0. 19 15. 66 1. 35 0. 09 0. 10 0. 40 0. 63 合计 100. 00 11. 17 17. 01 12. 83 40. 38 43. 21 2. 67 ꢀ ꢀ 由表 3 可知,矿石在磨矿细度为 ꢁ 74 μm 占 5% 的情况下,63. 81% 的硫化铜矿物完全单体解 生体,且粒度较粗,可以通过粗选抛尾,再磨分离的 方法减小黄铁矿对铜精矿品质的不利影响。 由图 1 可知,各铜矿物的嵌布粒度较接近,蓝辉 铜矿粒度相对较粗,斑铜矿粒度相当较细。 6 离;19. 17% 的硫化铜矿物为富连生体,主要分布在 易于浮选回收的粒级;17. 02% 的硫化铜矿物为贫连 生体,其中 6. 61% 与黄铁矿连生,10. 41% 与其他矿 物连生。 由此推测,正常情况下铜理论回收率为 3ꢀ 金的赋存状态 3. 1ꢀ 金物相分析 8 2. 98% ;如果通过增大铜精矿产率,强化回收与黄 金物相分析结果见表 5。 铁矿连生的贫连生体,在牺牲铜精矿品位的情况下 铜理论回收率可达到 89. 59% 。 ꢀ ꢀ 从表 5 可知,金主要以裸露金形式存在,其次是 硫化物包裹金。 ꢀ ꢀ 由表 4 可知,0. 19% 的黄铁矿与硫化铜矿物构 3. 2ꢀ 可见金状态 成黄铁矿的贫连生体;10. 98% 的黄铁矿与硫化铜矿 物构成黄铁矿的富连生体,也即硫化铜矿物的贫连 为了便于检测,首先采用尼尔森选矿机及超级 选金机(SP)对原矿石进行富集,得到重选金精矿, 1 23 总第 600 期 现代矿业 2019 年 4 月第 4 期 表 5ꢀ 金物相分析结果 含量 / (g/ t) 表 6ꢀ 金等贵金属矿物能谱成分分析结果 占有率/ % 74. 23 金相态 裸露金 主要元素相对含量/ % 主要元素相对含量/ % 颗粒 序号 颗粒 序号 0 0 0 0 . 072 . 018 . 007 . 097 Ag Au Ag 12. 31 87. 69 9. 90 90. 10 Au Te 18. 56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12. 19 14. 41 16. 07 17. 52 11. 18 12. 86 100. 00 13. 49 13. 38 13. 05 10. 11 87. 81 85. 59 83. 97 82. 48 88. 82 87. 14 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 硫化物包裹金 其他矿物包裹金 总金 7. 22 13. 36 86. 64 12. 96 87. 04 13. 88 86. 12 100. 00 再通过光学实体显微镜人工检查及 MLA 测试测得, 贵金属矿物主要是含银自然金,其次含极少量自然 银与碲银矿物,见表 6(潘兆橹将 Ag 含量<5% 者称 为自然金,Ag 含量为 5% ~ 15% 者称为含银自然 金,Ag 含量为 15% ~ 50% 者称为银金矿,Ag 含量为 8. 23 91. 77 13. 84 86. 16 12. 39 87. 61 14. 18 85. 82 65. 85 86. 51 86. 62 86. 95 89. 89 10 34. 15 5 0% ~ 85% 者称金银矿,Ag 含量为 85% ~ 95% 者称 11 12. 38 87. 62 含金自然银,Ag 含量为 95% ~ 100% 者则为自然 3. 3ꢀ 可见金的粒度及解离、连生关系 [ 7] 。 银) 可见金(图中的金黄色颗粒)的粒度及解离、连 生关系见表 7,解离金粒度分布情况见图 2。 表 7ꢀ 可见金的解离特征 可见金的解离特征/ % 可见金的粒级分布率/ % 占有率 类型 单体 / % ꢁ10 μm 1. 01 与硫化铜矿物连生 与黄铁矿连生 20 ~ 10 μm 38 ~ 20 μm 33. 68 74 ~ 38 μm 150 ~ 74 μm 4. 64 71. 55 21. 93 6. 52 26. 07 2. 72 6. 15 富连生体 贫连生体 合计 17. 63 2. 27 4. 30 4. 25 8. 55 4. 38 14. 83 0. 8 5. 72 100. 00 19. 90 1. 85 38. 04 38. 06 17. 41 4. 64 ꢀ ꢀ 注:实践中通常将粒度为ꢁ10、38 ~ 10、74 ~ 38、150 ~ 74 μm 的可见金分别称为微粒金、细粒金、中粒金和粗粒金。 表 8ꢀ 单矿物包裹金含量测试结果 g/ t 矿物 黄铁矿中金 硫化铜矿物中金 非硫化物中金 Au 含量 0. 20 0. 65 0. 021 ꢀ ꢀ 由表 8 可见,硫化铜物中金含量最高,其次为黄 铁矿中含金,非硫化物含金较少。 硫化铜中含金有 望在铜精矿中得以伴生回收。 3 . 5ꢀ 金在各矿物中的配分和赋存状态 图 2ꢀ 矿石中解离金光学实体显微镜图片 金在各矿物中的配分情况见表 9。 表 9ꢀ 主要矿物中金的配分情况 由表 7 可见,可见金有 71. 55% 已单体解离,仅 有极少量单体金分布在较难浮选回收的ꢁ10 μm 粒 级,其余均分布在易浮选回收的粒度范围;19. 90% 的可见金与硫化铜矿物连生,假设ꢁ10 μm 粒级的 单体金难以回收,而与硫化铜矿物连生的金均可回 收,则理论上有 90. 44% 的可见金可富集在铜精矿 中。 矿物 黄铁矿 矿物含量 / % Au 品位/ (g/ t) Au 分配率/ % 4. 24 1. 61 0. 14 0. 46 11. 52 8. 05 硫化铜矿物 非金属硫化物 解离金+连生金 原矿 94. 15 0. 015 9. 21 71. 22 100. 00 100. 00 0. 092 ꢀ ꢀ 由表 9 可知,矿石中为解离金和连生金的金分 3 . 4ꢀ 单矿物含金性测试 配率 为 71. 22% , 硫 化 铜 矿 物 中 金 的 分 配 率 为 由于该地区硫化矿和非硫化矿中的不可见金均 8 . 05% 、黄铁矿中金的分配率占 11. 52% 。 为固溶金,这种赋存状态的金不利于超细磨浸出工 艺回收。 因此分别获取黄铁矿纯矿物、黄铁矿与硫 化铜等混合硫化物、非硫化物脉石,测试其含金量, 测试结果见表 8。 结合表 3、表 4,假设在仅回收单体硫化铜矿物 与 铜 富 连 生 体 的 情 况 下, 硫 化 铜 矿 物 可 回 收 2. 98% ,此时金回收率为 77. 90% ;假设将与黄铁 矿 连生的硫化铜矿物贫连生体回( 下转第129页) 8 1 24
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