马家河金矿选矿试验报告.docx
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马家河金矿选矿试验报告
1前言
受香港浩舜资本有限公司委托，我院于二○○四年九月至十月，对甘肃省西和县马家河金矿石进行选冶试验，目的是考查该矿石的可浸性，为该矿下一步柱浸试验和堆浸生产，提供一种常规、成熟、简单、低成本、易于工业化实施的提金工艺及技术参数。
选冶试验样品采样设计和采集，由委托方承担，并负责样品代表性。
按委托方要求，本次选冶试验只对来样中的自采样进行工艺流程试验。
样品经化学分析，金品位3.14g/T，并得到委托方认可。
马家河金矿岩性主要为泥质页岩，泥质板岩和角砾岩。
矿石工艺类型为破碎蚀变岩型微细粒金矿石。
矿石中主要金属矿物为褐铁矿，假象褐铁矿，少量黄铁矿等。
脉石矿物主要为石英、伊利石、高岭土、方解石等。
贵金属矿物为自然金和银金矿。
本次选冶试验主要进行了氰化浸出炭浆法、炭浸法两个流程方案试验，最终选冶技术指列表1中。
最终选冶技术指标表1
工艺
流程
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
Au总收率（%）
炭浆法
3.14
0.13
95.86
2.30
0.014
99.39
95.28
炭浸法
3.14
0.12
96.18
2.01
0.012
99.40
95.60
2样品采取与制备
本次选冶试验样品由香港浩舜资本有限公司采集，并负责样品代表性。
来样为两个点样，其中一点为浩舜资本有限公司自采样（大块样），重80公斤；另一点为浩舜资本有限公司收集民采样（细粒样），重140公斤。
振动磨机
将两点样分别进行破碎加工后，送化验分析，其中自采样金品位为3.14g/T，民采样金品位为4.58g/T。
样品破碎加工流程如图一。
图一样品破碎加工流程
根据样品分析品位，委托方确定自采样为本次选冶试验样。
3矿石性质研究
3.1原矿化学分析
3.1.1原矿多元素分析结果列表2。
原矿多元素分析结果表2
成份
Au（g/T）
Ag（g/T）
Cu
Pb
Zn
Ni
Co
As
Sb
Bi
V2O5
含量（%）
3.14
1.00
0.003
0.001
0.011
0.005
0.004
0.30
0.0034
0.00003
0.02
成份
Mo
Mn
S
TFe
TC
SiO2
Al2O3
TiO2
CaO
MgO
LOI
含量（%）
0.06
0.23
0.29
5.17
2.39
61.24
10.00
0.45
8.21
0.40
6.20
3.1.2原矿金物相分析结果列表3
原矿金物相分析结果表3
相名称
裸露及半裸露金
硫化物中包裹金
碳酸盐中包裹金
硅酸盐中包裹金
铁氧化物中包裹金
相和
含量（g/T）
2.40
0.07
0.10
0.03
0.20
2.80
分布率（%）
85.72
2.50
3.57
1.07
7.14
100.00
3.2原矿x衍射矿物含量分析结果列表4
原矿x衍射矿物含量分析结果表4
矿物名称
石英
伊利石
高岭土
方解石
褐铁矿
未检出物
总量
含量（%）
26.0
25.0
23.0
18.0
5.0
3.0
100.00
3.3原矿粒度分析
将原矿磨至70%-200目细度，进行原矿粒度筛析（水析）。
粒度分析结果列表5。
原矿粒度分析结果表5
粒级（mm）
产率（%）
Au品位（g/T）
Au分布率（%）
个别
累计
个别
累计
个别
累计
+0.074
29.02
29.02
1.82
1.82
17.91
17.91
-0.074～+0.056
13.39
42.41
2.21
1.94
10.04
27.95
-0.056～+0.038
9.15
51.56
1.77
1.91
5.49
33.44
-0.038～+0.025
9.38
60.94
1.88
1.91
5.98
39.42
-0.025～+0.010
33.03
93.97
4.62
2.86
51.75
91.17
-0.010
6.03
100.00
4.32
2.95
8.83
100.00
合计
10.00
/
2.95
/
100.00
/
4岩矿鉴定
经矿石多元素分析，X射线衍射分析、光片、薄片检测分析，现已查明矿石中的主要矿物有：
伊利石、高岭石、石英、方解石、褐铁矿等，其中泥质矿—伊利石、高岭石以及褐铁矿假象的原生矿物—黄铁矿均为沉积成因；而石英与方解石二者均为构造破碎热液叠加产物，可能对金的产生起有“富化”作用。
4.1矿石矿物组分与嵌布特征
4.1.1泥质（粘土）矿物：
含量30～60%，一般为15～40%，平均为48%，其中伊利石含量25%，高岭石23%。
结晶极为微细，由非晶质、隐晶质、微细鳞片状等聚集体分布。
4.1.2石英：
含量由5～70%，一般为30～50%，原矿样中平均含量约20%。
粒径：
0.02～5mm，一般为0.5～2mm。
石英在矿石中含量仅次于泥质矿物的总量，平均含量约26%。
4.1.3方解石：
含量由2～30%，一般以10～15%为多见，原矿样中平均含量为15%。
4.1.4假象褐铁矿：
含量由2～10%，一般为3～6%，原矿样平均为5%。
粒径：
0.01～0.3mm，一般为0.01～0.2mm占多数。
褐铁矿在矿石中的嵌布特征主要分三类：
a呈浸染状黄铁矿假象的褐铁矿占矿石中褐铁矿总量的95%；b.呈细脉状产出的褐铁矿，约占其总量的4%；c.呈极微细的蛛丝网状嵌布于中粗粒热液方解石的解理、裂隙中，系由氧化淋滤作用而成，含金可能性很小，含量约其总量的1%。
4.1.5黄铁矿：
含量约0.01以下。
粒径：
0.005～0.05mm，一般0.01～0.02mm占多数，呈极微细、极微量自形品单体零星嵌布于热液成因的中粗粒石英晶体内。
4.1.6微细痕量矿物：
十字石、铁铝榴石、兰晶石、钛铁矿（应是金红石）黄铁矿、毒砂、自然金、银金矿等，其中硅酸盐矿物主要由沉积作用形成；黄铁矿、毒砂为褐铁矿化交代残余；金呈超显微状态赋存于褐铁矿中。
4.2金的赋存状态
在所磨制的38片光片和薄片中，经详细的显微镜下鉴定，未发现金的独立矿物，仅在电子探针分析中，发现有金的元素成份。
电子探针分析结果详见表6。
电子探针结果表6
测试样号
矿物名称
As
S
Fe
Au
Ag
Cu
Zn
Pb
Total
T-18
金
0.00
0.00
0.00
98.61
0.53
0.00
0.00
0.00
99.22
注：
测试单位：
北京中国地质科学院矿产资源研究所
本次共选五件矿石光块进行探针分析，仅T-18号光块发现金矿物，说明矿石金量太低、粒度太细（超显微金存在）；
脉石矿物除石英外，主要是沉积期形成的痕量微细矿物；
电子探针和显微镜下检测结果，一致说明矿石中的金，主要以从超显微金存于黄铁矿经氧化形成的褐铁矿中，故褐铁矿应是金的主要载体矿物；
从金矿物的化学成分分析和原矿金、银分析结果提示，矿石中的金主要是自然金，成色较高。
4.3矿石结构
4.3.1非晶质、隐晶质、微晶鳞片状结构：
主要由超显微和显微鳞片状高岭石、伊利石等泥质矿物组成，形成含矿岩石—泥质（板）页岩。
可与假象褐铁矿、深部原生矿物之间达到较好的解离。
4.3.2他形不等粒状连晶结构：
主要由后期热液叠加形成的石英、方解石等所组成。
呈单晶、自连晶和互连晶组成的块体充填、胶结泥岩角砾和碎块。
易与金的主要载体解高与分选。
4.3.3全自形晶不等粒状结构：
由石英和深部原生黄铁矿单晶或连晶所构成。
原生黄铁矿可能是超显微金的主要载体矿物，可与其他矿物解离。
但在矿体浅部氧化矿石中，因氧化成褐铁矿而不复存在，深部原生矿石中，应有较多的分布。
4.3.4全自形、他形晶不等粒状假象结构：
系黄铁矿氧化成褐铁矿而完全保留其假象晶体。
假象褐铁矿系氧化矿石中唯一载体金属矿物，呈浸染嵌布沉积泥质（板）页岩中。
4.3.5他形微粒粒状结构：
主要由极微细的石英所形成，由沉积作用形成，与泥质矿物紧密共生，分布泥岩中。
4.3.6微晶网状结构：
由氧化淋滤褐铁矿充填方解石微细裂隙而成。
4.3.7自形晶微细粒立方体结构：
由极细粒自形晶黄铁矿形成，粒径：
0.06～0.03mm，呈很少量的单晶体嵌布于中粗粒热液石英中。
含量罕见，微细，形成于矿化期后，不是金的载体矿物。
4.3.8交代结构：
普遍见于褐铁矿交代黄铁矿而残留其假象。
4.3.9自连晶与互连结构：
见于沉积泥岩中的微粒石英与伊利石、高岭石之间的连生堆积。
4.4矿石构造
4.4.1角砾、碎埠状构造：
是矿石中最主要的宏观构造。
沉积金矿化的泥质（板）、页岩，在常期构造应力作用下，发生破碎，形成角砾和碎块，被中粗粒石英、方解石连生块体所胶结。
是矿石中最具特征者，可作为直接找矿标志。
4.4.2不等粒、不均匀、均匀浸染状构造：
是矿石中最为特征的微观构造之一。
主要由褐铁矿组成。
主要产于泥质（板）页岩中。
4.4.3脉状构造：
由白色中粗粒石英、方解石、褐铁矿等充填微、细裂隙而成。
4.4.4斑点状构造：
主要由褐铁矿组成。
4.4.5网脉状构造：
晚期形成的细粒方解石，充填白色中粗石英块体中的微细裂隙而成。
4.4.6显微蛛网状构造：
由氧化淋滤而成的褐铁矿充填粗粒方解石解理、裂隙而成。
在矿石外表呈黄褐色，形成所谓的铁碳酸盐化。
4.4.7胶体环带状构造：
由胶体褐铁矿、赤铁矿的混合物，形成结核环带状分布。
4.5结语
4.5.1现已查明矿石的主要矿物有：
（1）沉积矿物主要有伊利石、高岭石、黄铁矿（已氧化成褐铁矿）；
（2）热液矿物主要有石英和方解石；（3）金属矿物仅有黄铁矿氧化而成的假象褐铁矿和包裹石英中的极微细、极少量、自形晶黄铁矿单体。
4.5.2已经查明试验原矿石几乎没有原生金属硫化物，只有由黄铁矿氧化而成的假象褐铁矿。
故试验矿石，为全氧化金矿石。
4.5.3从假象褐铁矿的含量、粒度得知，原生矿石中的黄铁矿不但含量少，而且粒度细，品位低。
4.5.4矿石性质为：
全氧化型—褐铁矿化微细低品位金矿石。
矿石矿物组分、结构、构造均较为简单，不含与金有关的金属硫化物（如黄铁矿、毒砂等），因此，采用氰化工艺应是最佳工艺手段。
所以，该区矿石应属可选、易选矿石典型。
4.5.5电子探针分析结果证明：
矿石中的金以超显微金存在于褐铁矿中，以自然金的形成存在，其中以自然金为主，成色很高。
照片1（240×）泥质板岩。
自形晶不等粒状结构、黄铁
矿—褐铁矿化假象结构；不均匀浸染状构造（褐铁矿）
注：
1—褐铁矿；2—原岩中的沉积微晶石英；3—粘土矿物
照片2（200×）：
硅、钙化形成的中粗粒石英、方解石
共生连晶结构；角砾状构造（石英、方解石共同胶结泥质板岩围岩角砾和碎块）。
注：
1—石英；2—方解石；3—泥质板岩角砾
照片3（200×）：
褐铁矿斑点状构造。
注：
1—褐铁矿；2—泥质板岩；3—黄铁矿
照片4（200×）：
他形微、细粒结构；石英细脉状构造。
注：
1—石英；2—板岩中的硅化石英；3—泥质板岩
照片5（240×）：
褐铁矿假象斑状构造（产于板岩中）；
连晶结构（褐铁矿）。
注：
1—褐铁矿；2—石英；3—石英（硅化交代板岩）；4—板岩
照片6（240×）：
自形晶、微晶均粒状假象结构，均匀
稠密浸染构造，裂隙构造。
注：
1—褐铁矿；2—板岩；3—裂隙；4—方解石
照片7（240×）：
自形～半自形晶，不等粒假象结构；
均匀浸染状构造。
注：
1—褐铁矿；2—方解石（钙化）；3—泥质板岩
照片8（200×）：
方解石裂隙充填网状构造。
注：
1—石英；2—方解石（充填石英块体裂隙中）；3—空洞裂隙
（五）矿石性质小结
1．马家河金矿石中主要金属矿物为褐铁矿，假象褐铁矿，其次为黄铁矿等。
脉石矿物为石英（26%）、伊利石（25%）、高岭土（23%）、方解石（18%）等，以及对氰化浸出有害的矿物毒砂（原矿中As含量0.3%）。
2．矿石中金以自然金，银金矿产出，并以裂隙金、粒间金为主，包裹金较少，磨矿易于解离，有利于氰化浸出。
3．自然金粒度很细，在显微镜下未检测出金粒，但电子探针结果表明，褐铁矿、假象褐铁矿为金的主要载体矿物，同时也说明矿石中金主要以超显微金存在于上述矿物中。
4．原矿多元素化学分析结果可知，矿石中伴生有益组份含量极低，没有综合回收价值。
伴生有害组份含量也低，对金的氰化浸出影响不大。
4选冶试验研究
马家河金矿石选冶试验，是为考查该矿石的可浸性而进行的，亦是为下一步柱浸试验和堆浸生产，提供矿石可浸性的技术参数，并通过试验获取该矿石的最好氰化浸出技术指标。
4.1炭浆工艺流程试验
4.1.1氰化浸出探讨试验
氰化浸出提金工艺简单，能就地产金，具有金浸出率高的优点，是回收金的成熟工艺。
探讨试验主要进行常规氰化浸出和预处理—氰化浸出，无论哪种浸出流程，最终均可获得浸渣小于0.3g/T，金浸出率大于90%的较好指标。
4.2炭浆工艺流程条件试验
4.2.1磨矿细度试验
金的单体解离或裸露金的表面，是氰化浸出的必要条件，因而适当提高磨矿细度可提高氰化浸出率。
但是过磨不但增加磨矿费用，还增加了可浸杂质进入浸出液中可能性，同时亦能使固液分离困难，造成氰化物和已溶金的损失。
为了选择适宜的磨矿细度，为此进行磨矿细度试验。
浸渣
试验流程及条件如图二，试验结果列表7。
图二磨矿细度试验流程
磨矿细度试验结果表7
磨矿细度（-200目%）
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
60
3.14
0.18
94.27
70
3.14
0.16
94.90
80
3.14
0.16
94.90
90
3.14
0.15
95.22
表7试验结果表明，无论粗磨或细磨，金的浸出率均在94%以上，考虑氰化浸出在过粗细度条件下时，矿砂易发生沉淀现象和搅拌叶轮易磨损因素，试验选用一般磨矿就易达到的70%-200目磨矿细度。
4.2.2氰化钠用量试验
在氰化物浸金工艺中，氰化物用量和金浸出率在一定范围内成正比关系，但当氰化物用量过高时，不但增加生产成本，而且金浸出率也变化不大。
为此，在磨矿细度试验的基础上，为进一步降低氰化物用量和生产药剂成本，进行氰化钠用量试验以确定适宜的用量。
试验流程如图三，试验结果列表8。
氰化浸出
图三氰化钠用量试验流程
氰化钠用量试验结果表8
氰化钠用量（g/T）
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au回收率（%）
500
3.14
0.30
90.45
1000
3.14
0.20
93.63
1500
3.14
0.19
93.95
2000
3.14
0.17
94.59
3000
3.14
0.15
95.22
表8试验结果分析，氰化钠用量的增加，金浸出率也随着提高，但用量增加到1000g/T以上时，金浸出率提高幅度较慢，故试验选用氰化钠用量1000g/T为宜。
4.2.3矿浆浓度试验
在氰化浸出时，矿浆浓度大小会直接影响金的浸出率和浸出速度，浓度越大，矿浆粘度大，流动性差，金的浸出速度和金的浸出率就越低。
当矿浆浓度过低时，金的浸出速度和浸出率虽然高，但会增加设备体积和设备投资，同时亦会成比例增加氰化物等药剂用量，相应提高了生产成本，为此进行矿浆浓度试验。
试验流程如图四，试验结果列表9。
氰化浸出
图四矿浆浓度试验流程
矿浆浓度试验结果表9
固∶液
矿浆浓度（%）
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
1∶1
50.0
3.14
0.13
95.86
1∶1.5
40.0
3.14
0.12
96.18
1∶2
33.3
3.14
0.12
96.18
1∶2.5
28.6
3.14
0.14
95.54
表9试验结果可知，该样浸出率与矿浆浓度关系不大，不管在高、低浓度条件下浸出，金浸出率基本变化不大，这是因为该矿样是大块石英岩，矿泥含量少的原故。
试验选用矿浆浓度为40%。
4.2.4氰化浸出时间试验
氰化浸出过程为达到高的浸出率，可采用延长浸出时间，使金粒充分溶解来提金浸出率，随着浸出时间延长，金浸出率逐渐提高，最后达到一稳定值。
但浸出时间过长，矿浆中的其它杂质也不断溶解和积累，妨碍金的溶解。
为确定适宜的浸出时间，进行氰化浸出时间试验。
试验流程如图五，试验结果列表10。
氰化浸出
图五氰化浸出时间试验流程
氰化浸出时间试验结果表10
浸出时间（小时）
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
8
3.14
0.28
91.08
12
3.14
0.20
93.63
16
3.14
0.14
95.54
20
3.14
0.13
95.86
24
3.14
0.12
96.18
表10试验结果可知，随着浸出时间的增加，金的浸出率也逐渐提高，但浸出时间在16小时以上，浸出率变化不大，故氰化浸出时间选用16小时较适宜。
4.2.5保护碱石灰用量试验
为了保护氰化钠溶液的稳定性，减少氰化钠的化学损失，在氰化浸出中必须加入适量的碱，使其维持矿浆具有一定碱度。
碱度在一定范围内，随着碱浓度的增加，金浸出率不变条件下，而氰化物用量相应降低，若碱度过高，金的溶解速度和浸出率反而下降，为此进行保护碱用量试验，试验选用来源广、价格低廉的石灰作为氰化浸出保护碱。
氰化浸出
试验流程如图六，试验结果列表11。
图六石灰用量试验流程
石灰用量试验结果表11
石灰用量（g/T）
PH
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
2000
9-10
3.14
0.19
93.95
2500
10-11
3.14
0.14
95.54
3000
10-11
3.14
0.14
95.54
3500
＞11
3.14
0.15
95.22
表11试验结果看出，石灰用量在2500g/T以上，PH=10-11时金浸出率相近，故试验选用保护碱石灰用量为2500g/T为宜。
4.2.6活性炭预处理试验
炭浸法必须使用坚硬耐磨的活性炭，以免在搅拌氰化浸出过程中因磨损产生细粒炭进入尾矿中，造成金的损失，降低金的回收率。
本次试验采用内蒙古赤峰厂生产的椰壳活性炭，粒度范围在6～40目。
活性炭先经预处理，条件为：
水：
炭=5：
1，搅拌4小时，搅拌速度1900转/分，将搅拌4小时后的活性炭用6目和16目筛子进行筛分，试验选用粒度为6～16目活性炭。
4.2.7炭吸附时间试验
本次氰化浸出的已溶金，采用活性炭吸附回收，产出载金炭后，再解析、电解成品金。
活性炭选用椰壳炭，粒度6-16目。
为确定适宜的炭吸附时间，减少载金炭的磨损，进行炭吸附时间试验。
试验流程如图七，试验结果列表12。
炭吸附
图七炭吸附时间试验流程
炭吸附时间试验结果表12
炭吸附时间（小时）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
4
2.01
0.012
99.40
8
2.01
0.0073
99.64
12
2.01
0.0073
99.64
6
2.01
0.0073
99.64
表12试验结果可知，炭吸附在4小时以上，均可达到99%以上的吸附率，试验选用吸附时间为8小时。
4.2.8底炭密度试验
底炭密度的高低，直接影响炭吸附率，为选用适宜底炭密度，将进行底炭密度试验。
试验流程如图八，试验结果列表13
炭吸附
图八底炭密度试验流程
底炭密度试验结果表13
底炭密度（g/L）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
5
2.01
0.073
96.37
10
2.01
0.027
98.66
15
2.01
0.014
99.30
20
2.01
0.013
99.35
表13试验结果可看出，当底炭密度在15g/L矿浆以上时，金吸附率可达到99%以上，试验选用15g/L矿浆。
4.3炭浆工艺全流程综合条件试验
为了验证炭浆工艺流程条件试验选用的条件是否最佳，技术指标是否稳定，进行全流程综合条件试验。
试验流程如图九，试验结果列表14。
炭吸附
图九炭浆工艺综合条件试验流程
炭浆工艺综合条件试验结果表14
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
金总收率（%）
3.14
0.13
95.86
2.30
0.014
99.39
95.28
表14试验结果表明，炭浆工艺流程所选用的条件是适宜的，试验结果是稳定的，最终获得金的总回收率95.28%。
4.4炭浸工艺流程试验
4.4.1炭浸工艺流程条件试验
炭浸工艺流程条件试验，在炭浆工艺流程试验基础上，进行了炭浸时间试验。
预浸阶段采用炭浆工艺的氰化浸出条件，底炭密度亦选用15g/L矿浆。
试验流程如图十，试验结果见表15。
炭浸时间：
变量
底炭密度：
15g/L矿浆
炭粒度：
6-16目
图十炭浸时间试验流程
炭浸时间试验结果表15
预浸时间
（小时）
炭浸时间
（小时）
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
0
16
3.14
0.15
95.22
1.99
0.014
99.30
4
12
3.14
0.13
95.86
2.01
0.012
99.40
8
8
3.14
0.12
96.18
2.01
0.012
99.40
12
4
3.14
0.12
96.18
2.01
0.015
99.35
表15试验可知，炭浸时间在8小时，预浸时也是8小时（总浸出时间为16小时）条件下，金浸出率和金吸附率为最高，试验即选定8小时。
4.4.2炭浸工艺流程综合条件试验
为验证炭浸试验稳定性、试验结果重复性，特进行炭浸试验全流程综合条件试验。
试验流程如图十一，试验结果列表16中。
炭浸时间：
变量
底炭密度：
15g/L矿浆
炭种类：
椰壳炭
炭粒度：
6-16目
图十一炭浸工艺综合条件试验流程
炭浸工艺综合条件试验结果表16
原矿Au品位（g/T）
浸渣Au品位（g/T）
Au浸出率（%）
贵液Au品位（mg/L）
贫液Au品位（mg/L）
Au吸附率（%）
Au总收率（%）
3.14
0.12
96.18
2.01
0.012
99
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