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
2、金矿，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 s
3、ome gold-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 c
4、haracteristics, 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 gol
5、d, with mustard 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
6、gold account 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
7、认可 1-4 。BPMA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
8、度分布、矿物嵌布程度、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) C Mg Si S品位（%） 35.00 5.00 3.03 1.65 4.49 24.4
9、3元素 Ca Fe Cu As Pb品位（%） 4.61 31.98 0.08 9.83 0.39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
10、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 Analysis results of gold distribution in the ore分相 自然金中金 银金矿中金 合计含量，g/t 26.00 9.00 35.00分配，% 74.27 25.73 100.00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
11、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 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
12、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 Au Ag 序号 Au Ag1 84.60 15.40 35 88.58 11.42 2 84.71 15.29 36 93.83 6.17 3 84.38 15.62 37 84.71 15.29 4 84.18 15.82 38 84.71 15.29 5 86.37 13.63 39 93.91 6.09 6 81.09 18.91 40 84.04 15.96 7 83.72 16.28 41 93.83 6.
13、17 8 87.40 12.60 42 80.97 19.03 9 88.97 11.03 43 85.51 14.49 10 83.35 16.65 44 81.16 18.84 11 87.38 12.62 45 87.58 12.42 12 84.46 15.54 46 82.99 17.01 13 80.72 19.28 47 90.33 9.67 14 88.08 11.92 48 91.98 8.02 15 81.85 18.15 49 98.39 1.61 16 99.98 0.02 50 88.45 11.55 17 86.69 13.31 51 92.36 7.64 18 8
14、6.60 13.40 52 97.99 2.01 19 86.62 13.38 53 81.18 18.82 20 85.96 14.04 54 82.99 17.01 21 95.62 4.38 55 88.60 11.40 22 89.04 10.96 56 90.03 9.97 23 93.24 6.76 57 83.36 16.64 24 88.06 11.94 58 86.18 13.82 25 87.12 12.88 59 86.66 13.34 26 93.99 6.01 60 89.35 10.65 27 92.03 7.97 61 86.65 13.35 28 94.07 5
15、.93 62 80.42 19.58 29 95.94 4.06 63 98.03 1.97 30 81.99 18.01 64 100.00 0.00 31 81.35 18.65 65 92.20 7.80 32 81.22 18.78 66 87.12 12.88 33 86.66 13.34 67 88.79 11.21 34 88.52 11.48 68 91.12 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
16、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自然金粒级（m）含量（%） 累积量（%）-30+10 71.24 71.24-10+4.5 14.68 85.93-4.5+3.4 3.29 89.21-3.4+2.5 0.70 89.91-2.5+2 2.37 92.28-2+1.25 5.49 97.76-1.25+1 1.57 99.34-1 0.66 100.00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。
17、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目标矿物占比（%）矿物名称 0X10 10X20 20X30 30X40 40X50 50X60自然金 5.58 6.14 0.22 7.28 0.24 5.58目标矿物占比（%）矿物名称 60X70 70X80 80X90 90X100 100 合计自然金 0.00 1.11 0.52 71.24 7.67 100.00表 7 矿石中主要含金矿物连生程度统计结果Table 7 Statistical results of co
18、nnate degree of the major gold-bearing minerals in the ore共生体（%）矿物名称 单体（%） 黄铁矿 毒砂 与石英等其它矿物 合计（%）自然金 7.67 6.69 85.34 0.30 100.00 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%，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。
19、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 silver gold ore序号 Au Ag 序号 Au Ag1 79.23 20.77 8 79.21 20.791122
20、79.45 20.55 9 75.67 24.333 75.69 24.31 10 74.29 25.714 78.25 21.75 11 78.4 21.65 79.53 20.47 12 79.72 20.286 59.3 40.7 13 76.5 23.57 75.98 24.02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 Analysis results o
21、f particle distribution of silver gold银金矿粒级（m）含量（%） 累积量（%）-30+10 77.25 77.25-10+4.5 14.85 92.11-4.5+3.4 2.61 94.72-3.4+2.5 4.40 99.12-2.5+2 0.80 99.91-2+1.25 0.04 99.96-1.25+1 0.03 99.99-1 0.01 100.00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 o
22、f the major gold-bearing minerals in the ore目标矿物占比（%）矿物名称 0X10 10X20 20X30 30X40 40X 50 50X60银金矿 2.70 0.00 0.00 0.35 0.00 2.7目标矿物占比（%）矿物名称 60X70 70X80 80X90 90X100 100 合计银金矿 7.00 0.00 0.00 0.00 89.95 100.00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
23、 minerals in the ore共生体（%）矿物名称 单体（%） 黄铁矿 毒砂 与其它矿物等 合计（%）银金矿 89.95 8.01 1.42 0.62 100.00 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。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 s
24、ilver gold mine and pyrite in the ore sample 4.3 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+53 3.86 3.86 -53+43 3.23 7.09 -43+38 4.17 11.26 -38+2
25、0 29.39 40.65 -20+15 13.86 54.50 -15+10 16.64 71.15 -10+5 21.62 92.77 -5 7.23 100.00 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12Table 13 Analysis results of disengage of the pyrite in the ore目标矿物占比（%）矿物名称 0X10 10X20 20X30 30X40 40X50 50X60黄铁矿 0.25 0.48 0.31 0.
26、54 0.92 1.24 目标矿物占比（%）矿物名称 60X70 70X80 80X90 90X100 100 合计黄铁矿 1.65 3.50 8.69 40.18 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。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。
27、表 14 矿石中毒砂粒度分布结果Table 14 Analysis results of particle distribution of the mispickel in the ore粒级(um) 含量（%） 正累积（%）-74+53 1.93 1.93-53+43 1.95 3.88-43+38 3.18 7.06-38+20 23.66 30.73122-20+15 13.11 43.84-15+10 16.91 60.75-10+5 26.92 87.67-5 12.33 100.00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
28、。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目标矿物占比（%）矿物名称 0X10 10X20 20X30 30X40 40X50 50X60毒砂 0.71 0.68 0.92 0.91 0.94 1.44 目标矿物占比（%）矿物名称 60X70 70X80 80X90 90X100 100 合计毒砂 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。图 4 矿石样品中毒砂与自然金的嵌布关
29、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。12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 晶间金 0.08连生金 65.11 单
30、体金 31.06 100.00 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
31、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，粒度为 29.95m 23.03m，
