缅甸实皆省某金矿工艺矿物学研究

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.02.094

缅甸实皆省某金矿工艺矿物学研究

傅开彬^,¹^,², 王维清¹^,², 赵涛涛³, 龙美樵¹^,², 侯普尧¹^,², 杜明霞¹^,²

1.固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳 621010

2.西南科技大学环境与资源工程学院，四川绵阳 621010

3.四川省海蓝晴天环保科技有限公司，四川成都 610045

Mineralogical Characterization of a Gold Ore in Sagaw Province，Myanmar

FU Kaibin^,¹^,², WANG Weiqing¹^,², ZHAO Taotao³, LONG Meiqiao¹^,², HOU Puyao¹^,², DU Mingxia¹^,²

1.Key Laboratory of Solid Waste Treatment and Resource Recycle，Ministry of Education，Mianyang 621010，Sichuan，China

2.School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，Sichuan，China

3.Sichuan Hailan Qingtian Environmental Protection Technology Co. , Ltd，Chengdu 610045，Sichuan，China

收稿日期: 2019-06-20 修回日期: 2019-11-24 网络出版日期: 2020-05-07

基金资助:

四川省科技计划项目“纳米气泡气浮修复重金属污染土壤应急关键技术和装备研发”（编号：2018GZ0403或18ZS2114）和北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室项目“基于电化学的铜锌多金属尾矿‘两段’细菌浸出工艺研究”. ROT-2019-YB5

Received: 2019-06-20 Revised: 2019-11-24 Online: 2020-05-07

作者简介 About authors

傅开彬（1975-），男，四川威远人，副教授，从事难处理矿石选矿方面的研究工作fukaibin@126.com , E-mail：fukaibin@126.com

摘要

为了查明缅甸实皆省某金矿工艺矿物学特征，采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和化学分析等技术手段，系统研究原矿化学组成、矿物组成、粒度分布、金物相、单体解离度和矿石结构构造。结果表明：①原矿金品位为5.13×10^-6，为主要有价元素。②矿石具自形晶粒结构，块状、斑杂状和浸染状构造，矿物组成简单。其中，金属矿物主要为黄铁矿，含少量黄铜矿、磁铁矿和斑铜矿，脉石矿物主要为石英、斜长石、方解石、绿泥石和白云母。③矿石中金易单体解离，重矿物中金分布率为3.94%，以单体金形式存在，金成色较好（大于93%），呈角粒状、块状、片状和圆片状；非重矿物中大部分金也已单体解离，游离金分布率为92.68%，包裹金分布率为3.38%。④细粒级矿石中金的单体解离度也比较高，-0.074 mm粒级中单体金含量为98.72%，连生体金含量为1.28%，各粒级中金的富集现象不明显。因此，重选—全泥氰化、浮选和重选—浮选等工艺均能有效回收矿石中金。

关键词： 缅甸 ; 金矿 ; 工艺矿物学 ; 硫化矿 ; 单体解离

Abstract

As trade friction between China and the United States escalates，international concerns about the creditworthiness of the United States will have a negative impact on the status of the dollar as a national currency，countries may increase their holdings of gold and demand for gold will increase.Myanmar is one of the most promising countries for China’s direct mining investment.The gold resources in Burma are abundant and widely distributed.At present，there are few reports on the development and utilization of gold mines in Myanmar.It is of great significance to strengthen basic research on overseas mineral resources and avoid technical risks.Mineral development investment risk is bigger due to lack of basic materials of process mineralogy of a gold mine in sagaing province，Myanmar.The chemical composition，mineral composition，particle size distribution，physical phase and dissociation degree of gold and structure of ore were studied by means of X-ray diffraction （XRD），scanning electron microscope （SEM） and chemical analysis to find out the process mineralogy characteristics of a gold mine in Sagaw Province，Myanmar.The results show that the grade of gold is 5.13×10^-6，which is the main valuable element.The ore has autogenous grain structure，block structure，patchy structure and disseminated structure.The mineral composition of the ore is simple，the metal minerals are mainly pyrite （14.75%），a small amount of chalcopyrite，magnetite and porphyry，and the gangue minerals are mainly quartz，plagioclase，calcite，chlorite and white mica.The distribution rate of gold in heavy minerals is 3.94%.Free gold is hornlike，massive，flaky and circular, the fineness of gold is good （more than 93%）.Gold is easy to dissociate.Most of the gold in the non-heavy minerals has been dissociated，the distribution rate of free gold is 92.68%.The distribution rate of gold parcel is 3.38%.The monomer dissociation degree of fine-grained gold is also relatively high.In the -0.074 mm grain size，The monomer gold content is 98.72%，the adherent-gold content is 1.28%.After 60 h of full-mud cyanidation，the gold leaching rate reached 90.19%，which was close to the rule of gold monomer dissociation degree in the gold mine.It is necessary to continue to strengthen the research on the theory and technology of selecting and metallurgy of a gold mine in shijie province and improve its technical and economic indexes.

Keywords： Myanmar ; gold mine ; process mineralogy ; sulfide ; mineral liberation

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本文引用格式

傅开彬, 王维清, 赵涛涛, 龙美樵, 侯普尧, 杜明霞. 缅甸实皆省某金矿工艺矿物学研究[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(2): 278-284 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.02.094

FU Kaibin, WANG Weiqing, ZHAO Taotao, LONG Meiqiao, HOU Puyao, DU Mingxia. Mineralogical Characterization of a Gold Ore in Sagaw Province，Myanmar[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(2): 278-284 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.02.094

随着中美贸易摩擦不断升级，国际社会对美元信用的担忧将对美元国家货币地位造成负面影响，各国有可能增持黄金^[1,2]，导致黄金的需求量增加。“一带一路”地区受到多次构造—岩浆活动的影响，金矿资源丰富，黄金储量约为35 000 t，约占全球总储量的26%^[3]，是全球重要的黄金供应中心，必将成为影响全球黄金行业发展的热点地区^[4]，也成为我国境外投资的新机遇，因此加强海外矿产资源基础研究，规避技术风险具有重要的意义^[5]。

“一带一路”沿线国家中，缅甸是中国进行直接矿业投资最具潜力的国家之一^[6,7]。缅甸金矿资源丰富且分布广，岩金和砂金均有发现。岩金矿床主要分布在缅甸中北部那加山—阿拉干新生代褶皱带中部以及东南部靠近缅泰边界一带；砂金主要分布在克钦邦的卢拱盆地，以及密支那附近的伊洛瓦底江一带^[8,9,10]。目前，关于缅甸金矿工艺矿物学和选冶方面的文献报道较少。针对缅甸实皆省某金矿工艺矿物学基础资料缺乏的问题，本文通过化学分析、X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等技术手段，研究原矿化学组成、矿物组成、粒度分布、金物相、单体解离度和矿石结构构造，为磨矿工艺和选别流程的确定提供理论依据，更好地指导该矿选矿生产实践，减小海外投资风险。

1 矿石性质

1.1 化学组成

试验样品取自缅甸实皆省某金矿，经过XRF和化学分析，金矿原矿元素组成如表1所示。从表1可以看出，原矿金品位较高，为5.13×10^－6，是主要回收元素，对金氰化浸出不利的元素C和As^[11]含量均较低，小于0.05%。碳质不仅能吸附溶解的金氰络合物，具有“劫金”能力，而且也能吸附浮选药剂，增加浮选药剂的消耗量^[12,13]，砷会消耗浸出体系中的氰化物和溶解氧，降低金的浸出率，甚至很难浸出金^[14]，故碳和砷含量低有利于金的回收。硅酸盐矿物含量较高，SiO₂含量为47.65%。原矿还含有大量硫化矿，S含量为7.67%。

表1 原矿元素组成

Table 1 Element composition of raw ore(%)

化学成分	质量分数	化学成分	质量分数
SiO₂	47.65	P₂O₅	0.29
Fe₂O₃	10.38	MnO	0.16
Al₂O₃	13.36	Cr₂O₃	0.09
CaO	11.37	Co₃O₄	0.06
SO₃	7.67	BaO	0.05
MgO	3.34	ZrO₂	0.02
NaO	3.22	Au*	5.13
K₂O	1.45	C	<0.05
TiO₂	0.99	As	<0.05

注：Au元素质量分数单位为×10^-6

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1.2 矿物组成

通过X射线衍射图谱、光学显微镜观察、化学分析数据和重砂分析，获得原矿的矿物组成，如表2所示。

表2 原矿矿物组成及其含量

Table 2 Mineral composition and its content in raw ore(%)

金属矿物	分子式	质量分数	脉石矿物	分子式	质量分数
黄铁矿	FeS₂	14.75	石英	SiO₂	31.53
黄铜矿	CuFeS₂	少量	斜长石	Na[AlSi₃O₈]-Ca[Al₂Si₂O₈]	18.73
磁铁矿	Fe₃O₄	少量	方解石	CaCO₃	13.43
斑铜矿	Cu₅FeS₄	少量	绿泥石	Y₃（Z₄O₁₀）（OH）₂·Y₃（OH）₆	8.47
自然金	Au	<0.01	白云母	KAl₂（AlSi₃O₁₀）（OH）₂	9.79
其他金属矿物		3.3

注：绿泥石分子式[Y₃（Z₄O₁₀）（OH）₂·Y₃（OH）₆]中Y主要代表Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺和Fe³⁺，Z主要是Si和Al，偶尔可以是Fe³⁺或B³⁺

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从表2可以看出，矿石中主要金属矿物为黄铁矿，金为亲硫元素，黄铁矿有可能为载金矿物^[15]，含有少量黄铜矿和磁铁矿，手标本中还可见少量斑铜矿。金属矿物在矿石中分布不均匀，呈团块状、条带状和浸染状分布，黄铁矿含量为14.75%，采用浮选工艺能够有效回收硫化矿物。脉石矿物主要为石英、斜长石、方解石、绿泥石和白云母，含量分别为31.53%、18.73%、13.43%、8.47%和9.79%。这些脉石矿物均为非易浮矿物，不易吸附于气液界面，或覆盖在硫化矿表面，故不会因为影响浮选药剂和矿物的有效接触而导致硫化矿浮选效率降低^[16]，因此，石英、斜长石和方解石等矿物不会影响载金矿物或金的浮选。

1.3 物相分析

金赋存状态是决定选冶工艺的关键，为探明原矿中金矿物的赋存形式，将原矿磨至粒度小于等于0.1 mm进行重砂分析和金物相分析，结果如表3所示，单体金扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）结果见图1。

表3 金物相分析结果

Table 3 Phase analysis result of gold

矿相		金品位/×10^-6	分布率/%
单体金	粗颗粒单体金	0.30	10.87
	微细单体金	4.40	85.75
	总单体金	3.94	96.62
包裹金	碳酸盐包裹金	0.0077	0.15
	石英和硅酸盐矿物包裹金	0.012	0.24
	硫化矿包裹金	0.15	2.99
	褐铁矿包裹金	0.00	0.00
	总包裹金	0.13	3.38
合计		4.07	100.00

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图1

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图1 单体金SEM(a)和EDS(b)分析结果

Fig.1 SEM(a) and EDS(b) analysis result of monomer gold

从表3可以看出，该矿石中金容易单体解离，原矿破碎至粒度小于等于0.1 mm时，总单体金含量达到96.62%，其中粗颗粒单体金分布率为10.87%，微细粒单体金分布率为85.75%；重砂分析结果表明，重矿物产率较低，仅为0.01%，主要为黄铁矿，其含量高达95%，其他矿物含量为5%，金分布率为3.94%；不同粒度的自然金形状差异较大，粒度小于0.2 mm的金呈角粒状、块状和片状，粒度在0.2~0.3 mm之间的金呈不规则块状和圆片状，成色>93%；包裹金分布率较低，仅为3.38%，其中碳酸盐包裹金分布率为0.15%，石英和硅酸盐矿物包裹金分布率为0.24%，硫化物包裹金分布率为2.99%。由图1可见，单体金A呈角粒状，粒度为0.090 mm×0.150 mm，成色为97%。

传统的金矿选矿方法主要有重选法、混汞法、浮选法、氰化法、重选—浮选、重选—氰化和浮选—氰化等^[17,18]。根据金物相特征，该金矿以游离金为主，重选法、重选—浮选、重选—全泥氰化和浮选等工艺均有可能使金获得有效回收。

1.4 筛析分析

将原矿磨至-0.074 mm粒级含量分别为70%、80%和90%时，分别采用100目（0.165 mm）、200目（0.074 mm）、400目（0.038 mm）和500目（0.025 mm）的筛子进行筛析试验，试验结果见表4。

表4 原矿筛析结果

Table 4 Sieve analysis result of raw ore

-0.074 mm含量占比/%	筛析粒级/mm	产率/%	品位/×10^-6	金分布率/%	金累计分布率/%
70	+0.165	5.63	5.12	5.30	5.30
	-0.165～+0.074	25.19	5.37	24.84	30.14
	-0.074～+0.038	27.84	5.26	26.9	57.04
	-0.038～+0.025	21.66	5.55	22.1	79.14
	-0.025	19.68	5.77	20.86	100.00
	原矿	100	5.44	100	-
80	+0.165	5.46	5.34	5.30	5.30
	-0.165～+0.074	13.49	5.19	12.81	18.11
	-0.074～+0.038	28.84	5.39	28.43	46.54
	-0.038～+0.025	24.66	5.79	26.11	72.65
	-0.025	27.55	5.43	27.35	100.00
	原矿	100	5.47	100	-
90	+0.165	4.85	5.54	4.84	4.84
	-0.165～+0.074	5.27	5.66	5.37	10.21
	-0.074～+0.038	29.37	5.37	28.38	38.59
	-0.038～+0.025	28.81	5.32	27.58	66.17
	-0.025	31.7	5.93	33.83	100.00
	原矿	100	5.56	100	-

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金的粒度分布特性影响着磨矿工艺参数和后续选别指标^[19]。一方面，随着磨矿产品中-0.074 mm粒级含量的增加，细粒级产率逐渐增大，-0.074 mm粒级含量分别为70%、80%和90%时，-0.025 mm粒级含量分别为19.68%、27.55%和31.70%，但矿石不易泥化，无论是在破碎，还是磨矿过程中，均不易产生次生矿泥，不会对选别指标产生负面影响^[20]；另一方面，某一粒级金富集现象不明显，随着磨矿产品中-0.074 mm粒级含量的增加，细粒级产率增大，但各粒级中金品位差异不大，表明矿石中金嵌布粒度较细。

2 矿石结构构造

原矿光学显微镜下分析照片如图2所示。由图2可知，矿石具自形晶粒结构，块状、斑杂状和浸染状构造。金属矿物主要为黄铁矿，含少量黄铜矿和磁铁矿，手标本中还可见少量斑铜矿，矿石中金属矿物分布不均匀，呈团块状、条带状及浸染状分布，脉石矿物主要为石英、斜长石、方解石、绿泥石和白云母。其矿物特征分述如下：

图2

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图2 原矿光学显微镜照片

Py-黄铁矿；Ccp-黄铜矿；Qtz-石英；Cal-方解石；Ms-白云母；Pl-斜长石

Fig.2 Optical microscope photograph of raw ore

黄铁矿：为主要载金矿物，呈自形粒状或自形粒状集合体嵌布，粒度差别大，一般为0.97 mm×2.98 mm，大者约为4.98 mm，小者0.24 mm×0.73 mm。由于受构造应力作用，脆性黄铁矿多已破碎，表面分布着不规则裂纹，其内被脉石矿物（如石英、方解石和白云母等）充填，裂纹中可见少量黄铜矿。黄铁矿被脉石矿物交代边缘呈港弯状，表面呈筛孔状结构，含量为5%~20%。

黄铜矿：呈细脉状充填在黄铁矿裂隙中，含量少。

磁铁矿：呈细粒状和浸染状嵌布在脉石矿物中，含量少。

石英：无色，粒状，颗粒紧密鑲嵌，粒度为0.30 mm×2.92 mm，部分颗粒受应力影响具波状消光现象，颗粒表面裂纹处见后期蚀变矿物方解石充填，含量为20%~30%。

斜长石：呈半自形粒状，粒度为0.36 mm×0.73 mm，蚀变强烈，发生有绢云母化、碳酸盐化、硅化和绿泥石化。在斜长石表面见细小鳞片状绢云母、片状绿泥石及细粒方解石颗粒，边缘见细小石英颗粒，含量为10%~20%。

方解石：自形粒状，粒度为0.20 mm×1.50 mm，聚片双晶发育，为后期蚀变矿物，后期重结晶明显，颗粒粗大，多以脉体形式分布，含量为10%~15%。

白云母：板条状，集合体略显定向性分布，含量约为5%。

绿泥石：片状，多以集合体形式嵌布在石英、斜长石之间，含量约为10%。

3 金单体解离度测定

原矿中金单体解离度测定结果见表5，d_max<0.1 mm重砂单体解离金的SEM分析见图3。从表5可以看出，+0.42 mm粒级中，金单体含量较少，占比为0%。随着矿石粒度的减小，矿石中单体解离的金增多，-0.420～+0.096 mm粒级矿石中单体金占比为32.56%，连生体金占比为67.44%；-0.096～+0.074 mm粒级矿石中单体金占比为96.73%，连生体占比为3.27%；-0.074 mm粒级矿石中金单体占比为98.72%，连生体占比为1.28%。d_max<0.1 mm粒级重砂中有大量的金已经完全单体解离（图3）。

表5 金单体解离度测定结果

Table 5 Determination results of dissociation degree of gold monomer

粒级/mm	单体占比/%	连生体
		连生体占比/%	连生关系占比/%		连生体体积（V）大小分布率/%
		连生体占比/%	脉石	金+脉石	V> $\frac{3}{4}$	$\frac{3}{4}$ >V> $\frac{1}{2}$	$\frac{1}{2}$ ≥V> $\frac{1}{4}$	V< $\frac{1}{4}$
+0.42	0	100	99.51	0.49	-	-	6.23	93.77
-0.42～+0.096	32.56	67.44	99.34	0.66	0.54	2.54	6.54	90.38
-0.096～+0.074	96.73	3.27	99.21	0.79	16.54	18.97	25.87	38.62
-0.074	98.72	1.28	99.56	0.44	22.54	32.47	38.54	6.45

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图3

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图3 d_max<0.1 mm重砂单体解离金的SEM分析

Fig.3 SEM analysis of monomer dissociated gold in heavy fraction （d_max<0.1 mm）

4 讨论

金是原矿中主要回收对象，矿石中矿物组成简单，金属矿物主要为硫化矿，脉石矿物以硅酸盐矿物为主。将矿石破碎至粒度小于等于0.1 mm时，非重矿物中金单体解离率达到92.68%，-0.096 mm（160目）粒级中金单体解离度为96.73%，表明该矿中包裹金含量少，金容易单体解离，重选法、重选—浮选、全泥氰化和浮选等工艺均有可能有效回收金。

全泥氰化探索性试验结果表明，采用CaO调节控制矿浆pH值在10~11之间（pH≈10.5），当矿样质量为500 g[w（Au）=5.13×10^-6，w（Cu）≤ 0.02%]、 -0.074 mm粒级含量为90%、矿浆浓度为35%、NaCN用量为2×10^-3及浸出时间为48 h时，金浸出率达到87.69 %，60 h时金浸出率达到90.19%，金的浸出效果比较理想。

浮选探索性试验结果表明，-0.074 mm粒级含量为60%，以丁基黄药为捕收剂，2^#油为起泡剂，经过一次粗选，金精矿中金品位为38.6×10^-6，回收率达到82.66%。

全泥氰化和浮选试验结果均表明该矿矿石可选性较好，海外投资技术风险较小，值得投资建厂。

5 结论

（1）缅甸实皆省某金矿矿石具自形晶粒结构，块状、斑杂状和浸染状构造。金属矿物主要为黄铁矿（14.75%），含少量黄铜矿、磁铁矿和斑铜矿；脉石矿物主要为石英、斜长石、方解石、绿泥石和白云母，其含量分别为31.53%、18.73%、13.43%、8.47%和9.79%。

（2）原矿中金品位为5.13×10^-6，为主要有价元素。金的赋存状态以单体金和硫化物包裹金为主，碳酸盐、石英和硅酸盐矿物包裹金含量较少。矿石中单体金呈角粒状、块状、片状和圆片状，金成色较好，大于93%，重砂中金粒度可达到0.090 mm×0.150 mm。建议采用重选方法回收粗颗粒单体金，浮选或全泥氰化回收微细粒单体金和硫化物包裹金。

（3）经过60 h的全泥氰化，金浸出率达到90.19%，与金矿中金的单体解离度规律接近，但由于粗颗粒单体金较多，氰化浸出速率较慢。因此，应继续加强实皆省某金矿选冶理论和工艺方面的研究，提高其技术经济指标。

参考文献

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文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

熊爱宗

全球贸易摩擦对国际货币体系的影响

[J].国际金融研究，2019（3）：46-54.