坦桑尼亚某条带状铁建造型金矿床矿石工艺矿物学研究

周瑶

摘要：坦桑尼亚某条带状铁建造型金矿床矿石工艺类型为黄铁矿化硅化破碎带蚀变岩型金矿石。通过显微镜下鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射分析及化学物相分析等手段对该矿床金矿石中矿石成分、矿物种类、粒度分布、金的赋存状态等工艺矿物学特征进行了详细研究。结果表明：矿石中金矿物为自然金，粒度偏细，集中分布在50 μm以下，其中10 μm以下占27.54 %；矿石中主要载金矿物为石英、黄铁矿、毒砂等；金嵌布状态以粒间金为主，占52.72 %，其次为包裹金，占37.23 %；矿石中较多包裹金和细粒磁铁矿的存在是影响选矿指标的主要因素。研究结果为该矿床选矿工艺设计提供了依据。

关键词：条带状铁建造型金矿床；工艺矿物学；赋存状态；矿物解离度；坦桑尼亚

中图分类号：TD91P616.4文章编号：1001-1277（2023）07-0112-05

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20230718

引 言

太古代条带状铁建造型金矿床是世界上主要的金矿床类型之一，该类矿床的金产量约占世界金产量的13 %。坦桑尼亚、津巴布韦、加拿大、澳大利亚、印度、美国等国家的条带状铁建造岩中均形成了金矿床，部分规模较大，资源量可达上千吨［1-4］。坦桑尼亚维多利亚湖地区太古代绿岩带是世界上重要的金成矿带，条带状铁建造岩发育，蕴藏着盖塔、尼扬杂嘎等众多条带状铁建造型金矿床。

工艺矿物学研究的目的在于对矿床、矿石和矿物的物理、化学性质进行研究，为确定最佳的矿石处理工艺提供依据［5-11］。已探明坦桑尼亚某条带状铁建造型金矿金属量34 t，矿石中金以自然金形式存在，粒度偏细，集中分布在50 μm以下，金嵌布状态以粒间金为主，其次为包裹金。本文针对该矿床矿石成分、矿物种类、粒度分布、金的赋存状态等工艺矿物学特征展开了详细研究，为该金矿资源的开发利用提供理论依据。

1 矿区地质概况

坦桑尼亚某条带状铁建造型金矿床位于卡哈马（Kahama）成矿带东部，东接马巴莱—布洪古基拉（Mabale-Buhungukira）绿岩带［12］，矿区地表被沼泽性黑土和第四系松散残坡积物覆盖，其下伏变质凝灰岩和条带状含铁建造。矿区主要控矿构造为受倒转背斜影响形成的层间剪切破碎带。金矿化蚀变带处于背斜的两翼，其形态、产状严格受层间剪切破碎带控制。

金矿体产于条带状含铁建造岩层和酸性火山沉积岩层2个能干性差异较大的岩层之间形成的层间剪切破碎带中，其形态和产状受层间剪切破碎带约束，呈似层状、透镜状产出；其主要的围岩岩性为条带状铁建造岩。

该矿床内围岩蚀变比较发育，具有明显的分带特征，多种热液蚀变叠加，以石英+绿泥石+黄铁矿+毒砂+磁黄铁矿为主要蚀变矿物组合。

2 矿石性质

2.1 化学成分

该条带状铁建造型金矿床矿石工艺类型为黄铁矿化硅化破碎带蚀变岩型金矿石。该矿石中最主要的有价元素为Au，品位为3.63 g/t，Ag、Fe含量相对较高，可以考虑综合回收，原矿主要化学成分分析结果见表1。

2.2 矿物组成原矿中金矿物以自然金为主，少量赋存于银金矿中；金属矿物主要为磁铁矿、菱铁矿和毒砂等，另有少量的赤铁矿、褐铁矿等，偶见闪锌矿、黄铜矿、金红石等；脉石矿物主要为石英，其次为黑云母、方解石、直闪石、钠长石、白云母等，另有少量透辉石、绿帘石等。矿物组成及相对含量见表2。

由表2可知：矿石中的铁矿物主要为原生磁铁矿，硫矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿和微量风化氧化形成的褐铁矿。因此，本次研究的金矿石为原生矿石。

2.3 矿石结构构造

矿石中以结晶作用形成的结构为主，常见的矿物结构有：①自形粒状结构，常见毒砂和少量黄铁矿呈自形粒状分布；②半自形粒状结构，主要表现为黄铁矿和部分毒砂呈半自形粒状分布；③他形粒状结构，黄铜矿及部分黄铁矿、毒砂等以他形粒状结构嵌布；④包含结构，在粗粒毒砂中偶见细粒黄铁矿包裹；⑤交代残余结构，偶见黄铁矿、毒砂等被褐铁矿交代。

矿石的主要构造为：①浸染状构造，黄铁矿、毒砂等硫化物主要存在于脉石矿物中，呈稀疏浸染状形态；②块状构造，部分黄铁矿和毒砂富集呈块状；③脉状构造，黄铁矿、毒砂呈脉状分布在脉石矿物中。

3 金矿物特征

3.1 金矿物种类

自然金含金较高，为82.14 %～94.96 %，平均值约为88 %；银金矿中金的成色较高，约为80 %，偶见个别颗粒含金略低，平均在77 %左右。

3.2 金矿物嵌布状态

矿石中金矿物主要以包裹金、粒间金、裂隙金3种形式存在。根据赋存状态分析结果（见表3）可知：该矿石中金矿物以粒间金为主，分布率为52.72 %；其次为包裹金，占37.23 %；另有部分以裂隙金的形式存在，占10.05 %。

自然金与脉石矿物的嵌布关系密切，其中以不同脉石矿物粒间、脉石矿物包裹、脉石矿物裂隙形式分布的自然金占52.81 %;分布在脉石矿物与其他金属矿物（磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等）粒间的自然金占22.38 %；黄铁矿与磁铁矿粒间、磁铁矿与脉石矿物粒间、黄铁矿与脉石矿物粒間的自然金占比相对较高，分别占13.23 %、10.01 %、8.61 %；少量分布于毒砂与磁铁矿、磁黄铁矿与脉石矿物中，占比分别为3.47 %、3.76 %。

粒间金以脉石矿物粒间、黄铁矿与磁铁矿粒间、磁铁矿与脉石矿物粒间、黄铁矿与脉石矿物粒间为主；包裹金绝大部分为脉石矿物包裹，另有少量包裹在磁铁矿、黄铁矿等矿物中；裂隙金主要分布在脉石矿物裂隙中。

3.3 金矿物形态和分布特征

自然金呈金黄色，形态多样，主要为圆粒状、矩形状，其次为长条状；而线状、尖角粒状较少。

分析金矿物的嵌布情况，能够明显发现矿石粒度较细（见表4）。-50 μm占比较高，处于-10～+5 μm和-5 μm占比分别为19.03 %、8.51 %。

在磨矿过程中，矿物的粒度和赋存状态等直接影响自然金的解离或裸露，不同类型的自然金会呈现不同状态，其中最容易受到影响的是粒间金和裂隙金，对以包裹形式存在的自然金粒度进行了统计，结果见表5。由表5可知，-10～+5 μm和-5 μm粒度的包裹金分别占14.81 %、13.46 %（分别占自然金总量的5.51 %、5.01 %），这部分自然金在磨矿过程中不易裸露，容易损失在尾矿中。矿石中自然金嵌布特征及与载金矿物关系见图1。

4 其他重要矿物的嵌布特征

4.1 磁铁矿

磁铁矿在矿石中相对含量最高，主要以不规则粒状结构、浸染状结构、脉状结构及交代残余结构形式嵌布。磁铁矿嵌布粒度较细，呈现出不规则的形状，在分布方式上，较多以稠密浸染状分布，其特征也导致后续磨矿过程，通常不会出现单体解离等情况；另外部分磁铁矿与磁黄铁矿的共生关系紧密；有时在磁铁矿颗粒内部可见黄铁矿、毒砂等颗粒交代。

4.2 黄铁矿

黄铁矿在矿石中相对含量较高，也是金最主要的载体矿物之一。黄铁矿主要以不规则粒状嵌布在脉石矿物中，少量呈半自形分布；嵌布粒度集中在0.02～0.104 mm。多以稠密浸染状分布在脉石矿物中。据统计，矿石中有61.00 %的金矿物与黄铁礦有关，而且较多金矿物嵌布于黄铁矿中，多数呈微粒包裹状，少量分布于毒砂中。在黄铁矿与毒砂嵌布的区域，能够看到少量的毒砂包裹，二者粒度都较细，并主要存在于脉石矿物中，通常表现为浸染状。

4.3 毒 砂

毒砂作为载金矿物在矿石中的相对含量较低。毒砂在矿石中特征明显，常集中在局部，表现形态存在一定差异，较为常见的是自形—半自形粒状；粒度偏细，集中分布在0.02～0.2 mm。多为稠密浸染状，偶有其他形态，如稀疏-星散浸染状。毒砂也会与黄铁矿结合形成特定形状，其中可能会存在少量的粒间金，在其间隙位置，偶见少量裂隙金。

4.4 磁黄铁矿

磁黄铁矿多呈不规则粒状、网脉状嵌布，其与磁铁矿的嵌布关系紧密，常见微细粒磁黄铁矿与细粒的磁铁矿紧密共生呈稠密浸染状分布在脉石矿物中，另有部分粗粒的磁黄铁矿与磁铁矿连生；另外磁黄铁矿和黄铁矿、毒砂也常共生在一起，常见由磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂等组成的硫化物与磁铁矿紧密共生。

5 矿石工艺矿物学研究

5.1 自然金物相特征

对原矿采取振磨方式处理，使磨矿细度-0.074 mm占93 %，之后确定其中的化学物相情况（见表6）。由表6可知，裸露金占比较高，为93.09 %。

5.2 重要矿物的嵌布粒度特征

矿石中存在一定量的金属矿物，在后续磨矿过程中，需要重点分析其嵌布粒度，为相关工作提供重要参考依据，因此对磁铁矿、毒砂等粒度组成情况进行分析，以便确定合理的磨矿工艺和磨矿细度。矿石中重要矿物的粒度分布特征见表7。

由表7可知：部分矿物的粒度偏细，其中，磁铁矿在-0.020 mm粒度中的含量较高，占30.46 %，其在磨矿过程中不易与其他矿物单体解离。硫化物粒度偏粗，但是粒度-0.074 mm的矿物占比较低，为51.41 %，-0.020 mm的占比达到17.61 %。

5.3 不同磨矿细度下重要矿物的解离度特征

由单体解离度的测定结果（见表8）可知，磨矿细度-0.074 mm占60 %时，磁铁矿单体解离度为20.24 %；硫化物的解离情况也较差，仅为36.91 %；连生体部分主要为与脉石矿物连生。随着磨矿细度的增加，当磨矿细度-0.074 mm占90 %时，磁铁矿的单体解离度也仅仅提高到39.07 %，连生体部分主要为与脉石矿物连生，与硫化物连生的部分有所降低；硫化物的解离度有所提升，达到 60.04 %，但解离效果仍不理想。

6 影响金回收的矿物学因素

1）自然金粒度偏细，-50 μm粒度中含量较高，而处于-10～+5 μm和低-5 μm的占比分别为19.03 %、8.51 %。根据其粒度分布特征，不宜直接采用重选的方法进行回收。

2）以包裹金形式嵌布的细粒自然金含量相对较高，其中，10 μm以下部分占自然金总量的10.52 %，这部分自然金在磨矿过程中不易单体解离或裸露，容易损失到尾矿中。

3）自然金与脉石矿物的嵌布关系密切，其中以脉石矿物粒间、脉石矿物包裹、脉石矿物裂隙形式分布的自然金占52.81 %，分布在脉石矿物与其他金属矿物（磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等）粒间的自然金占22.38 %，不宜直接采用全硫化物浮选的方式来回收金。

4）矿石中磁铁矿和硫化物的嵌布粒度细，磨矿细度-0.074 mm 占90 %时，磁铁矿和硫化物的单体解离度分别为39.07 %、60.04 %，解离效果差。若要取得较好的解离效果，可能要增加较多的磨矿成本。

7 结 论

1）原矿中金矿物主要为自然金，少量银金矿；金属矿物主要为磁铁矿，其次为菱铁矿和毒砂等；脉石矿物主要为石英，其次为黑云母、方解石、直闪石、钠长石、白云母等。

2）自然金与脉石矿物存在一定的共生关系，其中以粒间金、包裹金、裂隙金形式分布在脉石矿物中的自然金占52.81 %，分布在磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等金属矿物与脉石矿物的粒间金占22.38 %。

3）矿石中以粒间金、裂隙金形式分布的自然金占62.77 %，这部分金在磨矿过程中容易解离或裸露出来，有利于自然金的回收；以包裹金形式存在的自然金占37.23 %，其中10 μm以下的包裹金占总金的10.52 %，这部分金在磨矿过程中，不易单体解离或裸露，易损失到尾矿中。

4）矿石中硫化物（黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿等）的嵌布粒度总体较细，在磨矿过程中不易与其他矿物单体解离；该矿石中的金主要嵌布在脉石矿物中，与金属硫化物的共生关系不紧密，针对这种情况，适宜在合理的磨矿细度下采用直接浸出的方式来回收金。

［参 考 文 献］

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Mineralogical study of a banded iron-formation gold deposit in Tanzania

Zhou Yao

（The First Institute of Geological and Mineral Resources Survey，Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development）

Abstract：The ore mineralogy of a banded iron-formation gold deposit in Tanzania is characterized by the altered ores on the broken zone with pyrite mineralization and silicifications.The ores mineralogical characteristics，including ore composition，mineral species，particle size distribution，and occurrence of gold，were studied in detail through methods such as microscopic identification，scanning electron microscopy analysis，X-ray diffraction analysis，and chemical phase analysis.The results showed that the gold minerals in the ore were native gold，with a fine particle size mainly distributed below 50 μm，and the portion below 10 μm accounted for 27.54 %.The main gold-carrier minerals in the ore were quartz，pyrite，and arsenopyrite.The gold occurrence was mainly in intergranular form，accounting for 52.72 %，followed by inclusion form，accounting for 37.23 %.The presence of abundant inclusion of gold and fine-grained magnetite in the ore was the main factor affecting the beneficiation indicators.The research results provide a basis for the design of the beneficiation process for this deposit.

Keywords：banded iron-formation gold deposit;process mineralogy;occurrence state;mineral dissociation degree;Tanzania

收稿日期：2023-02-20； 修回日期：2023-05-16

基金项目：国外矿产资源风险勘查专项资金项目（201210B01600234）

作者简介：周 瑶（1978—），女，工程师，从事岩矿测试工作；E-mail：251962751@qq.com