概述
贵金属矿产(金、银及铂族金属)是现代高科技、新能源、航空航天、金融储备及珠宝首饰等领域不可或缺的战略资源。其矿石特征决定了勘查方向、采矿方法及选冶工艺,因此对贵金属矿石的矿物组成、结构构造、品位及伴生组分进行系统研究具有重要的经济与技术意义。本文从矿产品角度出发,对金矿石、银矿石及铂族金属矿石的主要特征进行概览。
一、金矿石特征
1. 矿物组成
金在矿石中主要以自然金(Au)形式存在,常含有银、铜、铁等杂质,形成银金矿、金银矿等变种。金也可呈碲化物(如碲金矿、碲金银矿)或与黄铁矿、毒砂、黄铜矿等硫化物共生。脉石矿物以石英、方解石、白云石、绢云母、绿泥石等为主。
2. 结构构造
金矿石常见结构包括粒状结构、包含结构、交代结构、骸晶结构等。构造类型有块状、浸染状、细脉浸染状、网脉状、角砾状及条带状等。金矿物粒度变化大,从数微米到数毫米不等,嵌布关系复杂。
3. 主要类型
(1)石英脉型金矿:金与石英、硫化物共生,多呈脉状充填于断裂裂隙中,品位较高,易采易选。
(2)破碎带蚀变岩型金矿:产于韧性剪切带或断裂带内,金以浸染状、细脉状分布,常伴生黄铁矿、绢云母、硅化等蚀变。
(3)卡林型金矿:微细粒浸染型,金呈固溶体或纳米级包裹于黄铁矿、砷黄铁矿中,属难处理矿石,需预氧化工艺。
(4)砂金矿:由原生金矿经风化、搬运、沉积形成,金以游离颗粒态存在于松散沉积物中,常用重选法回收。
4. 矿产品指标
金矿石品位通常以克/吨(g/t)表示。岩金矿边界品位一般为0.8~1.5 g/t,工业品位1.5~3.0 g/t;砂金矿品位以g/m³计量。矿石可选性取决于金粒大小、嵌布特征及有害杂质(砷、碳、硫)含量。
二、银矿石特征
1. 矿物组成
银主要以独立银矿物存在,如自然银、辉银矿、角银矿、淡红银矿、深红银矿、脆银矿等。银常以类质同象形式进入方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿等硫化物晶格中。重要的载银矿物还有银黝铜矿、含银方铅矿等。脉石矿物与金矿类似,以石英、方解石、重晶石、菱锰矿等常见。
2. 结构构造
银矿石的结构包括自形—半自形粒状结构、他形粒状结构、乳滴状结构、文象结构及包含结构。构造类型有浸染状、细脉状、块状、角砾状、胶状及皮壳状等。银矿物粒度一般较细,常与硫化物密切共生。
3. 主要类型
(1)热液脉型银矿:银与铅、锌、铜硫化物及石英、方解石共生于断裂裂隙中,矿石品位较高,常伴生金。
(2)火山岩型银矿:与火山—次火山岩有关,银矿物呈浸染状、细脉状产于火山岩及火山碎屑岩中,常与金、铜共生。
(3)沉积岩容矿型银矿:银矿体产于碳酸盐岩或碎屑岩中,受层位和构造控制,矿物组合复杂。
(4)伴生银矿:银作为铅锌矿、铜矿、金矿的伴生组分存在,品位较低,需综合回收。
4. 矿产品指标
银矿石品位一般以g/t表示。独立银矿边界品位通常为40~50 g/t,工业品位100~120 g/t;伴生银矿则按主金属矿床工业指标中的伴生组分要求评价。银矿石的选矿以浮选为主,难选矿石可采用氰化或氯化焙烧等方法。
三、铂族金属矿石特征
1. 矿物组成
铂族金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)六种元素。主要矿物有自然铂、粗铂矿、铁铂矿、砷铂矿、硫铂矿、钯铂矿、锑钯矿、碲钯矿等。铂族元素常以独立矿物或固溶体形式产于基性—超基性岩及砂矿中,亦常与铜镍硫化物共生。
2. 结构构造涉及
矿石多呈自形—他形粒状结构、海绵陨铁结构、包含结构、固溶体分离结构等。构造类型有浸染状、块状、斑杂状、网脉状及砾状等。铂族矿物粒度较细,常在硫化物中呈包裹体或粒间分布。
3. 主要类型
(1)岩浆型铂族金属矿床:与基性—超基性岩(如橄榄岩、辉石岩、苏长岩)及铜镍硫化物矿体有关,铂族元素与铜、镍、钴共伴生。典型如南非布什维尔德杂岩体、俄罗斯诺里尔斯克、中国金川等。
(2)砂铂矿:由原生铂矿风化搬运富集而成,铂族矿物以游离态存在于砂砾层中,常用重选、磁选等方法回收。
(3)热液型铂族金属矿:较少见,铂族元素与砷化物、硫化物及金、银等共生于石英脉或蚀变岩中。
4. 矿产品指标
铂族金属矿石品位通常以g/t表示,独立铂矿边界品位约0.5~1.0 g/t(Pt+Pd),工业品位2~5 g/t。铜镍硫化物型矿床中铂族元素作为伴生组分,一般要求Pt+Pd≥0.3~0.5 g/t。铂族金属选矿以浮选为主,精炼需经复杂湿法冶金和分离提纯流程。
四、贵金属矿石共性特征与选冶要点
1. 共性特征
贵金属矿石普遍具有品位低、嵌布粒度细、共生关系复杂、赋存状态多样等特点。金、银及铂族元素常以微细粒包裹体、类质同象或吸附态存在,难以直接解离。
2. 选冶要点
(1)重选-浮选联合工艺:适合粗粒游离金、砂金及部分铂族矿物。
(2)氰化浸出:为岩金矿石经典提金方法,但对含砷、碳、铜矿物敏感的矿石需强化预处理。
(3)浮选富集:适用于金银硫化物矿石及铜镍硫化物型铂族矿石。
(4)生物氧化、焙烧、加压氧化:针对难处理金矿及含砷矿石。
(5)火法熔炼与湿法精炼:用于铂族金属及金银合金的深度分离提纯。
五、
贵金属矿(金、银及铂族金属)矿石特征差异显著,但共同构成了多层次、多类型的资源体系。矿产品评价不仅需关注品位高低,更应重视矿物赋存状态、嵌布粒度、伴生组分及有害杂质等工艺性质。随着低品位、共伴生及复杂难处理矿比例的增加,贵金属矿石的精细化矿物学研究和高效选冶技术的开发显得愈发重要,对保障国家资源安全与促进矿业可持续发展具有战略意义。