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【学我测】金矿基础知识
一、金矿的形成
世界上的黄金宝藏，主要以岩金和沙金两种形态蕴藏于地下，此外还有伴生金。天体运行、地球形成、火爆发、古造山运动、岩浆喷涌、金元素从地核中被夹带喷薄而出等形成岩金；富含金元素的崇山峻岭，在日照风化、雷鸣电闪、狂风暴雨、山体滑坡、泥石俱下、洪水泛滥、河流稳水地段沉淀等形成沙金。
大自然变迁中形成的黄金矿床，大致可划分为三大类：岩金矿床、沙金矿床和伴生矿床。在世界上，岩金、伴生金和沙金的储量比例，大约为70：15：15。其中，岩金矿床，又可划分为若干成因类：岩浆热液型、变质热液型、火山热液型、沉积变质型、热水溶滤型和变质砾岩型等。
各种类型的金矿床，在世界总储量中所占的比例，依次为：变质砾岩型56.2%，变质热液型12.4%，伴生金9.5%，沙金8.9%，岩浆热液型及火山热液型7.0%，热水溶滤型0.9%。
绝大部分的金矿会在具有特定条件下的大地构造的环境中形成，一般金矿的分布会比较密集，金矿的延伸一般都会与地层产状的整体相一致，相比于地壳中的同类岩石，金矿中的含金度是地壳中同类岩石含金度的几倍甚至几十倍，其同位素的组合特征会与周围岩石的同位素组合特征相似。
大部分金矿的分布也与当地的地质条件有关，并不是所有的岩金矿都一定会形成金矿床，因为还会受到其他条件的限制。金矿床大都分布于这样的区域：含金度高的基底地层或者是大面积侵入岩的剥蚀区，并且金矿床的物质来源是非常多元化的，主要是白垩系下统含金砾岩层，还有分散于二道硅群的侏罗系含金砾岩、含金石英脉等。
二、金的矿石及金矿床类型
金的矿石类型，其划分方法各不相同。根据矿石氧化程度，可分为原生（硫化矿）矿石、部分氧化（混合）矿石和氧化矿石。氧化矿的特点是，矿石中含有氧化铁和其他金属氧化矿物以及含有泥质（粘土）成分。根据我国实际情况，按照金矿石的物质组成、结构状态及氧化程度等不同因素一般将金矿石分为六种自然类型：
A、 贫硫化物金矿石。这种矿石多为石英脉型，也有复石英脉型和细脉浸染型等，硫化物含量少，多以黄铁矿为主，在有些情况下伴生有铜、铅、锌、钨、钼等矿物。这类矿石中自然金粒度相对较大，金是唯一回收对象，其他元素或矿物无工业价值或仅能作为副产品加以回收。采用单一浮选或全泥氰化等简单的工艺流程、便可获得较高的选别指标。
B、多硫化物金矿石。这类矿石中黄铁矿或毒砂含量多，它们与金一样也是回收对象。金的品位偏低，变化不大，自然金颗粒相对较小，并多被包裹在黄铁矿中。用浮选将金与硫化物选别出来，一般比较容易；但进而使金与硫化物分离则需要采用复杂的选冶联合流程，否则金的回收指标不会太高。
C、含金多金属矿石。这类矿石除金以外，有的含有铜、铜铅、铅锌银、钨锑等几种金属矿物，它们均有单独开采的价值。其特点是：含有相当数量硫化物（10～20％）；自然金除与黄铁矿密切共生外，大多与铜、铅等矿物紧密共生；自然金呈粗细不均匀嵌布，粒度变化区间长；供综合利用的种类繁多。上述特点决定了对这类矿石一般需要采用比较复杂的选矿工艺流程进行选别。
D、含碲化金金矿石。金仍然以自然金状态者为多，但有相当一部分金赋存在金的碲化物中。这类矿石在成因上多为低温热液矿床，脉石为石英、玉髓质石英和碳酸盐矿物。
E、含金铜矿石。这类矿石与含金多金属矿石的区别在于，金的品位低，但可作为主要的综合利用的元素之一。矿石中自然金粒度中等，金与其他矿物共生关系复杂。选矿中大多将金富集在铜精矿中，在铜冶炼时回收金。
F、含金氧化矿石。含金氧化矿石一般以自然金或者银金矿单独产出，矿石比较疏松，硫化物含量少。
其中硫化物含金石英脉矿石和含金氧化矿石具有较好的可选性，是生产黄金的主要矿石原料。
金矿床按照成矿地质作用主要分为岩浆成矿作用、变质热液成矿作用和外生(风化－沉积)成矿作用三类，在以上三类成矿地质作用下主要形成以下七种金矿床，如下表所示。
三、大型金矿成矿带
1、秦岭—昆仑金成矿带:该带横亘中国中部,其西是优地槽,东为华北地台,是中国极重要的中部金成矿带,金矿化类型属石英脉型、浸染型和蚀变型，是查勘巨型、超巨型金矿的成矿远景区。
2、比利牛斯—瓦奇塔金成矿带:该带位于美国内华达山地及阿帕拉契亚山地,还包含法国的大部份地区,美、法之间不连续，属蚀变岩型和浸染型金矿。
3、天山—阴山—长白山成矿带:该带位于中朝地槽褶皱区,连续长达 4550km, 是中国的北矿带。金矿类型为蚀变岩型、变质热液型。
4、巴尔干山—比利牛斯成矿带:处于南欧地槽褶皱区内,全长 2100km, 西起法国向东经瑞士、意大利、奥地利、南斯拉夫,东至保加利亚。火山沉积岩广布，矿化类型为含金石英脉型、浸染型。
5、阿巴拉契亚山南段成矿带:位于北美地台东部 ,是美国中部金矿带的东延部分。
6、落基山北段金成矿域:包括美国金的北矿带和加拿大南矿带的西段。
7、萨彦岭—大兴安岭金成矿域：位于兴蒙地槽褶皱区, 该区破火山广布, 砂金矿屡见不鲜。
8、乌拉尔金成矿域：处于西伯利亚地台之中西部 ,是俄罗斯亚洲地区的重要金矿区。
9、斯堪的纳维亚金矿域：处于欧洲地台的西部,本区火山岩广布, 经向断裂发育。
10、科迪勒拉山金成矿带:该带分布于北美洲的西部,是太平洋东岸火山环, 展布于阿拉斯加、加拿大、美国、墨西哥、危地马拉、洪都拉斯、 萨尔瓦多、尼加拉瓜、哥斯达黎加及巴拿马等国境内, 该带呈北西向弧形延展,全长达万余公里,现已发现数座金矿山。
11、阿尔卑斯—喀尔巴千成矿域:位于南欧海西褶皱带, 变质火山岩广布，断裂发育。是寻找火山和积型 ,伴生金的重要地区。
四、大型金矿山
1、穆龙套金矿（Muruntau）
穆龙套金矿床属超大型金矿床，位于乌兹别克斯坦齐尔库姆沙漠腹地。在大地构造上处于乌拉尔-南天山巨大古生代构造带中部低山丘陵地带，矿床矿石类型主要有金-石英脉型、金-石英-硫化物型、金-硫化物型三种类型。矿石矿物主要有黄铁砂、毒砂、自然金和显微金。
数据显示，Murun 距乌兹别克斯坦首都250英里的露天矿山，1958年发现于乌兹别克斯坦干旱的Kyzyl Kum沙漠，Muruntau黄金矿运营始于1967年，是世界上储量和产量最大的金矿之一。目前为乌兹别克斯坦国有Navoi矿冶公司所拥有。如今，穆龙套金矿是该地区最大的露天矿，且1900英尺深可以位列全球第五深的露天坑。
Muruntau金矿床tau金矿储量达1500t， 金品位 2.5g/t。但是许多地质学家认为，该矿山包含大量的绿松石和砷矿藏，拥有世界最大储量的黄金矿藏，对该储量的估计从2500吨到令人难以置信的5300吨。
Muruntau金矿年产黄金约60吨左右，1997年已开采的储量达24.08%，最大的4号露天采矿场650m水平面以上储量达35.07%，据统计，该金矿2014年生产黄金61吨，2015年生产黄金61吨。专家预测仍有极大的黄金储量尚未开采，但随着开采成本、开采深度的增加，开采品位也在降低。
2、兰德（Rand aurideposit）金矿
维特瓦特斯兰德盆系一盆地构造，呈北东向狭长展布，面积约25000平方公里。兰德盆地是世界上最重要的金矿产地，沿盆地北、西、南3面，含金砾岩面积约300X150公里，分布有7个金矿田，共l00多个金矿床。
百余年来，兰德金矿已累计产出黄金3.5万吨，价值3158亿美元。据探测，该矿尚有储量1.8万吨，仍占世界黄金总储量的50％以上。最近50年来，它提供了世界金产量的60%以上。根据历史记载，1970年是兰德金矿的巅峰时期，年产金达到1000吨左右，是历史最高产量，此后一直保持在年产700吨左右。而且，兰德金矿的矿石中含金量也是世界少有的，开采至今仍保持有7—20g/t，平均10g/t。
三十年代末开始，兰德金矿中发现并开采了铀矿，故又称砾岩型金-铀矿床。铀的储量大品位低，作为副产品回收。砾岩中工业铀矿层多达20多层，矿层延伸达几公里、几十公里不等。
3、格拉斯伯格（Grasberg）金矿
Grasberg斑岩型铜金矿床位于印度尼西亚Ertsberg矿区内，于20世纪80年代中期发现，露天矿于1989年12月正式投产。目前该矿山由美国自由港公司和力拓公司共同拥有， 是世界上最大的已知单一金矿床、第三大铜矿床。
在这里，铜最早是于1936年发现的，金则是在1988年，如今却年产超过40吨黄金。Grasberg矿床铜、金和银的储量分别为2761万吨，3416吨和10411吨，其中，铜品位0.97%，金品位 0.83g/t，银品位4.13g/t。
五、金的选矿工艺技术
金在矿石中的含量极低，为了提取黄金，需要将矿石破碎和磨细并采用选矿方法预先富集或从矿石中使金分离出来。黄金选矿中使用较多的是重选和浮选，重选法在砂金生产中占有十分重要的地位，浮选法是岩金矿山广为运用的选矿方法，目前我国80%左右的岩金矿山采用此法选金，选矿技术和装备水平有了较大的提高。黄金的提取有的来自砂金，有的来自脉金。上世纪70年代以来脉金产量保持在75%～85%，砂金占15%～ 矿石洗选25%。从1990年代以来，由于环保因素，砂金产量份额进一步下降。
（一）砂金矿选矿方法
原生金矿床露出地表以后，由于机械和化学的风化作用，使得含金矿脉或者含金母岩逐渐破碎成为岩屑和金粒等。然后，在外力的搬运作用和分选作用下，使比重较大的矿物（例如金粒）沉积在山坡、河床、湖海滨岸的地方，形成一定的富集，其具有工业开采价值者，就称为砂金矿床。
砂金矿床通常用采金船开采、水力开采，挖掘机开采以及地下（竖井）开采等。我国砂金矿床以采金船开采为主，亦有水力开采和挖掘机开采。
砂金选矿工艺主要包括选别前的准备作业和选别作业。准备作业主要由碎散和筛分两过程组成。碎散主要是将采出的矿砂中的矿粒和粘土质矿泥解离。筛分是筛除不含金的粗粒级。常用的设备有平面筛、圆筒筛、圆筒擦洗机等。砂金的选别主要采用重力选矿法，这是因为一方面砂金比重大（平均为17.50～18.0），粒度较粗（一般为0.074～2毫米），另一方面是因重力选矿法比较经济和简单。重选设备一般采用各种类型的溜槽、跳汰机和摇床（常用于精选）。
（二）脉金矿选矿方法
金矿石的各种类型因性质不同，采用的选矿方法也有不同，但普遍采用重选、浮选、混汞、氰化及如今的树脂矿浆法、炭浆吸附法、堆浸法提金新工艺。对某些种类的矿石，往往采用联合提金工艺流程。
用于生产实践的选金流程方案很多，通常采用的有如下几种：
1．单一混汞：此流程适于处理含粗粒金的石英脉原生矿床和氧化矿石。混汞法提金是一种古老而又普遍的选金方法。在近代黄金工业生产中，混汞法仍然占有很重要的位置。由于金在矿石中多呈游离状态出现，因此，在各类矿石中都有一部分金粒可以用混汞法回收。实践证明，在选金流程中用混汞法提前回收一部分金粒，可以明显地降低粗粒金在尾矿中的损失。
混汞法提金的理论基础为，汞对金粒能选择性地润湿，然后向润湿的金粒中扩散。在以水为介质的矿浆中，当汞与金粒表面接触时，金与汞形成的接触面代替了原来金与水和汞与水的接触面，从而降低了表面能，亦破坏了妨碍金与汞接触的水化膜。此时汞沿着金粒表面迅速扩散，并使相界面上的表面能降低。随后汞向金粒内部扩散，形成了汞的化合物－汞齐（汞膏）。
混汞提金法又分为内混汞和外混汞两种。所用混汞设备有混汞板、混汞溜槽、捣矿机、混汞筒和专用的小型球磨机或棒磨机。混汞提金法工艺过程简单，操作容易，成本低廉。但汞是有毒物质，对人体危害很大。所以，采用混汞提金的选矿厂应当严格遵守安全技术操作规程，使汞蒸汽和金属汞对人身体的危害限制到最小程度。
2．混汞－重选联合流程：此流程分为先混汞后重选和先重选后混汞两个方案。先混汞后重选流程适用于处理简单石英脉含金矿石。先重选后混汞流程适用于处理金粒大，但表面被污染和氧化膜包裹的不易直接混汞的矿石，以及含金量低的砂金矿石。
3．重选（混汞）－氰化联合流程： 此流程适用于处理石英脉含金氧化矿石。原矿先重选，重选所得精矿进行混汞；或者原矿直接进行混汞，尾矿、分级矿、混砂分别氰化。
4．单一浮选流程：此流程适用于处理金粒较细、可浮性高的硫化物含金石英脉矿石及多金属含金硫化矿石和含碳（石墨）矿石等。
5．混汞－浮选联合流程：这一流程是先用混汞回收矿石中的粗粒金，混汞尾矿进行浮选。这种流程适用于处理单一浮选处理的矿石、含金氧化矿石和伴生有游离金的矿石。采用这种流程比单一浮选流程获得的回收率高。
6．全泥氰化（直接氰化）流程：金以细粒或微细粒分散状态产出于石英脉矿石中，矿石氧化程度较深，并不含Cu、As、Sb、Bi及含碳物质。这样的矿石最适于采用全泥氰化流程。
氰化法是提取金银的主要方法之一。用这种方法提金具有回收率高、对矿石适应性强、能就地产金等优点，所以得到广泛应用。氰化法提金由含金矿石在氰化溶液中的浸出、含金贵液与浸渣的分离、浸金的沉淀和金泥的熔炼四个步骤组成。这种提金法的缺点是氰化物是剧毒物质，易污染环境，在实践中一定要严格做好环境的保护与治理工作。
7．浮选－氰化联合流程：此流程有以下两个同方案：
（1）浮选－精矿氰化流程。它适用于处理金与硫化物共生关系密切的石英脉含金矿石和石英黄铁矿矿石。
（2）浮选－焙烧－氰化流程。该流程适用于处理含有可浮性的有害于氰化的矿物，金只有少量的与这种矿物结合。
8．浮选－重选联合流程：此流程以浮选法为主，适用于金与硫化物共生密切并且只能用冶炼法回收金的矿石。也适用于粗累嵌布不均匀的含金石英脉矿石，并比单一浮选获得较高的回收率。
9．堆浸法：堆浸法是氰化法提金的一种类型，它适用于处理含金品位较低的矿石。主要优点是工艺过程简单，投资少，成本低。
以上9种流程是原则流程，其内部结构应以所处理的矿石类型和性质的不同而有所不同。
无论哪一种矿石，只要其中含有粗粒金，就应贯彻早收多收的原则，在矿石进入浮选作业前，应分别采用重选、混汞或单槽浮选及时回收粗粒金。
（三）无氰浸金剂法
如今经过多年的研究，已经掌握了无氰浸金技术。使用的环保无毒提金剂已经在市场上销售。
无毒提金剂具有下特点：
①安全无毒，可使选金厂的环保费用降至最低。
②浸出速度快。一般能在6～8h内达到90%以上的浸出率。因此，生产效率高，且浸出操作方便，可在室温下和pH 3～11的介质中完成。
③浸出率高。对多地矿山所进行的浸出试验无不说明了这一点。
④对伴生金属敏感程度低，浸出过程不依赖于大气中的氧。因此，浸出生产受矿石性质的影响小，且浸出液能循环使用。
⑤化学稳定性好，药耗低。
⑥生产药剂的原料充足，价格稳定。
⑦系列浸金新药剂的品种齐全，可根据矿石特性选择最佳药剂。
其中，无氰环保提金剂是技术人员历时多年研制的一种完全可替代剧毒氰化钠的创新产品，拥有完全的自主知识产权，适用于含金银氧化矿的槽浸或堆浸。在金银矿山的生产应用中优于氰化钠，具有环保无毒，溶金能力强、稳定性好、回收快、用量少、成本低、储存运输方便等优点，真正实现了“绿色矿山、环保提金”。
