对金矿样品制备工艺的质量控制研究

1、对金矿样品制备工艺的质量控制研究    （湖南省地质矿产勘查局407队,湖南 怀化 418000） 摘 要: 针对金矿的特点，本文主要对金矿样品制备工艺的质量控制进行了研究。在地质样品制备过程中，粒度和质量是保证样品代表性的关键，在此基础上，把握好样品缩分、细碎工艺两个环节， 即可获得较为理想的分析样品。 关键词: 金矿样品； 制备工艺； 质量控制 在自然界中，金多以单质状态存在于硫化矿的石英脉中，或以矿金形式分散在某些矿石中，分布极不均匀，而且金的物理，化学性质也很特殊。因此各类金矿样品中所含自然金颗粒大小也不一，含Au矿物成分差别很大，而且金的密度大

2、、延展性强，与脉石矿物在物理性质方面存在显著性差异，致使制样过程中脉石矿物与金矿物破碎不同步，导致Au 含量在同一样品各缩分子样间误差有时超过100%，如果在此基础上进行地球化学资料解释，势必产生误导，给地质找矿、矿床评价及制定找矿策略带来严重影响，造成巨大的经济损失。 1 样品的缩分 1.1 切乔特公式 野外采集的地质样品从几十kg(井、槽探类样品) 到数百g (钻孔、拣块类样品) 不等，为获得较为均匀且有代表性的样品，传统上一直沿用切乔特公式Q =Kd2 对样品进行缩分，Q 表示样品破碎到一定粒度时的最低可靠质量，K 为矿石特性系数，d 为与Q 相对应的样品最大颗粒直径。由于矿石中Au 的

3、含量变化范围达34 个数量级(0.0n×10-6 n.n×10-3)，用0.21.0 这么简单的矿石特性系数补偿待测元素含量变化的传统做法，显然达不到获得有充分代表性样品的目的。其次，由于自然金与脉石矿物在物理性质上差别很大， 样品加工过程中(主要指样品加工后期)，二者的破碎不同步，自然金的粒径大于脉石矿物粒径，因此公式中d的指数项应该大于2，而不是等于2。所以，用切乔特公式作为制定样品加工流程的基本依据无法保证最终样品的代表性。 1.2 第一次缩分粒度 根据物相分析结果，Au 含量小于0.1×10-6时，主要分散于石英、硅酸盐等造岩矿物中，当大于0.5×

4、;10 - 6时，主要存在于黄铁矿等金属矿物的显微包裹体中。由于自然金与其他矿物多呈复合颗粒存在，从表1电磁流体分析结果可以看出: 当样品粒度小于1mm 时，电磁流体分开的轻重2 部分样品，Au 的含量相差百余倍，重的部分发生了明显的集中，为克服因Au偏析带来的影响， 笔者提出在1mm 即矿物单体开始发生解离的粒径时，对井、槽探等质量较大的样品进行初步缩分。同时，为进一步克服“粒金效应”，跟据野外地质资料，对10%50% 在找矿方向上具有重要指导意义的特殊样品(重要矿段、接触带、有望成矿地段)混匀后分成双样，用正样与辅助正样分析结果的算术平均值作为该原始样品的分析结果。 表1 样品分析结果 方

5、法提出的理论依据:S2= 2B/N 。式中S 为N 个单独称样且最佳质量条件下样品所有检测值平均数的不确定度， B 为度量被检测样品不均匀性程度的经验偏析常数。根据这个关系，要使测定平均值的精密度提高1 倍，必须取4 倍数量的样品，上述双样包含双正样、双副样，达到了提高分析结果准确程度的目的。多次缩分样分析结果的算术平均值与选冶厂比较的结果为1.07 (将4000kg 组合大样缩分后待抛弃的样品全部合并送选冶厂，根据最终回收率计算原矿Au 含量)，证实了方法的可靠性。笔者对几个矿区的样品按推荐流程加工，待抛弃部分按现行流程加工，结果见表 表2 样品分析结果对照w (Au)/ 10- 6 注:结

6、果为5 次随机测定的算术平均值。 1.3 正副样品缩分粒度 对湖南省怀化市某岩浆热液型金矿石做了缩分对比实验，该区曾在一个光片上鉴定出1374 个金粒，自然金集中分布于5.6cm2 光片的1/ 3 部位，粒度在0.0050.800mm 之间，粒度差达160 倍，Au 含量分析结果见表3，可以看出缩分粒度小于0.18 mm (80目)最为理想，笔者选择0.149mm (100目)缩分正副样品。 表3 ZK05 19 样品缩分粒度实验结果 2 细碎工艺及设备 2.1 缩分方法及细碎工艺 由于岩石矿物组合与金矿物的粉碎程度、分散程度和均匀性密切相关，该区金矿石中，石英、云母、绿泥石、滑石等硅质及硅酸

7、盐类矿物含量较多，它们比重小，有的与金矿物比重差达10倍，金矿物在这类样品中不易混匀。其他如碳酸盐类矿物硬度小，比重也小，同样不利于金矿物的粉碎与分散。褐铁矿、绿泥石、云母等含水类矿物硬度低，矿石粉碎后有很强的粘结性和包裹性。含黄铁矿较多的矿石，硬度和比重都较大，这种矿石的自磨性、金矿物的分散性均较好，但在空气中易吸湿、吸氧变质，使样品的体积、质量递增并发生不同程度的粘结。鉴于以上情况，笔者提出正副样品必须采取掀角搓散混匀法混匀后缩分，正样的加工采取等面弧棒棒磨工艺。搓散法可以解决因样品粉碎过细结球包裹自然金导致样品难以混匀的问题。等面弧棒棒磨工艺采用“三圆夹二弧”，棒与棒、棒与筒之间混合接触

8、严密，间隙小，弧棒的任一弧面与筒的内弧壁相互吻合，接触面大且平滑，限制了粗颗粒矿物的过早磨碎，增加了脉石矿物、弧棒对金矿物的磨剥作用，缩短了金矿物磨碎滞后的时间距离，可以达到粒度细、均匀、代表性好等理想的磨矿效果。表4 为弧棒工艺弧、棒不同比例时的磨矿效果对照结果。    表4 不同磨棒对样品加工结果的影响 2.2 最终细碎粒度及加工流程 样品细碎至200 目时，当所取单个子样中金粒的平均数大于6 时，最终所有样品分析结果接近于正态分布，此时对于Au 含量较低或粒度接近0.074 mm(200目) 的金矿物占有较大比例的样品，因样品均匀程度(粒金效应)、

9、代表性和样品分析次数的限制，很可能得到落在正态分布一侧的一组结果(其中差别较大且分散于正态分布另一侧的个别结果，很可能被作为异常值而舍弃掉了)。因此细碎至粒度小于0.074 mm只是保证样品均匀性的必要条件，但并不充分， 最根本的解决办法是打“持久战”， 而不能打“速决战”。研究过程中，笔者发现某矿区样品按常规流程加工(传统的4 根圆棒棒磨工艺)，正样分析结果与等面弧棒工艺加工的副样结果存在较大差异， 副样结果有系统偏高的趋势。核对该矿区岩矿鉴定结果: 细粒金(0.0010.040 mm) 占92.3%、中粒金(0.0400.071mm) 占7.7 %。由于等面弧棒棒磨工艺大大优越于传统棒磨工

10、艺(筛分后发现，副样粒度全部为325目，而同等加工条件下的正样只有200目，在这个粒度下，该矿区样品部分金矿物与脉石矿物处于未解离状态，导致分析结果偏低)。随后，笔者又对其他类型的样品进行了对比分析，结果见表2。由此， 笔者在推荐的加工流程中提出最终细碎粒度应为325目。    3 结论 提高金矿地质样品加工质量，目的是保证最终送分析的样品有充分的代表性， 原始样品中自然金的粒径、基岩组成成分的物理性质及与之相适应的科学合理的加工工艺至关重要。具体加工过程中，控制好粒度、混匀缩分方法、细碎工艺等几个方面，即可获得较为理想的分析样品。经过反复实践验证，笔者

11、推荐的金矿地质样品加工流程及各加工步骤粒度、质量的控制，使样品分析结果的精密度及准确度较现行加工流程均有较大程度的提高， 保证了样品分析结果在地质找矿工作中的指导地位。 1) 针对矿区实际，对于特殊样品(如参与资源量计算、重要成矿区段等)，应适 当增加样品采取次数，尽量避免因加工过程中的人为失误，导致找矿方向偏差与漏矿的可能。 2) 损失率是造成分析样品人为贫化或富集的重要原因，笔者提出3步控制损失率的方法: 样品加工前野外取样质量的监控，第一次缩分前后质量的监控以及正副样品缩分前后质量的监控。这样既可以减少人为失误， 也能减少加工人员的工作强度。 3) 加工工作粉尘污染的客观性为单纯赶进度忽视加工质量提供了可能， 在降低不必要污染的同时， 实验室质量监控人员须严格履行监控手续。根据双副样加工流程， 随机抽取第1 次缩分后准备丢弃的部分样品作为质量检查样， 随同后续批次加工、化验，增加质量监控工作的权威性。 4) 建立有效的质量反馈机制，及时将分析结果与地质资料对比，如发现分析结果与地质资料不一致，需及时进行双副样分析，对分析结果重新进行审查、核对。    参考文献 1 POPbEB H A. 原生岩石地球化学晕的风化产物中金的平衡J . 国外铀金地