對金礦樣品制備工藝的質(zhì)量控制研究

1、對金礦樣品制備工藝的質(zhì)量控制研究    （湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局407隊,湖南 懷化 418000） 摘 要: 針對金礦的特點，本文主要對金礦樣品制備工藝的質(zhì)量控制進行了研究。在地質(zhì)樣品制備過程中，粒度和質(zhì)量是保證樣品代表性的關(guān)鍵，在此基礎上，把握好樣品縮分、細碎工藝兩個環(huán)節(jié)， 即可獲得較為理想的分析樣品。 關(guān)鍵詞: 金礦樣品； 制備工藝； 質(zhì)量控制 在自然界中，金多以單質(zhì)狀態(tài)存在于硫化礦的石英脈中，或以礦金形式分散在某些礦石中，分布極不均勻，而且金的物理，化學性質(zhì)也很特殊。因此各類金礦樣品中所含自然金顆粒大小也不一，含Au礦物成分差別很大，而且金的密度大

2、、延展性強，與脈石礦物在物理性質(zhì)方面存在顯著性差異，致使制樣過程中脈石礦物與金礦物破碎不同步，導致Au 含量在同一樣品各縮分子樣間誤差有時超過100%，如果在此基礎上進行地球化學資料解釋，勢必產(chǎn)生誤導，給地質(zhì)找礦、礦床評價及制定找礦策略帶來嚴重影響，造成巨大的經(jīng)濟損失。 1 樣品的縮分 1.1 切喬特公式 野外采集的地質(zhì)樣品從幾十kg(井、槽探類樣品) 到數(shù)百g (鉆孔、揀塊類樣品) 不等，為獲得較為均勻且有代表性的樣品，傳統(tǒng)上一直沿用切喬特公式Q =Kd2 對樣品進行縮分，Q 表示樣品破碎到一定粒度時的最低可靠質(zhì)量，K 為礦石特性系數(shù)，d 為與Q 相對應的樣品最大顆粒直徑。由于礦石中Au 的

3、含量變化范圍達34 個數(shù)量級(0.0n×10-6 n.n×10-3)，用0.21.0 這么簡單的礦石特性系數(shù)補償待測元素含量變化的傳統(tǒng)做法，顯然達不到獲得有充分代表性樣品的目的。其次，由于自然金與脈石礦物在物理性質(zhì)上差別很大， 樣品加工過程中(主要指樣品加工后期)，二者的破碎不同步，自然金的粒徑大于脈石礦物粒徑，因此公式中d的指數(shù)項應該大于2，而不是等于2。所以，用切喬特公式作為制定樣品加工流程的基本依據(jù)無法保證最終樣品的代表性。 1.2 第一次縮分粒度 根據(jù)物相分析結(jié)果，Au 含量小于0.1×10-6時，主要分散于石英、硅酸鹽等造巖礦物中，當大于0.5×

4、;10 - 6時，主要存在于黃鐵礦等金屬礦物的顯微包裹體中。由于自然金與其他礦物多呈復合顆粒存在，從表1電磁流體分析結(jié)果可以看出: 當樣品粒度小于1mm 時，電磁流體分開的輕重2 部分樣品，Au 的含量相差百余倍，重的部分發(fā)生了明顯的集中，為克服因Au偏析帶來的影響， 筆者提出在1mm 即礦物單體開始發(fā)生解離的粒徑時，對井、槽探等質(zhì)量較大的樣品進行初步縮分。同時，為進一步克服“粒金效應”，跟據(jù)野外地質(zhì)資料，對10%50% 在找礦方向上具有重要指導意義的特殊樣品(重要礦段、接觸帶、有望成礦地段)混勻后分成雙樣，用正樣與輔助正樣分析結(jié)果的算術(shù)平均值作為該原始樣品的分析結(jié)果。 表1 樣品分析結(jié)果 方

5、法提出的理論依據(jù):S2= 2B/N 。式中S 為N 個單獨稱樣且最佳質(zhì)量條件下樣品所有檢測值平均數(shù)的不確定度， B 為度量被檢測樣品不均勻性程度的經(jīng)驗偏析常數(shù)。根據(jù)這個關(guān)系，要使測定平均值的精密度提高1 倍，必須取4 倍數(shù)量的樣品，上述雙樣包含雙正樣、雙副樣，達到了提高分析結(jié)果準確程度的目的。多次縮分樣分析結(jié)果的算術(shù)平均值與選冶廠比較的結(jié)果為1.07 (將4000kg 組合大樣縮分后待拋棄的樣品全部合并送選冶廠，根據(jù)最終回收率計算原礦Au 含量)，證實了方法的可靠性。筆者對幾個礦區(qū)的樣品按推薦流程加工，待拋棄部分按現(xiàn)行流程加工，結(jié)果見表 表2 樣品分析結(jié)果對照w (Au)/ 10- 6 注:結(jié)

6、果為5 次隨機測定的算術(shù)平均值。 1.3 正副樣品縮分粒度 對湖南省懷化市某巖漿熱液型金礦石做了縮分對比實驗，該區(qū)曾在一個光片上鑒定出1374 個金粒，自然金集中分布于5.6cm2 光片的1/ 3 部位，粒度在0.0050.800mm 之間，粒度差達160 倍，Au 含量分析結(jié)果見表3，可以看出縮分粒度小于0.18 mm (80目)最為理想，筆者選擇0.149mm (100目)縮分正副樣品。 表3 ZK05 19 樣品縮分粒度實驗結(jié)果 2 細碎工藝及設備 2.1 縮分方法及細碎工藝 由于巖石礦物組合與金礦物的粉碎程度、分散程度和均勻性密切相關(guān)，該區(qū)金礦石中，石英、云母、綠泥石、滑石等硅質(zhì)及硅酸

7、鹽類礦物含量較多，它們比重小，有的與金礦物比重差達10倍，金礦物在這類樣品中不易混勻。其他如碳酸鹽類礦物硬度小，比重也小，同樣不利于金礦物的粉碎與分散。褐鐵礦、綠泥石、云母等含水類礦物硬度低，礦石粉碎后有很強的粘結(jié)性和包裹性。含黃鐵礦較多的礦石，硬度和比重都較大，這種礦石的自磨性、金礦物的分散性均較好，但在空氣中易吸濕、吸氧變質(zhì)，使樣品的體積、質(zhì)量遞增并發(fā)生不同程度的粘結(jié)。鑒于以上情況，筆者提出正副樣品必須采取掀角搓散混勻法混勻后縮分，正樣的加工采取等面弧棒棒磨工藝。搓散法可以解決因樣品粉碎過細結(jié)球包裹自然金導致樣品難以混勻的問題。等面弧棒棒磨工藝采用“三圓夾二弧”，棒與棒、棒與筒之間混合接觸

8、嚴密，間隙小，弧棒的任一弧面與筒的內(nèi)弧壁相互吻合，接觸面大且平滑，限制了粗顆粒礦物的過早磨碎，增加了脈石礦物、弧棒對金礦物的磨剝作用，縮短了金礦物磨碎滯后的時間距離，可以達到粒度細、均勻、代表性好等理想的磨礦效果。表4 為弧棒工藝弧、棒不同比例時的磨礦效果對照結(jié)果。    表4 不同磨棒對樣品加工結(jié)果的影響 2.2 最終細碎粒度及加工流程 樣品細碎至200 目時，當所取單個子樣中金粒的平均數(shù)大于6 時，最終所有樣品分析結(jié)果接近于正態(tài)分布，此時對于Au 含量較低或粒度接近0.074 mm(200目) 的金礦物占有較大比例的樣品，因樣品均勻程度(粒金效應)、

9、代表性和樣品分析次數(shù)的限制，很可能得到落在正態(tài)分布一側(cè)的一組結(jié)果(其中差別較大且分散于正態(tài)分布另一側(cè)的個別結(jié)果，很可能被作為異常值而舍棄掉了)。因此細碎至粒度小于0.074 mm只是保證樣品均勻性的必要條件，但并不充分， 最根本的解決辦法是打“持久戰(zhàn)”， 而不能打“速決戰(zhàn)”。研究過程中，筆者發(fā)現(xiàn)某礦區(qū)樣品按常規(guī)流程加工(傳統(tǒng)的4 根圓棒棒磨工藝)，正樣分析結(jié)果與等面弧棒工藝加工的副樣結(jié)果存在較大差異， 副樣結(jié)果有系統(tǒng)偏高的趨勢。核對該礦區(qū)巖礦鑒定結(jié)果: 細粒金(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藝大大優(yōu)越于傳統(tǒng)棒磨工

10、藝(篩分后發(fā)現(xiàn)，副樣粒度全部為325目，而同等加工條件下的正樣只有200目，在這個粒度下，該礦區(qū)樣品部分金礦物與脈石礦物處于未解離狀態(tài)，導致分析結(jié)果偏低)。隨后，筆者又對其他類型的樣品進行了對比分析，結(jié)果見表2。由此， 筆者在推薦的加工流程中提出最終細碎粒度應為325目。    3 結(jié)論 提高金礦地質(zhì)樣品加工質(zhì)量，目的是保證最終送分析的樣品有充分的代表性， 原始樣品中自然金的粒徑、基巖組成成分的物理性質(zhì)及與之相適應的科學合理的加工工藝至關(guān)重要。具體加工過程中，控制好粒度、混勻縮分方法、細碎工藝等幾個方面，即可獲得較為理想的分析樣品。經(jīng)過反復實踐驗證，筆者

11、推薦的金礦地質(zhì)樣品加工流程及各加工步驟粒度、質(zhì)量的控制，使樣品分析結(jié)果的精密度及準確度較現(xiàn)行加工流程均有較大程度的提高， 保證了樣品分析結(jié)果在地質(zhì)找礦工作中的指導地位。 1) 針對礦區(qū)實際，對于特殊樣品(如參與資源量計算、重要成礦區(qū)段等)，應適 當增加樣品采取次數(shù)，盡量避免因加工過程中的人為失誤，導致找礦方向偏差與漏礦的可能。 2) 損失率是造成分析樣品人為貧化或富集的重要原因，筆者提出3步控制損失率的方法: 樣品加工前野外取樣質(zhì)量的監(jiān)控，第一次縮分前后質(zhì)量的監(jiān)控以及正副樣品縮分前后質(zhì)量的監(jiān)控。這樣既可以減少人為失誤， 也能減少加工人員的工作強度。 3) 加工工作粉塵污染的客觀性為單純趕進度忽視加工質(zhì)量提供了可能， 在降低不必要污染的同時， 實驗室質(zhì)量監(jiān)控人員須嚴格履行監(jiān)控手續(xù)。根據(jù)雙副樣加工流程， 隨機抽取第1 次縮分后準備丟棄的部分樣品作為質(zhì)量檢查樣， 隨同后續(xù)批次加工、化驗，增加質(zhì)量監(jiān)控工作的權(quán)威性。 4) 建立有效的質(zhì)量反饋機制，及時將分析結(jié)果與地質(zhì)資料對比，如發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與地質(zhì)資料不一致，需及時進行雙副樣分析，對分析結(jié)果重新進行審查、核對。    參考文獻 1 POPbEB H A. 原生巖石地球化學暈的風化產(chǎn)物中金的平衡J . 國外鈾金地