金礦的基本知識

1、金礦的基本知識金的化學(xué)元素符號是Au，它來自拉丁文AURNM，其原意為曙光，它是從朝霞一詞衍生出 來的。中華民族是發(fā)現(xiàn)、生產(chǎn)和使用黃金最早的民族之一。黃金由于閃閃發(fā)光，人們習(xí)慣地 把它和太陽相提并論。古人崇拜黃金像崇拜太陽一樣，因此有關(guān)黃金與太陽的傳說很多，流 傳也相當(dāng)廣。在世界上沒有任何一種金屬能像黃金這樣源源地介入人類的經(jīng)濟(jì)生活，并對人類社會產(chǎn) 生如此重大的影響。“金實(shí)質(zhì)上是人所發(fā)現(xiàn)的第一種金屬。”時(shí)間可追溯到新石器時(shí)代。那時(shí) 人們用磨制的石器，將采來的自然金加工成各種形狀的貢品和器物，漸漸地認(rèn)識了它的與眾 不同的特性。黃金以它的美麗、稀有、名貴、穩(wěn)定和極好的延展性倍受人類的喜愛。一、金礦

2、原料特點(diǎn)金的原子序數(shù)為79,位于化學(xué)元素周期表第六周期第一副族（IB），屬銅族元素。其原子 核由79個(gè)質(zhì)子和112個(gè)中子組成，屬奇-偶型核類，由此決定了金在自然界中的豐度很低。金在自然界僅有一個(gè)穩(wěn)定同位素197,金在常溫下為晶體，等軸晶系，立方面心晶格，天 然良好晶形極為少見，常呈不規(guī)則粒狀、團(tuán)塊狀、片狀、網(wǎng)狀、樹枝狀、纖維狀及海綿狀集 合體。純金為金黃色，含有雜質(zhì)時(shí)其顏色可相應(yīng)變化，如含銀或鉑時(shí)顏色變淡；含銅時(shí)顏色變 深。根據(jù)在試金板上劃下的金的條痕色澤，可估計(jì)金的成色。高成色金條痕為赤黃色；含 10%的銀時(shí)其條痕為悅目的金黃色；含銀2030%時(shí)為草黃色；銀含量超過30%則具有黃 中帶綠的色

3、調(diào)；含銀超過50 %則喪失金所固有的黃色而近于銀白色。金具有耀眼的光澤，白光下反射率平均為74%，隨著含銀量的增加，反射率增高，金硬 度增大，密度減小。故可根據(jù)硬度來確定金的成色（表3.18.1）。金的揮發(fā)性極差，在熔點(diǎn)溫度之上至1300r幾乎無揮發(fā)性，但在煤氣和CO氣氛中揮發(fā) 性大大增加。因此，在碳覆蓋層下熔煉金會因揮發(fā)而造成金的損失。金的延展性極好。1g純金可拉成3500m長、直徑0.00434mm的細(xì)絲，或壓成厚度為0.23 X10-8 mm的金箔。（一）金的化學(xué)性質(zhì)和地球化學(xué)性質(zhì)金的化學(xué)性質(zhì)金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，從常溫到高溫一般均不氧化。金不溶于一般 的酸和堿，但可溶于

4、某些混酸，如王水。金也可溶于堿金屬，氰化物，酸性的硫脲溶液，漠 溶液，沸騰的氯化鐵溶液，有氧存在的鉀、鈉、鈣、鎂的硫代硫酸鹽溶液等。堿金屬的硫化 物會腐蝕金，生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些細(xì)菌的代謝物也能溶解微量金。金的電離勢高，難以失去外層電子成正離子，也不易接受電子成陰離子，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn) 定，與其他元素的親和力微弱，因此，在自然界多呈元素狀態(tài)存在。金的地球化學(xué)性質(zhì)金具有親硫性，常與硫化物如黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、輝銻礦等密切共生;易與親硫的銀、 銅等元素形成金屬互化物。金具有親鐵性，隕鐵中含金（1150X10-12）比一般巖石高3個(gè)數(shù)量級，金經(jīng)常與親鐵的 鉑族元素形成金屬互化物。金

5、還具有親銅性，它在元素周期表中，占據(jù)著親銅和親鐵元素之間的邊緣位置，與銅、 銀屬于同一副族，但在還原地質(zhì)環(huán)境下，金的地球化學(xué)行為與相鄰元素相似，表現(xiàn)了更強(qiáng)的 親鐵性，銅、銀多富集于硫化物相內(nèi)；而金鉑多集中于金屬相。金在地球中元素豐度為0.8X10-6，地核為2.6X106，地幔為0.005X10 6，地殼為0.004X10 6。金在地殼 中的豐度只有鐵的1/1千萬，銀的1/21。地球上99%以上的金進(jìn)入地核。金的這種分布是地球長期演化過程中形成的。地球發(fā)展 早期階段形成的地殼其金的豐度較高，因此，大體上能代表早期殘存地殼組成的太古宙綠巖 帶，尤其是鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)火山巖組合，金豐度值高于地殼各

6、類巖石，可能成為金礦床的 最早的“礦源層”。綜上所述，金在地殼中豐度值本來就很低，又具有親硫性、親銅性，親鐵性，高熔點(diǎn)等性 質(zhì)，要形成工業(yè)礦床，金要富集上千倍，要形成大礦、富礦，金則要富集幾千、幾萬倍，甚至更 高，可見其規(guī)模巨大的金礦一般要經(jīng)歷相當(dāng)長的地質(zhì)時(shí)期，通過多種來源，多次成礦作用疊 加才可能形成。（二）金的礦物及其標(biāo)型特征金的礦物與分類根據(jù)礦物中金的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和含金量，可將金礦床礦物分為金礦物、含金礦物和載金礦物 三大類。所謂金的獨(dú)立礦物，系指以金礦物和含金礦物形式產(chǎn)出的金，它是自然界中金最重 要的賦存形式，也是工業(yè)開發(fā)利用的主要對象。到目前為止，世界上已發(fā)現(xiàn)98種金礦物和含金礦物，但常

7、見的只有47種，而工業(yè)直接 利用的礦物僅10多種。按晶體化學(xué)原則可將金礦物和含金礦物分為：（1）自然元素類礦物 自然金（Au），含Au80%，Ag20%；銀金礦（Au； Ag），含 Au80%50%，Ag20%50%；金銀礦（Au； Ag），含 Au50%20%，Ag50%80%；含鉑 鈀自然金（Au； Pt； Pd），含 Au84.6%95.55%，Pt011.5%，Pd012.3%；銀銅金礦（Au， Cu，Ag），含 Au67.7%，Ag12.8%，Cu9.2%，Pd4.2%，Rh4.3%。（2）金屬互化物類金礦物系指兩種或兩種以上的金屬元素在天然熔融狀態(tài)下相互溶解， 相互形成的天然合金礦

8、物。主要有：圍山礦（Au，Ag） 3Hg2；四方銅金礦CuAu。（3）金-銀碲化物類礦物有碲金礦AuTe2；碲金銀礦Ag 3 AuTe2；針碲金礦，又稱針碲 金銀礦AuAgTe4。（4）金銀硒化物類礦物硒金銀礦Ag3AuSe2。（5）金銀鉍化物類礦物 黑鉍金礦Au2Bi。（6）金銀銻化物類礦物（7）金銀硫化物類礦物 硫金銀礦（Ag3Au） 4S2。上述金礦物中以自然金及其變種（銀金礦、金銀礦）分布最廣，而且也是金的最主要工 業(yè)礦物。自然金的粒度自然金（銀金礦等）按其粒度可分為明金，顯微金、次顯微金、次電子衍射金。根據(jù)加拿大采礦公司資料，巖金礦中85%的金粒度小于0.01mm，一半以上為15m。

9、砂 金礦中絕大部分金的粒度變化范圍為0.2510mm，其中粒徑14mm者最常見。中國金礦物的特征迄今，我國已發(fā)現(xiàn)的金礦物有38種，若包括亞種和變種達(dá)46種。其中我國首次發(fā)現(xiàn)的 有22種，包括變種達(dá)25種。巖金礦床中約44種，砂金礦床中約10種。我國金的經(jīng)濟(jì)礦物主要是自然金和銀金礦，少數(shù)礦床中有金銀礦、碲金礦、針碲金銀礦、 碲金銀礦和黑鉍金礦等。個(gè)別礦床以金的碲化物為主要經(jīng)濟(jì)礦物之一。對金礦物分類，國內(nèi)尚無統(tǒng)一方案，本文選擇國內(nèi)較有權(quán)威的研究部門的金礦物分類：Au-Ag系列礦物類化學(xué)組成，大量分析資料表明，純自然金不多見，其中常含一定量的Ag，形成Au-Ag系 列礦物。對于該系列礦物類認(rèn)識，目前

10、還存在不同看法。從我國大量測試結(jié)果看，該系列礦 物的化學(xué)成分變化是連續(xù)的。亞種可分為自然金、銀金礦、金銀礦和自然銀。較純的自然金，其顏色和條痕都為濃的金黃色，密度實(shí)測值為18.9g/cm3（含Au 99.55%, Ag 0.45%）。隨Ag含量增高，顏色和條痕逐漸變淺，密度逐漸降低。實(shí)測壓入硬度VHN50g, 自然金為39.5103.3 kg/mm2。隨Ag含量增高，VHN值最初增高（自然金銀金礦），而后 降低（銀金礦-自然銀）。自然金幾乎可以在各種類型的金礦中產(chǎn)出，在大多數(shù)礦床中都是金的主要經(jīng)濟(jì)礦物之一， 在某些礦床中可以成為金的最主要經(jīng)濟(jì)礦物。金銀礦雖然可在某些礦床中見及，但一般含量 甚微

11、，僅在少數(shù)礦床中具有工業(yè)價(jià)值,或?yàn)榻?、銀的主要經(jīng)濟(jì)礦物。自然銀雖較為常見但一般 不含金，或含少量的Au（0.n%）,只在個(gè)別礦床中見含有較多量的金（Au0.n%10n%）。自然金等Au-Ag等系列礦物的共（伴生）礦物眾多，可形成多種多樣的礦物共生組合， 其中最主要的是石英和黃鐵礦。4.狗頭金狗頭金是天然產(chǎn)出，質(zhì)地不純，顆粒大而形態(tài)不規(guī)則的塊金。它通常由自然金、石英和 其他礦物集合體組成。有人以其形似狗頭，稱之為狗頭金。有人以其形似馬蹄，稱之為馬蹄 金；但多數(shù)通稱這種天然塊金為狗頭金。狗頭金在世界上分布稀少，不易多得，但由于黃金價(jià)值昂貴，被人們視為寶中之寶，因 而它也成了人類福氣的象征。根據(jù)統(tǒng)計(jì)

12、資料，迄今世界上已發(fā)現(xiàn)大于10kg的狗頭金約有800010000塊。數(shù)量最多首 推澳大利亞，占狗頭金總量的80%。其中最大的一塊重達(dá)235.87kg的狗頭金也產(chǎn)于澳大利 亞。在人類采金史中，我國也是狗頭金發(fā)現(xiàn)履見不鮮的國家之一。湖南省資水中、下游流域 是我國歷代盛產(chǎn)狗頭金地區(qū)。此外四川省白玉縣，陜西省南鄭縣、安康縣，黑龍江呼瑪縣， 吉林省樺甸縣，青海省大通縣、曲麻萊縣，山東省招遠(yuǎn)縣，河北省遵化縣等，都相繼發(fā)現(xiàn)狗 頭金，總計(jì)約有千余塊。從已發(fā)現(xiàn)的狗頭金來看，一般有三種形態(tài)，即金包石、石包金和金 包水三種?，F(xiàn)在，世界上的許多地方，不管在標(biāo)本界，個(gè)人收藏界里，這種自然金的估價(jià)都是極高 的。委內(nèi)瑞拉產(chǎn)

13、出的每組自然金晶體（0.53cm），經(jīng)紐約外匯銀行估價(jià)25萬美元；原蘇聯(lián) 某金礦發(fā)現(xiàn)的長3.812cm的立方體金粒已由莫斯科銀行全部高價(jià)收購。二、黃金的用途黃金用于工業(yè)技術(shù)方面的時(shí)間，只有幾十年，隨著現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和航天電子工業(yè)以及 信息技術(shù)、新能源、新材料的迅速發(fā)展，為黃金的應(yīng)用開拓了廣泛的領(lǐng)域。博伊爾在金的 地球化學(xué)及金礦床的專著中，稱1950年以后為“金的工業(yè)時(shí)期”。（一）金在電子工業(yè)中的應(yīng)用由于金具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，因此使金在電子工業(yè)上的用途愈來愈廣泛。 宇航技術(shù)的發(fā)展，要求穩(wěn)定程度很高的無線電電子元件愈來愈多，如高級真空管的涂料，特 種用途的電力接頭，特種精密電子儀

14、器中用的拉絲導(dǎo)線，電鍍金的高頻導(dǎo)體以及高溫焊接用 金合金。在計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)、收錄機(jī)等方面用的涂金集成電路等。據(jù)報(bào)道，1987 年全世界電子工業(yè)需求量123t，占總需求量的7.7%。（二）金在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中，也有獨(dú)特的用途，如核化工廠用的材料，人造纖維類工廠用的合金噴絲 頭等。（三）金在宇航工業(yè)中的應(yīng)用 在航天工業(yè)中，金的用途也在發(fā)展與開拓之中。飛機(jī)和其他空間運(yùn)輸工具中用的鍍金紅外裝 置和熱反射器，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用涂金防熱罩或熱遮護(hù)板以及飛機(jī)、汽車、輪船等 交通工具涂有薄層金的熱擋玻璃等。（四）金在傳統(tǒng)工業(yè)中應(yīng)用鑲牙業(yè)、照相和制筆等傳統(tǒng)工業(yè)中，黃金的應(yīng)用仍具有一定的消耗量。金在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng) 用，正處在不斷開發(fā)中。日本某大學(xué)原子能研究所秋洪良三發(fā)現(xiàn)金晶體堆積，可構(gòu)成超導(dǎo)薄 膜。預(yù)計(jì)，隨著科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)不斷出現(xiàn)，黃金的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。1985年底世界黃金儲備量為65315t,其中官方黃金儲備最多的是美國，達(dá)8220t，私