研究石英论文

目前，石英颗粒表面特征可以分为机械成因、化学成因和附生物特征3大类（伍永秋等，1998）。机械成因的特征是颗粒在搬运过程中受到机械作用而产生的痕迹，主要有贝壳状断口、V形撞击坑、碟形撞击坑、擦痕、平行解理台阶、平整解理面、上翻解理薄片等。化学成因的特征是指石英颗粒受沉积环境化学作用而产生的特征，主要有溶蚀沟、晶体生长、鳞片状剥落等。附生物特征主要是指生物、矿物和某些特定环境中的元素。依据鲍威尔圆度等级划分原则，以及本次研究的目的要求，将石英颗粒表面形态简单地划分为尖棱状、次棱状、次圆状、圆状4个圆度等级。利用扫描电镜（SEM）研究石英颗粒表面形态特征，对判别沉积环境及其演变历史有很大的优越性和鉴定意义（Krinsley et al.，1973；陈丽华等，1986）。

1.石英砂颗粒表面结构特征

通过石英砂颗粒表面结构的研究，以达到对沉积物的成因分类、重建古环境的目的。因此，必须十分注意颗粒形态与其搬运介质条件之间的相互关系。不同的搬运介质和动力条件所形成的石英砂颗粒表面结构特征应有所差别，但是不同的介质搬运的条件和动力又往往形成相似的表面形态特征。这就为研究工作带来了某些困难，并充分显示了自然界的复杂性和共同性。共性和差异性同存在于事物之中，研究其差异性就成为研究石英颗粒表面结构的主要方面。某些表面特征在不同环境下完全相似，但它们出现的“几率”或称为“丰度”是不尽相同的。因此研究石英颗粒表面特征在某一沉积环境下的“丰度”成为重要内容。前人研究发现，石英颗粒表面最常见的特征是贝壳状断口、平整解理面、解理面或晶面上的翻卷薄片、各种形状的凹坑、碟形坑、擦痕、SiO2的溶蚀及沉淀现象，以及矿物的重结晶、颗粒的形态等。

为了便于研究和比较，把前人获得的各种成因的沉积物的石英颗粒表面特征（表5-1）与青藏高原地区的沉积物石英颗粒表面特征进行比较，以判别其成因及相应的沉积环境。

表5-1 不同沉积环境的石英砂颗粒表面结构特征

2.石英颗粒表面特征的统计分析

对不同成因类型石英颗粒表面形态和结构特征进行对比分析。经过比较发现（表5-1），尽管石英颗粒形态和表面结构类型受各种外动力作用和复杂条件的影响，但其组合特征在很大程度上反映了成因上的内在联系和规律。如前所述，石英颗粒表面特征对其沉积环境具有鉴定意义，但不能只强调某一孤立的标志，应该采用数量分析的方法，本书采用特征颗粒百分比的方法进行定量分析。

在扫描电镜下对114粒石英砂粒进行观察，依据鲍威尔圆度等级划分原则，将石英颗粒表面形态简单地划分为尖棱状、次棱角状、次圆状、圆球状4个等级。其主要表面特征有下列21种类型：硅质鳞片、硅质球、溶蚀坑和沟、鳞片状剥落、V形撞击坑、碟形撞击坑、麻面、磨光面、半平行或弧形阶梯状裂面、贝壳状断口、平整剪切断口、裂纹扩大的破裂面、粘附小碎片、平整节理面、磨光面、翻翘薄片、压坑及碾磨痕迹、平行擦痕与刻痕。借助上述指标，对电子显微镜下观察到的特征和出现频率统计分析如下（表5-2）：

表5-2 石英颗粒表面结构成因类型的颗粒频率统计

（1）野牛沟剖面（P1-5、P1-7）（图5-20）

P1-5样采于青海省玛多县城南，岩性为土黄色含砾砂岩。坐标：N34°31′″；E97°59′″；海拔4313m。P1-5样石英表面特征如下：颗粒以棱角状为主（），的颗粒表面具有粘附小颗粒，此外25%的颗粒上见有硅质球，25%的颗粒上有鳞片状脱落的石英，50%的颗粒可见溶蚀坑和溶蚀沟，溶蚀坑和沟反映当时的沉积环境是一种高能的化学环境。这些表面形态特征表明沉积物物源比较近或者水动力条件比较强，结合研究区环境分析，认为沉积物是在强水动力环境下在很短的时间内沉积的，为源区湖泊形成初期河流相产物。

P1-7样采于该剖面的上部，岩性为灰黑色含砾粉砂层。P1-7样石英表面特征与P1-5明显不同：颗粒以磨圆较好的圆球状为主（80%），磨圆好，的颗粒具有磨光面，的颗粒表面具有粘附小颗粒，同时代表高能化学环境的溶蚀坑和沟、硅质球、硅质鳞片也比较常见。这种组合特征说明P1-7沉积环境与P1-5截然不同，水动力环境较弱，沉积物处于比较动荡的水环境中，为湖相沉积物。

（2）大野马岭剖面（P2T1-1、P2T4-1、P2T7-1）（图5-21）

P2T1-1样采于玛多县城南大野马岭，位于湖相阶地的最底部，岩性为灰褐色粉细砂层，具水平层理。坐标：N34°40′″；E98°4′″；海拔4220m。P2T1-1样石英表面特征如下：颗粒以圆球状为主，其余颗粒为次圆状，的颗粒具有磨光面，没有代表高能化学环境的溶蚀坑和沟、硅质球、硅质鳞片颗粒出现，但出现了机械成因的贝壳状断口与阶梯状裂面。这种组合特征说明其沉积环境与P1-7沉积大致相同，水动力环境较弱，处于低能环境，为湖相沉积物。P2T4-1样和P2T7-1样表现出的组合特征基本与P2T1-1样一致，然而P2T4-1样有代表高能化学环境的颗粒（）出现，这种沉积环境可能代表了当时湖泊水的盐度与P2T1-1对应的湖泊环境有所不同。

图5-20 野牛沟剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1

图5-21 大野马岭剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1

（3）黑河乡剖面（P3-13、P3-18）（图5-22）

P3-13、P3-18样采于玛多县黑河乡东，岩性为灰黄色粉细砂层。坐标：N34°′；E98°′；海拔4252m。P3-13、P3-18两个样品石英表面特征比较接近，均以圆球状颗粒为主，P3-13样圆球状颗粒达到、P3-18达到，且其余均为次圆状颗粒，无次棱角状颗粒出现；颗粒表面特征比较明显，有磨光面、平整节理面、阶梯状裂面、贝壳状断口等，这些特征对应的百分比见表5-2；而代表高化学能的溶蚀坑和溶蚀沟、硅质球等不常见，代表高能机械撞击的碟形撞击坑在两样品中较常见，分别达到了与。以上组合特征说明该样品当时处于低化学能的湖泊中，但湖泊水体动能巨大，石英颗粒表面相互撞击出碟形坑。相对与大野马岭剖面样品对应的平稳的湖泊水体来说，黑河乡剖面两样品对应的湖泊水体比较动荡。

（4）鄂陵湖北哈拉滩剖面（P6-1）（图5-23）

P6-1样采于玛多县哈拉滩一河流陡坎处，剖面厚度9m左右，岩性为黄绿色中粗粒含砾粗砂层，地层具波状层理。坐标：N35°′；E97°′；海拔4391m。P6-1样品石英表面特征如下：多数颗粒具有代表高能化学环境的硅质球、溶蚀坑和沟、鳞片状剥落颗粒，含量分别达到、、；代表机械碰撞作用形成的贝壳状断口、平整剪切断口含量分别为，；此外多数颗粒还表现出具有粘附小碎片、翻翘薄片等特征，与野牛沟P1-5样品一样，该样品颗粒也以棱角状为主（）。哈拉滩剖面样品组合特征说明该样品在高能的环境中形成，表面形态特征表明沉积物物源比较近或者水动力条件比较强，因而可以认为沉积物是在强水动力环境下在很短的时间内沉积而成的，为源区湖泊形成初期河流相产物。这与野牛沟剖面P1-5得出的结论相一致，从石英颗粒表面特征可以认为，野牛沟剖面与哈拉滩剖面形成的环境基本相似，只是分布地区不同而已。

图5-22 黑河乡剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1

图5-23 哈拉滩剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1

（一）破碎与磨矿 据调查，我国选金厂多采用颚式破碎机进行粗碎，采用标准型圆锥碎矿机中碎，而细碎则采用短头型圆锥碎矿机以及对辊碎矿机。中、小型选金厂大多采用两段一闭路碎矿，大型选金厂采用三段一闭路碎矿流程。 为了提高选矿生产能力，挖掘设备潜力，对碎矿流程进行了改造，使磨矿机的利用系数提高，采取的主要措施是实行多碎少磨，降低入磨矿石粒度。（二）重选 重选在岩金矿山应用比较广泛，多作为辅助工艺，在磨矿回路中回收粗粒金，为浮选和氰化工艺创造有利条件，改善选矿指标，提高金的总回收率，对增加产量和降低成本发挥了积极的作用。山东省约有10多个选金厂采用了重选这一工艺，平均总回收率可提高2%～3%，企业经济效益好，据不完全统计，每年可得数百万元的利润。河南、湖南、内蒙古等省（区）亦取得好的效果，采用的主要设备有溜槽、摇床、跳汰机和短锥旋流器等。从我国多数黄金矿山来看，浮—重联合流程（浮选尾矿用重选）适于采用，今后应大力推广阶段磨矿阶段选别流程，提倡能收、早收的选矿原则。（三）浮选 据调查，我国80%左右的岩金矿山采用浮选法选金，产出的精矿多送往有色冶炼厂处理。由于氰化法提金的日益发展和企业为提高经济效益，减少精矿运输损失，近年来产品结构发生了较大的变化，多采取就地处理（当然也由于选冶之间的矛盾和计价等问题，迫使矿山就地自行处理）促使浮选工艺有较大发展，在黄金生产中占有相当的重要地位。通常有优先浮选和混合浮选两种工艺。近年来在工艺流程改造和药剂添加制度方面有新的进展，浮选回收率也明显提高。据全国40多个选金厂，浮选工艺指标调查结果表明，硫化矿浮选回收率为90%，少数高达95%～97%;氧化矿回收率为75%左右;个别的达到80%～85%。近年来，浮选工艺流程的革新改造以及科研成果很多，效果明显。阶段磨浮流程，重—浮联合流程等，是目前我国浮选工艺发展的主要趋势。如湘西金矿采用重—浮联合流程，进行阶段磨矿阶段选别，获得较好指标，回收率提高6%以上；焦家金矿、五龙金矿、文峪金矿、东闯金矿等也取得一定的效果。又如新城金矿，原流程为原矿直接浮选，由于含泥较高（矿石本身含泥高，再加采矿尾砂胶结充填强度不够，带入部分泥砂）使选矿指标连续下降。经考查试验，采用了泥砂分选工艺流程，回收率由提高到，精矿品位135g/t提高到140g/t，稳定了生产。金厂峪金矿由于原矿品位逐年下降，因此使浮选指标降低，经与沈阳黄金学院等单位合作试验研究采用分支浮选工艺，提高了浮选指标和精矿品位。这一科研成果（于1988年1月黄金总公司通过了技术鉴定），为浮选工艺改造得到了新的启示。当然，浮选法和其他方法一样不是万能的，不可能对所有含金矿石都有效，主要还要考虑矿石性质，在选择工艺流程时，需进行多方面的论证和试验。 近几年来，为提高分选效果，在工艺不断改进的同时，对药剂添加制度和混合用药方面也作了不少改进和研究，在加药实现自动控制方面也有新的进展。（四）化选-水冶提金工艺 1.混汞法提金 混汞法提金工艺是一种古老的提金工艺，既简便，又经济，适于粗粒单体金的回收。我国不少黄金矿山还沿用这一方法。随着黄金生产的发展和科学技术进步，混汞法提金工艺也不断得到了改进和完善。由于环境保护要求日益严格，有的矿山取消了混汞作业，为重选、浮选和氰化法提金工艺所取代。 在黄金生产中，混汞法提金工艺仍有其重要的作用，在国内外均有应用实例。目前河北张家口、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、山东沂南等不少金矿应用了此工艺。辽宁二道沟金矿原为单一浮选流程，根据矿石性质改为混汞加浮选联合流程，总回收率提高(混汞回收率达)，尾矿品位由降到，年获效益为158万元。混汞法提金工艺关键在于如何采取防护措施，消除汞毒污染。2.氰化法提金工艺 氰化法提金工艺是现代从矿石或精矿中提取金的主要方法。氰化法提金工艺包括：氰化浸出、浸出矿浆的洗涤过滤、氰化液或氰化矿浆中金的提取和成品的冶炼等几个基本工序。我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金工艺流程，一类是以浓密机进行连续逆流洗涤，用锌粉置换沉淀回收金的所谓常规氰化法提金工艺流程（CCD法和CCF法），另一类则是无须过滤洗涤，采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流程(CIP法和CIL法)。 常规氰化法提金工艺按处理物料的不同又分两种：一种是处理浮选金精矿或处理混汞、重选尾矿的氰化厂。采用这种工艺的多是大型国营矿山。如河北金厂峪；辽宁五龙、河南杨寨峪；山东招远、新城、焦家、三山岛金矿。另一种是处理泥质氧化矿石，采用全泥搅拌氰化的提金厂。如吉林海沟；黑龙江团结沟；安徽新桥金银矿等矿山。 我国早在30年代已开始使用氰化法提金工艺。台湾金瓜石金矿在1936～1938年期间，采用氰化-锌粉置换工艺提取黄金，年产黄金15万两。 进入20世纪60年代后，为了适应国民经济的发展，大力发展矿产金的生产，在一些矿山先后采用间歇机械搅拌氰化法提金工艺和连续搅拌氰化法提金工艺取代渗滤氰化法提金工艺。1967年，首先在山东招远金矿灵山和玲珑选金厂实现了连续机械搅拌氰化工艺生产黄金，氰化法提金由70%提高到，从此连续机械搅拌氰化法提金工艺在全国各大金矿迅速获得推广。1970年金厂峪金矿、1977年五龙金矿氰化厂相继建成投产，此后国内又陆续建成投产了一批机械搅拌氰化厂，氰化法提金工艺进入了一个新的发展阶段。 黄金生产的不断发展和金矿资源的迅速开发，自20世纪80年代起泥质高的含金氧化矿石大量增加，开发对这类矿石进行全泥氰化搅拌浸出的研究，并在黑龙江团结沟金矿建设一座日处理500t矿石的氰化厂，1983年投入生产。从此，全泥氰化法提金工艺日渐推广应用，先后在河南、吉林、河北、陕西、内蒙古等地采用此法建厂提金。与此同时，为解决泥质氧化矿石在浓密过滤固液分离上的困难，于1979年11月长春黄金研究所开始对团结沟金矿的矿石采用无过滤的炭浆法提金工艺，进行了历时两年的试验研究，获得了成功。在此基础上，于1984年8月在河南灵湖金矿自行设计利用国产设备建成我国第一座日处理50t矿石的炭浆法提金厂。使我国氰化法提金工艺向前迈进了一大步。炭浆法提金工艺成为处理泥质氧化矿石的岩金矿山就地产金的重要方法之一。此后在吉林、河南、内蒙古、陕西等地建起了炭浆法提金厂。1984年末，冶金工业部黄金局为推动炭浆法提金工艺在我国的应用，移植消化国外先进技术和设备，与美国戴维麦基公司合作，在陕西省西潼峪金矿、河北省张家口金矿，分别建起了一座日处理矿石250t（西潼峪）和一座450t（张家口）的炭浸提金厂。据调查张家口金矿达到（1988年炭浆回收率为）的回收率。 依*科学大搞技术革新的试验研究，使我国黄金生产技术水平有较大提高。如金厂峪金矿研究采用锌粉代替锌丝置换金泥成功，使置换率达到，金泥含金品位明显提高，锌耗量由原锌丝置换的降到，生产成本大幅度降低。继而在招远、焦家、新城、五龙等矿山推广应用也取得明显效果。低品位氧化矿石的堆浸工艺，在丹东虎山金矿试验成功后，相继在河南、河北、辽宁、云南、湖北、内蒙古、黑龙江、吉林、陕西等省区推广应用，经济效果明显，为低品位氧化矿的开发利用开辟了道路。据不完全统计，我国目前采用堆浸法生产的黄金年产量达到万两以上（仅河南省堆浸生产的黄金累计为万两），但与发达国家相比，我国堆浸规模较小，一般为1×103～3×103t/堆，万t/堆的较少，在技术上也存在较大的差距，1988年陕西太白县双王金矿大型万吨级堆浸场投产，取得可喜的成果（矿石品位）。 国外先进技术和设备的引进消化（如美国的高效浓密机，双螺旋搅拌浸出槽，日本的马尔斯泵，带式过滤机等），使我国黄金生产在装备水平和技术水平上又有了进一步的提高，同时也促进了我国黄金生产设备向高效、节能、大型化、自动化方向发展。在硫脲提金、硫代硫酸盐提金，预氧化细菌浸出，加压催化浸出，树脂吸附等新工艺的科学研究方面，近年来也有新的进展。1979年长春黄金研究所进行硫脲提金试验获得成功，并于1984年在广西龙水矿建成一座日处理浮选金精矿10～20t的硫脲提金车间（1987年通过部级鉴定）。其他工艺虽处于试验研究阶段和正准备建厂投产，足以说明我国提金技术已发展到一个新的水平。（五）金的冶炼与回收 黄金冶炼是黄金生产中最后一道工序，其产品为成品金。冶炼有粗炼和精炼之分。精粗炼产品为合金（俗称合质金），我国黄金矿山就地产金多为合质金，直接交售给银行。黄金富矿块和各种金精矿运往有色冶炼厂加工提炼成品金（俗称含量金）。建国40年来，黄金冶炼和综合回收发展较快，冶炼技术和工艺装备水平不断提高，冶炼成本日益降低，促进了黄金生产的发展。