我國西南部某低品位鎢多金屬礦工藝礦物學研究

梁冬云，李 波，洪秋陽

（廣州有色金屬研究院，廣東 廣州 510651）

某低品位白鎢多金屬礦產(chǎn)于我國西南地區(qū)，賦存于輝石-石榴石夕卡巖中，是一種新型的白鎢資源。雖然礦石中各金屬的品位均偏低，但因其貯藏量大，綜合產(chǎn)值高而具重大經(jīng)濟價值。然而，該礦石由于品位低且多金屬混生，選礦分離各金屬極具難度，顯而易見，開發(fā)利用此類低品位復雜礦石必須具備選礦新技術(shù)和新工藝的支撐［1］。工藝礦物學是一門以研究礦石中礦物的性質(zhì)狀態(tài)和加工過程的變化為主要內(nèi)容的學科，通過定量檢測礦石的化學成分、礦物組成、礦物的嵌布粒度、礦物在磨礦過程的可解離性、有用和有害元素在礦石中的賦存狀態(tài)等參數(shù)來對礦石進行剖析和研究，研究結(jié)果為詮釋選礦機理、制定選礦工藝方案和實現(xiàn)選礦過程優(yōu)化提供礦物學依據(jù)。本研究擬從工藝礦物學的角度，查明該礦石礦物組成、各有用礦物的嵌布特征和粒度特征，各有用金屬在礦石中的賦存狀態(tài)，以為此類礦石選礦工藝研究提供基礎(chǔ)資料和理論依據(jù)。

1 原礦物質(zhì)組成

對該鎢多金屬礦石主要元素進行化學分析：WO30.21％；Mo 0.048％；Bi 0.079％；Sn＜0.01％；Cu 0.27％；S2.23％；Fe13.21％；CaO18.91％；MgO2.17％；SiO235.76％；Al2O36.06％；CaF28.89％；CaO315.07％。

經(jīng)顯微鏡查定和礦物定量檢測，在該礦石中，鎢礦物主要為白鎢礦，未見有黑鎢礦和鎢華；金屬硫化物種類較多，有黃銅礦、輝鉬礦、輝鉍礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，極少量毒砂、閃鋅礦；自然元素礦物有自然鉍；脈石礦物有普通輝石、鈣鋁榴石、硅灰石、長石、石英、螢石、方解石等。主要礦物相對含量見表1。

表1 主要礦物相對含量 ％

2 主要有價礦物的嵌布粒度和可解離性

表2 主要礦物嵌布粒度

經(jīng)磨制礦石光片，顯微鏡下測定各主要礦物的嵌布粒度，測定結(jié)果如表2所示。由表2可知，輝鉬礦的嵌布粒度較粗，主要粒度范圍為0.04～0.8mm；白鎢礦的嵌布粒度也相對較粗，主要粒度范圍為0.04～0.32mm；黃銅礦粒度呈不均勻嵌布，主要分布在0.02～0.64mm粒度范圍內(nèi)；自然鉍（包括少量輝鉍礦）的嵌布粒度最細，主要粒度范圍為0.01～0.08mm，且有約35％的自然鉍粒度小于0.02mm，這部分自然鉍包含于脈石和磁黃鐵礦中，不易解離，將影響鉍的回收效果。

為了選擇合理的磨礦細度，避免有用金屬礦物過磨，分別測定了不同磨礦細度下主要有價礦物的解離度，測定結(jié)果如圖1～4所示。解離度測定結(jié)果表明，白鎢礦和輝鉬礦易于解離，在磨礦細度-0.074mm占78.16％時已達到良好解離；黃銅礦易解離程度居中，在磨礦細度-0.074mm占86.40％時均能達到較好的解離；而鉍礦物（包括自然鉍和輝鉍礦）則很難解離，在磨礦細度-0.074mm占94.10％時才能達到較好解離。由此可見，在選擇磨礦細度和磨礦方式上必須綜合考慮各礦物的解離性差異。

圖1 白鎢礦在各磨礦細度下各粒級的解離度

圖2 黃銅礦在各磨礦細度下各粒級的解離度

圖3 鉍礦物在各磨礦細度下各粒級的解離度

圖4 輝鉬礦在各磨礦細度下各粒級的解離度

3 主要有價礦物嵌布特征

白鎢礦CaWO4：該礦石中白鎢礦呈不規(guī)則粒狀、次圓粒狀產(chǎn)出，與普通輝石、方解石、螢石等礦物嵌布關(guān)系密切。白鎢礦單礦物分析：WO375.14％，Mo 2.56％，結(jié)果說明該白鎢礦含鎢量比理論值（WO380.53％）低。造成該白鎢礦含鎢量偏低有兩個因素：一是鉬以類質(zhì)同象方式進入白鎢礦晶格，有2.56％的鉬替代了該白鎢礦晶格中的鎢；二是白鎢礦內(nèi)含微細粒脈石包裹體［2］。

輝鉬礦MoS2：該礦石中輝鉬礦嵌布粒度較粗，多呈板狀或片狀嵌布于脈石縫隙中，且多與自然鉍伴生，但自然鉍的嵌布粒度遠比輝鉬礦細小。

圖5 自然鉍呈不規(guī)則粒狀充填于礦石孔隙中，嵌布粒度大小不一

自然鉍Bi和輝鉍礦Bi2S3：鉍是該礦石的主要回收金屬之一，主要為自然鉍和少量輝鉍礦。自然鉍在礦石中分布較廣，多呈微細粒充填于礦石縫隙或普通輝石的溶蝕孔中（參見圖5），分散且粒度細微，并且表面多已氧化，呈淡紅的錆色。有少量粒度極粗的自然鉍，充填于礦石裂縫中或在方解石脈中，呈不規(guī)則狀產(chǎn)出，粗粒的自然鉍未見氧化現(xiàn)象。另外，少量的極微細的圓粒狀自然鉍，包含在方解石中，呈串珠狀分布，但這些自然鉍多呈新鮮狀。包含于普通輝石和方解石中的部分自然鉍，粒度過于微細不易解離，是影響鉍回收率的因素之一。自然鉍在空氣中易氧化，尤其是微細?？紫冻涮畹淖匀汇G，多見氧化現(xiàn)象，此是影響鉍回收率的因素之二。

礦石中僅見有少量輝鉍礦，多與自然鉍連生，或包裹于自然鉍中與自然鉍呈熔離狀，或見顆粒邊緣為自然鉍，內(nèi)核為蝕變殘余的輝鉍礦。

黃銅礦CuFeS2：黃銅礦在礦石中呈浸染狀分布，嵌布粒度粗細不均勻，與脈石礦物之間具有復雜的連生界面，有些黃銅礦內(nèi)包含微細粒脈石包裹體；部分黃銅礦與磁黃鐵礦呈熔融分離，兩者都具平直的連生界面。

4 各有價金屬在礦石中的分布

4.1 鎢在礦石中的分布

根據(jù)原礦礦物定量分析和單礦物含鎢量分析，鎢在主要礦物中的分配如表3所示。由表中結(jié)果可見，鎢主要以白鎢礦礦物形式存在，占88％左右，其余的鎢以微細包裹體形式分散在硫化礦物中或分散于脈石礦物中。即鎢的理論回收率為88％左右。

表3 鎢在各主要礦物中的分配

4.2 銅在礦石中的分布

銅在各主要礦物中的分配見表4，由表中結(jié)果可見，銅主要以黃銅礦礦物形式存在，黃銅礦中的銅占原礦總銅的95％以上，分散于硫化鐵礦物中的銅約占3％～4％，分散于脈石礦物中的銅約占1％左右。預計銅的最高回收率為95％左右。

表4 銅在各主要礦物中的分配

4.3 鉍在礦石中的分布

由表5鉍在各主要礦物中的分配可見，鉍主要以自然鉍和少量輝鉍礦的礦物形式存在，自然鉍和輝鉍礦中的鉍占原礦總鉍量的79％左右。由于自然鉍粒度細微，包裹于輝石、方解石等脈石礦物中，約有20％左右的鉍分散在硫化礦物和脈石中，鉍的理論回收率僅達79％左右。

表5 鉍在各主要礦物中的分配

4.4 鉬在礦石中的分布

鉬在各主要礦物中的分配如表6所示，由表中結(jié)果可見，該礦石中主要鉬礦物為輝鉬礦，白鎢礦含鉬達2.56％，白鎢礦中的鉬占了原礦總鉬的13.66％。由于白鎢礦包含了約14％左右的鉬，從輝鉬礦中回收鉬，鉬的理論回收率僅為80％左右。

表6 鉬在各主要礦物中的分配

5 結(jié)果和討論

（1）該礦石有價金屬種類多，礦物種類也多，且含量低，給選礦分選帶來難度。主要脈石礦物有普通輝石、鈣鋁榴石、方解石、螢石、石英等，含鈣脈石數(shù)量較多，對鎢的精選有一定影響。

（2）白鎢礦、黃銅礦、輝鉬礦的嵌布粒度較粗，較易解離，有利于選礦分選，而自然鉍的嵌布粒度較細，且嵌布關(guān)系較復雜，多包含于輝石、方解石等脈石礦物中，較難解離。因此，磨礦后，前者都有良好的解離度，而鉍礦物的解離度相對較差。

（3）自然鉍在礦石中分布較廣，大多呈微細粒充填于礦石縫隙或普通輝石的溶蝕孔中，分散且粒度細微，并且多已氧化，這是影響鉍回收的重要因素之一；少量的極微細圓粒狀自然鉍，雖然未見氧化現(xiàn)象，但呈串珠狀包含在方解石中，這部分自然鉍由于粒度過細不易解離，也將影響鉍的回收率。

（4）在多金屬礦石中，鎢主要以白鎢礦礦物形式存在，理論回收率為88％左右；銅主要以黃銅礦的形式存在，理論回收率高達95％左右；鉍主要以自然鉍和少量輝鉍礦的礦物形式存在，由于自然鉍粒度細微，包裹于輝石、方解石等脈石礦物中，約有20％左右的鉍分散在硫化礦物和脈石中，鉍的理論回收率僅達79％左右；由于礦石中白鎢礦含鉬較高，白鎢礦中含鉬占了原礦總鉬的13.66％，輝鉬礦中的鉬僅占原礦總鉬的80％，因此從輝鉬礦中回收鉬的理論回收率僅約為80％。

［1］張 濤.淺析我國鎢礦開發(fā)利用過程中存在的問題與對策［J］.中國金屬通報.2010，（40）：40-41.

［2］梁冬云，李 波，高玉德.甘肅某白鎢礦石工藝礦物學研究［J］.中國鎢業(yè)，2009，24（6）：17-19.