安徽某含銅鐵硫礦石工藝礦物學(xué)

劉艷飛， 艾光華,2， 吳昊， 嚴(yán)華山

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

工藝礦物學(xué)常以入選的礦石為研究對(duì)象，可得到礦物組成、含量、粒度大小、相互間的嵌布特征、單體解離度、賦存狀態(tài)等對(duì)選礦具有重要指導(dǎo)作用的信息[1-5].在礦石資源“貧、細(xì)、雜”化的大趨勢(shì)下，工藝礦物學(xué)作用愈發(fā)凸顯，在選礦實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用.例如在金的選礦中通過工藝礦物學(xué)確定其賦存狀態(tài)，有助于提高貴金屬的綜合回收水平[6-8]；而針對(duì)國(guó)內(nèi)復(fù)雜多金屬硫化礦資源的工藝礦物學(xué)研究可實(shí)現(xiàn)多金屬資源的高效回收[9-12]；亦可對(duì)尾礦及冶煉渣進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，并根據(jù)其特點(diǎn)采用有針對(duì)性的選別方法進(jìn)行回收[13-15]，從而有效減少尾礦堆積并實(shí)現(xiàn)二次資源綜合利用.目前較先進(jìn)的工藝礦物學(xué)研究手段有澳大利亞研制的QEMSCAN系統(tǒng)和自動(dòng)礦物分析儀（MLA）[16-18]，均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)定礦物的各種工藝礦物學(xué)參數(shù).安徽某銅鐵礦石為新發(fā)現(xiàn)礦石，為配合礦山制定最佳的選礦工藝流程，并為選礦廠初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對(duì)該礦石進(jìn)行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究.

1 礦石化學(xué)成分

工藝礦物學(xué)測(cè)試研究用樣取自安徽某礦山，礦物鏡像研究樣品為粒徑100～150 mm的塊狀礦樣；大塊礦石經(jīng)破碎、篩分至粒徑小于2 mm后通過環(huán)錐法堆4次混勻，縮分取樣制得分析試樣.

1.1 原礦化學(xué)多元素分析

對(duì)試樣進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1.

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table1 Analysisresultsof chemicalcompositionof ore/%

由表1原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果表明，該礦石屬于銅鐵硫礦石，銅、鐵、硫品位分別為0.27%，27.87%、16.76%，具有較高的綜合利用價(jià)值，可采用合理選礦流程進(jìn)行回收.礦石含有貴金屬金、銀，但其含量過低，無回收價(jià)值，其它元素均未達(dá)到綜合利用的指標(biāo)要求.為使目的礦物有效富集回收，需主要抑制SiO2、Al2O3、CaO和MgO等脈石成分，4種脈石組分含量總計(jì)達(dá)39.66%.

1.2 原礦銅、鐵物相分析

為查明礦石中Cu、Fe有價(jià)元素的賦存狀態(tài)及分布情況，對(duì)礦石中銅、鐵礦物進(jìn)行了詳細(xì)的物相分析，原礦銅、鐵物相分析結(jié)果分別見表2、表3.

由表2原礦銅物相分析結(jié)果表明，礦石中的銅主要以原生硫化銅的形式存在，占礦石中總銅的83.3%；次為次生硫化銅礦物，占11.1%；剩余5.6%為自由氧化銅與結(jié)合氧化銅礦物.較易回收的原生硫化銅和次生硫化銅礦物總含量為該礦石銅的理論回收率，表明采用適宜選礦流程和合理的藥劑制度，銅理論回收率接近90%～94%.

表2 原礦銅物相分析結(jié)果 /%Table2 Analysisresultsof copper phaseof ore/%

表3 原礦鐵物相分析結(jié)果 /%Table3 Analysisresultsof iron phaseof ore/%

由表3原礦鐵物相分析結(jié)果表明，該礦石中主要鐵礦物為非磁性鐵礦物，即黃鐵礦，占84.63%；次為磁鐵礦，占13.91%；剩余1.46%為磁黃鐵礦.黃鐵礦以浮選方法回收[19-21]，磁鐵礦和磁黃鐵礦以磁選手段回收[22-25]，磁黃鐵礦的存在對(duì)黃鐵礦浮選具有一定影響[25-28].

2 礦石的礦物組成及相對(duì)含量

經(jīng)鏡下鑒定并結(jié)合其他檢測(cè)結(jié)果表明，礦石中含眾多礦物，主要金屬礦物為黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、白鐵礦、黃銅礦，次為膠狀黃鐵礦、菱鐵礦、毒砂，含微量輝鉍礦、褐鐵礦；脈石主要是石英、綠泥石、方解石，次為絹云母、高嶺石、電氣石、角閃石、石榴石，偶見磷灰石.

礦石礦物相對(duì)含量見表4所示.由表4可知，該礦石主要回收的有價(jià)礦物為黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦；有害礦物主要有石英、方解石、絹云母、高嶺石、綠泥石等.

表4 礦石礦物相對(duì)含量 /%Table4 Mineralrelativecontentofore/%

3 礦石中主要礦物的賦存狀態(tài)及嵌布特征

3.1 礦石主要有用礦物的賦存狀態(tài)及嵌布特征

3.1.1 黃銅礦（CuFeS2）

黃銅礦為該礦主要含銅礦物，銅主要賦存于黃銅礦中.黃銅礦大部分呈不規(guī)則形態(tài)，呈團(tuán)粒狀，星點(diǎn)狀、浸染狀與赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、電氣石、石英等連生.充填分布柱粒的赤鐵礦、電氣石之間（見圖1），包含黃鐵礦、磁鐵礦細(xì)微粒（見圖2）；另見嵌布粒度為0.003～0.08 mm的渾圓粒狀黃銅礦包裹于黃鐵礦；或充填黃鐵礦粒間，包裹電氣石、黃鐵礦、自形石英.黃銅礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果見圖3.

圖1 黃銅礦沿放射狀電氣石柱粒間分布薄片×100（＋）Fig.1 Chalcopyritewasradially distributed in tourmaline.Thinslice×100（+）

3.1.2 磁鐵礦（Fe3O4）

圖2 黃銅礦包含磁鐵礦，易被輝鉍礦交叉反光×100（＋）Fig.2 Chalcopyritecontained magnetite,easily crossed bybismuthinite.Opticalmicroscope×100（＋）

磁鐵礦是鐵的主要賦存礦物形態(tài)，呈自形晶，聚粒鑲嵌，稠密浸染狀，團(tuán)粒狀.磁鐵礦多被赤鐵礦，方解石交代，赤鐵礦在邊緣分布呈鑲邊（見圖4），方解石交代自形磁鐵礦呈晶狀（見圖5），穿孔狀.有的方解石與黃鐵礦共同交代磁鐵礦呈篩孔狀；磁鐵礦粒間有黃銅礦充填交代；在閃長(zhǎng)巖中，有的磁鐵礦與綠泥石共同交代角閃石，保留角閃石菱形假象；有的磁鐵礦被黃鐵礦包裹.磁鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果見圖6.

賞識(shí)教育作為幼兒教育中的首要教學(xué)方法，是在幼兒教育過程中通過鼓勵(lì)性的話語和肢體語言啟發(fā)幼兒，讓幼兒在受教育中得到更多的愛與關(guān)心。不僅能夠幫助幼兒建立自信心，而且有助于幼兒心智全面健康發(fā)展。以下分三個(gè)方面對(duì)賞識(shí)教育在幼兒教育中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行探索。

3.1.3 赤鐵礦（Fe2O3）

呈板柱狀、葉片狀、不規(guī)則狀，有的單獨(dú)產(chǎn)出局部分布于石英脈中，多見交代磁鐵礦呈鑲邊，在赤鐵礦柱、片間有黃銅礦充填交代，并與磁鐵礦連生（見圖7）；有的與黃鐵礦、磁鐵礦一起充填于柱狀電氣石間（見圖8）；有的黃鐵礦被赤鐵礦交代，赤鐵礦、磁鐵礦組成微脈穿切黃鐵礦，或沿黃鐵礦粒間分布.赤鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果見圖9.

圖3 黃銅礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果Fig.3 Morphology and energy spectrumof chalcopyrite

圖4 赤鐵礦在磁鐵礦邊緣分布呈鑲邊 反光×100（＋）Fig.4 Hematite distributed in the edge of magnetite was trimmed.Optical microscope×100（＋）

圖5 自形磁鐵礦被方解石交代呈骸晶狀 反光×100（＋）Fig.5 Euhedral magnetite metasomatized by calcite as skeletal crystal.Optical microscope×100（＋）

圖6 磁鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果Fig.6 Morphology and energy spectrum of magnetite

圖7 赤鐵礦板柱狀與磁鐵礦連生，被黃銅礦交代 反光×100（＋）Fig.7 Hematite and magnetite intergrowth of plate column,metasomatized by chalcopyrite.Optical microscope×100（＋）

圖8 磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦充填于柱狀電氣石間反光×100（＋）Fig.8 Magnetite,hematite,pyrite was filled in the column tourmaline.Optical microscope×100（＋）

圖9 赤鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果Fig.9 Morphology and energy spectrum of hematite

3.1.4 黃鐵礦（FeS2）

黃鐵礦是硫元素的主要賦存礦物.以單晶，或聚粒嵌布，有的呈組成集合體形態(tài)，或呈斑晶粗大顆粒形式；有的呈星散狀分布于閃長(zhǎng)巖中（見圖10、圖11）；被赤鐵礦、脈穿切或沿黃鐵礦粒間充填；有的和白鐵礦連生.黃鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果見圖12.

圖10 磁鐵礦、黃鐵礦大小不等星散狀分布于脈石中 反光×100（＋）Fig.10 Magnetite,pyrite sizes scattered distribution in the gangue.Optical microscope×100（＋）

圖11 斑狀變晶黃鐵礦、基質(zhì)細(xì)粒黃鐵礦 反光×100（＋）Fig.11 Porphyroblastic pyrite,matrix fine grained pyrite.optical microscope×100（＋）

圖12 黃鐵礦單礦物形貌及能譜分析結(jié)果Fig.12 Morphology and energy spectrum of pyrite

3.2 礦石主要脈石礦物的賦存狀態(tài)及嵌布特征

3.2.1 石英SiO2

呈條狀、自形柱狀、柱粒狀集合體，交代閃長(zhǎng)石，與綠泥石、絹云母等伴生；有的組成脈狀，脈中有磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、赤鐵礦分布.

3.2.2 電氣石 NaFe3Al6[Si6O18]（BO6）（OHF）4

圖13 石英與電氣石復(fù)雜連生 薄片×100（＋）Fig.13 The complex intergrowth of quartz andtourmaline.Thin slice×100 （+）

3.2.3 綠泥石 （MgFe）3Al[Si3O10]（OH）8

呈鱗片集合體，與磁鐵礦共生交代角閃石（見圖14），有的呈鱗片集合體，單獨(dú)產(chǎn)出交代角閃石，斜長(zhǎng)石；有的與石英、絹云母伴生；或組成脈狀.

圖14 綠泥石交代、角閃石、斑晶假象，磁鐵礦浸染狀分布閃長(zhǎng)巖 薄片×100（-）Fig.14 Chlorite metasomatism,amphibole,phenocrysts illusion,magnetite disseminated diorite.Thin slice ×100（-）

4 礦石中主要礦物的粒度組成及單體解離特征

4.1 礦石中主要有用礦物的粒度組成

研究了礦石中銅礦物、鐵礦物（磁鐵礦、赤鐵礦）、硫礦物（黃鐵礦）等有用礦物的粒度組成，礦石中主要有用礦物的粒度組成見表5.

表5 礦石中主要有用礦物的粒度組成/%Table 5 Particle size composition of main useful minerals in ore/%

由表5可知，礦石中銅礦物的嵌布粒度較細(xì)，粒徑小于0.074 mm含量占64.87%，主要為細(xì)粒嵌布；鐵礦物以粗中粒級(jí)嵌布為主，粒徑大于0.074 mm含量占71.26%；硫礦物以細(xì)粒嵌布為主，粒徑小于0.074 mm含量占66.18%.銅、鐵、硫礦物的嵌布粒度特征決定其選礦工藝，應(yīng)考慮在較粗的磨礦粒度條件下，先磁選回收磁性鐵礦物，磁選尾礦再磨至較細(xì)粒度使銅、硫礦物充分單體解離后，再采用合適的藥劑制度浮選銅、硫礦物.

4.2 礦石中主要有用礦物的單體解離特征

銅礦物、磁鐵礦（含赤鐵礦）、硫鐵礦的單體解離度分別見表6、表7、表8.

表6 銅物礦的單體解離度/%Table 6 Monomer liberation degree of copper/%

表7 磁鐵礦的單體解離度/%Table 7 Monomer liberation degree of magnetite/%

表8 硫鐵礦的單體解離度/%Table 8 Monomer liberation degree of pyrite/%

由表6可知，礦石中銅礦物的單體解離度較好，0.074～0.150 mm粒級(jí)的單體含量為81.82%，0.043～0.074 mm粒級(jí)的單體含量達(dá)94.12%，≤0.043 mm粒級(jí)的單體含量達(dá)99.08%，基本達(dá)到解離，剩余一些包裹體形式被黃鐵礦包裹的銅礦物難以解離.由表7可知，磁鐵礦單體解離較差，0.074～0.150 mm粒級(jí)的單體含量?jī)H有64.15%，0.043～0.074 mm粒級(jí)的單體含量仍未達(dá)到90%，僅有81.94%，這與其嵌布特征復(fù)雜，嵌布粒度密切相關(guān).由表8可知，硫鐵礦單體解離總體良好，0.074～0.150 mm粒級(jí)的單體含量接近90%，0.043～0.074 mm粒級(jí)的單體含量為94.64%，≤0.043 mm粒級(jí)幾乎完全解離.

5 結(jié) 論

1）該礦石屬于銅鐵硫礦石，銅、鐵、硫品位分別為0.27%、27.87%、16.76%，具有較高的綜合利用價(jià)值；主要回收的有價(jià)礦物為黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦；有害礦物主要有石英、方解石、絹云母、高嶺石、綠泥石等.

2）該礦銅主要以原生硫化銅及次生硫化銅的形式存在，即黃銅礦，占總銅的94.4%，若采用適宜選礦流程和合理的藥劑制度，理論上可獲得回收率接近90%～94%的選銅指標(biāo)；主要鐵礦物為非磁性鐵（大部分為黃鐵礦，少量赤鐵礦），占84.63%；次為磁鐵礦，占13.91%，剩余1.46%為雌黃鐵礦，黃鐵礦、磁鐵礦（磁黃鐵礦）分別以浮選、磁選方法回收；磁黃鐵礦的存在對(duì)黃鐵礦的浮選具有一定影響.

3）黃銅礦、磁鐵礦、黃鐵礦嵌布特征較復(fù)雜，三者之間或與脈石礦物共生，分離難度較大.礦石中銅礦物主要為細(xì)粒嵌布，粒徑小于0.074 mm含量占64.87%；鐵礦物以粗中粒級(jí)嵌布為主，粒徑大于0.074 mm含量占71.26%；硫礦物以細(xì)粒嵌布為主，粒徑小于0.074 mm含量占66.18%.黃銅礦、硫鐵礦單體解離度良好，磁鐵礦單體解離較差.

4）根據(jù)該礦石的工藝礦物學(xué)特征，建議選礦流程為在較粗的磨礦粒度條件下，先磁選回收磁性鐵礦物（磁鐵礦、磁黃鐵礦），磁選尾礦再磨至較細(xì)粒度使銅、硫礦物充分單體解離后，再采用合適的藥劑制度浮選銅、硫礦物.

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