內(nèi)蒙古獲各琦銅礦工藝礦物學(xué)研究

陶恒暢 郭超華 毛富邦

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

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內(nèi)蒙古獲各琦銅礦工藝礦物學(xué)研究

陶恒暢 郭超華 毛富邦

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司)

內(nèi)蒙古獲各琦銅礦是以銅礦為主的多金屬礦床，具有接觸交代型礦床特征，銅品位為1.10%。通過分析礦石化學(xué)成分、礦物組成及賦存形態(tài)，了解主要礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、單體解離、嵌布粒度及特征，查明了生產(chǎn)實(shí)踐中影響銅回收率的礦物學(xué)因素，并推薦使用優(yōu)先浮銅—浮銅尾礦再磁選綜合回收硫、鐵的工藝流程，可為該礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)。

工藝礦物學(xué) 黃銅礦 磁黃鐵礦 嵌布特征 單體解離

內(nèi)蒙古獲各琦銅礦是以銅礦為主的多金屬礦山，是典型的以沉積巖為容礦巖石的噴流沉積礦床，后經(jīng)變質(zhì)及熔漿作用改造形成。該礦石主要賦存元素是Cu、Fe、S、Pb、Zn、Ni、Co、Pt等，常與磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦和輝鉬礦等共生[1-2]。礦石工藝礦物學(xué)研究查明了化學(xué)成分、礦物組成、嵌布粒度及特征等，可作為磨礦工藝和選別流程確定的理論依據(jù)，對該礦物資源的綜合回收和生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)作用[3-4]。

1 礦石組成和物相分析

1.1 礦石組成

礦石中銅礦物主要為黃銅礦，其次為方黃銅礦，偶見輝銅礦，其他硫化礦物以磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，此外有很少量的方鉛礦、閃鋅礦和毒砂；脈石礦物以石英居多，其次為角閃石、石榴石、云母、綠泥石，此外有方解石、長石、蛇紋石、磷灰石等，種類較多。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，主要礦物組成及含量見表2。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：Ag的含量單位為g/t。

表2 礦石主要礦物含量 %

1.2 物相分析

鑒定中發(fā)現(xiàn)有較多的磁黃鐵礦，鐵物相分析將磁黃鐵礦從硫化礦物中單獨(dú)列出。礦石銅物相分析結(jié)果見表3，鐵物相分析結(jié)果見表4。

表3 銅物相分析結(jié)果 %

表4 鐵物相分析結(jié)果 %

表3、表4表明，銅主要存在于原生硫化銅礦物中，占總銅的93.18%，次生硫化銅僅占6.37%，以其他形式存在的銅分布極少；鐵主要以硫化礦物的形式存在，磁黃鐵礦、其他硫化礦物(包括黃鐵礦、黃銅礦)中的鐵占總鐵的60.25%，分布在硅酸鹽礦物中的鐵其次，磁鐵礦和赤(褐)鐵礦中的鐵很少。

2 主要礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造與嵌布特征

2.1 黃銅礦

黃銅礦大部分與以磁黃鐵礦、黃鐵礦為主的硫化礦物鑲嵌產(chǎn)出，其中以與磁黃鐵礦鑲嵌最為多見。黃銅礦與這些硫化礦物的嵌布形式較為復(fù)雜，較大部分以毗連接觸為主，部分呈相互包裹狀態(tài)出現(xiàn)。較粗粒的黃銅礦中有時(shí)包裹有細(xì)粒磁黃鐵礦等硫化礦物及脈石，少量細(xì)粒黃銅礦充填在黃鐵礦和磁黃鐵礦間隙中，見圖1～圖3，部分黃銅礦單獨(dú)浸染分布在脈石中，粒度一般較為細(xì)小，見圖4。

圖1 較粗粒的黃銅礦與黃鐵礦、脈石嵌布

礦石中黃銅礦一個(gè)主要特點(diǎn)是晶體中常有固溶體出溶等原因形成的方黃銅礦，二者構(gòu)成復(fù)合銅礦物。X射線能譜分析顯示，黃銅礦含銅34.11%，與標(biāo)準(zhǔn)黃銅礦接近，含鐵32.33%，含硫33.56%。

圖2 不規(guī)則粒狀的黃銅礦與磁黃鐵礦及脈石緊密鑲嵌

圖3 細(xì)粒不規(guī)則狀的黃銅礦充填在磁黃鐵礦間隙中

圖4 不規(guī)則粒狀、枝杈狀的黃銅礦浸染分布在脈石中

2.2 方黃銅礦

方黃銅礦含量較黃銅礦少，多與黃銅礦連生成復(fù)合銅礦物，偶爾嵌布在磁黃鐵礦中，分布在黃銅礦中時(shí)常呈固溶體出溶的葉片狀、片條狀及粒狀包裹物出現(xiàn)。礦物粒度明顯較黃銅礦細(xì)小，一般為0.02～0.5 mm，基本與黃銅礦緊密共生，很少單獨(dú)出現(xiàn)，見圖5。

圖5 不規(guī)則粒狀黃銅礦中部分布片條狀方黃銅礦，邊緣嵌布磁黃鐵礦

2.3 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦多呈自形—半自形粒狀，部分為不規(guī)則粒狀，常與黃銅礦同時(shí)出現(xiàn)，不均勻嵌布在以石英和硅酸鹽為主的脈石中。礦物顆粒粒度特別粗的較少，一般為0.02～1.0 mm。磁黃鐵礦總體上與黃銅礦嵌布關(guān)系十分緊密，較多為毗連嵌布，部分細(xì)粒者包裹在黃銅礦中，部分較粗粒的磁黃鐵礦單獨(dú)嵌布在脈石中，見圖6、圖7。

圖6 磁黃鐵礦與黃銅礦緊密嵌連

圖7 大小不一的磁黃鐵礦嵌布在脈石中

X射線能譜成分分析顯示磁黃鐵礦含鐵59.55%，含硫40.55%，鐵原子含量45.63%。研究認(rèn)為鐵原子含量≤47%的磁黃鐵礦為單斜磁黃鐵礦[5]，單斜磁黃鐵礦富硫，易浮選易磁選，鐵磁性類似磁鐵礦，在16～80 kA/m磁感應(yīng)強(qiáng)度下易進(jìn)入磁性產(chǎn)品。

2.4 黃鐵礦

黃鐵礦含量較磁黃鐵礦少，硫含量較磁黃鐵礦高，形態(tài)為半自形粒狀—不規(guī)則粒狀，常有微孔發(fā)育，與磁黃鐵礦一起浸染狀分布于礦石中。粒度大小與磁黃鐵礦大致相當(dāng)，或略細(xì)小，一般為0.02～1.0 mm。X射線能譜分析顯示黃鐵礦含鐵 47.32%，含硫52.68%，鐵原子含量33.92%。

3 主要礦物嵌布粒度與單體解離

3.1 嵌布粒度

主要礦物中銅礦物、磁黃鐵礦和黃鐵礦的嵌布粒度分布曲線見圖8。

圖8 銅礦物、磁黃鐵礦和黃鐵礦的粒度分布曲線

從圖8可以看出，主要礦物的粒度分布曲線上凸，粒度范圍較寬，粗粒不均勻分布。銅礦物屬中細(xì)粒嵌布，其中+0.21 mm占77%，+0.105 mm粒級占85%；磁黃鐵礦和黃鐵礦粒度較銅礦物細(xì)小，均無+1.65 mm粗粒級，且磁黃鐵礦較黃鐵礦粒度明顯較粗。

3.2 單體解離分析

礦石磨礦至-0.074 mm占75%，測定銅礦物和磁黃鐵礦、黃鐵礦單體解離度，結(jié)果見表5。銅礦物、磁黃鐵礦、黃鐵礦連生體中嵌連礦物含量分析結(jié)果見表6。

表5 銅礦物-磁黃鐵礦-黃鐵礦單體解離度測定結(jié)果 %

表6 連生體中嵌連礦物含量 %

由表6可知，銅礦物連生體中嵌連礦物主要是原礦中含量較多的脈石礦物，如石英、角閃石、石榴石、綠泥石等，嵌連的磁黃鐵礦和黃鐵礦稍多，分別占7.39%、2.17%；磁黃鐵礦和黃鐵礦連生體中除嵌連主要脈石礦物外，還相互嵌連，并連生少量的銅礦物。

4 結(jié) 論

(1)內(nèi)蒙古獲各琦銅礦石銅品位1.10%，鐵品位10.49%，含硫4.95%，礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜，具有接觸交代型礦床特征。主要銅礦物為黃銅礦、方黃銅礦，偶爾見輝銅礦，其他硫化礦主要為磁黃鐵礦和黃鐵礦。脈石礦物種類較復(fù)雜，以石英居多，其次為角閃石、石榴石、云母、綠泥石等。推薦選擇優(yōu)先浮銅—浮銅尾礦再磁選的工藝流程，使硫鐵資源得到綜合回收利用。

(2)從礦物賦存形態(tài)來看，銅礦物與磁黃鐵礦、黃鐵礦嵌布關(guān)系較為復(fù)雜，較大部分以毗連接觸為主，部分呈相互包裹狀態(tài)出現(xiàn)；從連生體組成來看，銅礦物主要與脈石礦物嵌連，與磁黃鐵礦和黃鐵礦連生也較多見。說明影響銅回收的主要因素來自磁黃鐵礦和黃鐵礦的干擾，在選礦生產(chǎn)中也要注意對顆粒細(xì)小的方黃銅礦和次生硫化銅的回收。

(3)礦石中銅礦物屬中細(xì)粒嵌布，磁黃鐵礦和黃鐵礦嵌布粒度較銅礦物細(xì)小。在-0.074 mm占75%的磨礦細(xì)度下，礦石銅礦物、磁黃鐵礦和黃鐵礦單體解離度分別為79.66%、82.97%、77.52%，可作為選廠碎磨和選別工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)，避免生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)過粉碎而造成的產(chǎn)品質(zhì)量低和選礦能耗高的問題。

[1] 彭福軍，代建青，張升源.獲各琦銅礦的銅礦體特征及賦存規(guī)律[J].有色金屬:礦山部分，2011，63(2)：28-30.

[2] 周樂光.工藝礦物學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[3] 李和平.鉛鋅礦的工藝礦物學(xué)研究[J].云南冶金,2010(8)：55-58.

[4] 賈木欣.國外工藝礦物學(xué)進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].礦冶，2007(2)：95-97.

[5] 李志軍，黃 勇，唐菊興，等.西藏雄村銅金礦礦集區(qū)I號礦體磁黃鐵礦礦物特征及指示意義[J].礦物學(xué)報(bào)，2012，32(2)：204-210.

Inner Mongolia Huogeqi Copper Ore Mineralogy Process Research

Tao Hengchang Guo Chaohua Mao Fubang

(Bayannur Western Copper Co., Ltd.)

Inner Mongolia Huogeqi is a polymetallic deposit and main element is copper.The mine has contact metasomatic type deposit characteristics,1.10% Cu.Through the analysis of ore chemical composition, mineral composition and occurrence mode, the structure of main minerals,monomer dissociation, disseminated extent and characteristics were understood, find out the mineralogy factors influencing copper recovery rate.Process of copper priority flotation-copper tailings magnetic separation to comprehensive recovery pyrite was recommended, results can provide technical basis for the development and utilization of the mineral resources.

Process mineralogy， Chalcopyrite， Pyrrhotite， Disseminated features， Monomer liberation

2016-08-03)

陶恒暢(1988—)，男，助理工程師，015000 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河區(qū)解放街2號。