首页 > 论文范文 > 自然科学论文 > 资源科学论文 > 矿产资源论文 > 秘鲁某矽卡岩型难选铜钼矿石工艺矿物学研究

秘鲁某矽卡岩型难选铜钼矿石工艺矿物学研究

2023-11-17 264 上传者：管理员

摘要：为制定合理的铜钼矿选矿工艺流程和选矿指标，采用光学显微镜、化学多元素分析、物相分析等分析测试手段对秘鲁某矽卡岩型难选铜钼矿进行了系统的工艺矿物学研究。研究结果表明，矿石主要有用元素为Cu和Mo,品位分别为0.58%和0.019%。矿石矿物组成复杂，主要有用矿物为黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿等，脉石矿物为石英、长石、云母、蛇纹石、透闪石、绿泥石等。铜钼矿物嵌布粒度细小，且常沿黄铁矿或磁铁矿或脉石矿物的边缘、孔洞及裂隙分布，少量微细粒黄铜矿呈稀疏浸染状分布在脉石矿物中，嵌布关系复杂，影响铜钼矿的选矿回收。

关键词：
嵌布特征
工艺矿物学
矿产资源
赋存状态
铜钼矿
加入收藏

我国幅员辽阔、矿产资源丰富，从20世纪50年代以来，大批科研院所、地勘单位的地质工作者涌入铜钼多金属矿产资源的勘探、开发、研究与利用狂潮中，获得了巨大的铜钼多金属矿产资源储量[1]。但我国铜矿床多具有贫矿多、富矿少、小规模矿多、大型矿床少、伴生矿多、单一矿床少等特点，难以满足我国经济快速发展所需的铜矿资源消费需求，部分铜矿资源仍需长期依赖进口[2]。为缓解国内铜矿资源短缺压力，政府鼓励国内企业进军海外市场，参与矿产资源的国际合作[3]。在此契机下，中铝公司对秘鲁某大型铜钼进行了收购。该铜钼矿床具铜钼品位低、矿石类型多、矿石性质复杂、有用矿物嵌布关系复杂等特点，属于难选矿石。为综合利用该矿产资源，本实验室采用光学显微镜、化学多元素分析、物相分析和MLA(矿物参数自动分析系统)等分析测试手段，对铜钼矿石进行了详细的工艺矿物学研究[4,5,6],为铜钼矿的合理开发利用提供了良好的技术支撑。

1、矿石构造与结构

1.1 矿石构造

矿石构造主要有块状构造、角砾状构造、脉状构造、浸染状构造。黄铁矿呈不均匀状分布在花岗岩或花岗闪长岩中，形成块状构造。由透辉石、岩屑长石等组成的角岩，具角砾状构造。黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿等以细脉状充填于脉石矿物中，具脉状构造。少量黄铜矿、磁铁矿呈浸染状散布在脉石矿物中，具浸染状构造。

1.2 矿石结构

矿石中金属矿物主要为自形-半自形粒状结构和它形粒状结构，部分为反应边结构、充填结构、环边结构、包含结构、片状结构等。矿石中，黄铁矿主要呈自形-半自形粒状分布在脉石矿物中，少量黄铁矿呈集体状嵌布在脉石矿物中。部分黄铜矿、少量黄铁矿、磁铁矿、辉铜矿等呈它形晶粒状分布在脉石矿物中。常见黄铜矿沿黄铁矿或磁铁矿的边缘或裂隙将其交代，形成交代结构。少量黄铜矿、黝铜矿、辉钼矿沿黄铁矿裂隙、孔洞充填，形成充填结构或包含结构。黄铜矿、辉铜矿沿黄铁矿边缘交代，形成环边结构。辉钼矿呈片状分布在脉石矿物或黄铁矿边缘。

综上所述，矿石矿物结构、构造复杂，各矿物镶嵌关系密切，需要细磨及阶段磨矿原则，方能使铜矿物和钼矿物获得较好的解离度，同时降低蛇纹石、绿泥石、云母、滑石等易泥化矿物过磨。

2、矿石的矿物成分

2.1 化学多元素分析

将矿石破碎至-2 mm, 并混合均匀后进行取样。矿石化学多元素分析结果见表1。

表1 矿石化学多元素分析结果

由表1可知，矿石中主要目的元素为铜和钼，含量分别为0.58%和0.018%,而硫、银含量分别为5.18%和11.22 g/t, 均具综合回收的价值。矿石杂质组分主要为SiO2和MgO,其次为Al2O3和TFe, 确定了该矿石为含镁矿石，因此，选矿作业过程中需考虑采用分散剂消除蛇纹岩、透闪石、绿泥石、云母等矿物对铜钼选别的影响。

2.2 铜、钼物相分析

根据多元素分析结果，对铜、钼元素进行了物相分析，结果见表2、3。

表2 铜的化学物相分析结果

表3 钼的化学物相分析结果

由表2、3可知，矿石中铜元素主要以原生硫化铜和次生硫化物的形式存在，合计占有率达96.03%,自由氧化铜和结合氧化铜中的铜合计占有率不到4%。钼元素主要以硫化钼的形式存在，占比为98.95%,其他形式的钼(氧化物中的钼)仅占1.05%。综合化学成分特点，认为区内矿石属铜钼原生硫化矿石。

2.3 矿物组成

采用光学显微镜、X射线衍射分析、MLA等分析手段对矿石矿物组成及含量进行了统计分析，结果见表4。矿石矿物组成复杂，有用金属矿物为黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿、铜蓝、辉钼矿；其他金属矿物以黄铁矿、磁铁矿为主，少量(赤)褐铁矿、菱铁矿、闪锌矿等。脉石矿物由石英、长石、云母、蛇纹石、透辉石、透闪石、绿泥石、蒙脱石-黏土、高岭土、滑石等组成。矿石中蛇纹石、云母、绿泥石等易泥化矿物占比达24.07%,磨矿过程中易泥化，易泥化矿物容易污染辉钼矿的碎离表面，影响辉钼矿的可浮性；滑石的天然可浮性，在硫化矿浮选作业时，易进入浮选泡沫中，影响浮选铜钼精矿质量。

表4 矿石矿物组成及含量

3、主要金属矿物的嵌布特征及赋存状态

3.1 黄铜矿

黄铜矿是选矿回收铜的主要矿物，含量约为1.03%,呈他形粒状或不规则粒状不均匀分布，粒径一般处于0.02～0.3 mm。矿石中，黄铜矿常呈不规则粒状沿黄铁矿或磁铁矿的边缘、粒间、孔洞及裂隙分布，相互之间的接触界线多为不平直的锯齿状或港湾状，可见包含结构或环边结构(图1);少量黄铜矿以微细粒集合体呈稀疏浸染状分布在脉石中(图2),或以微粒级乳滴状黄铜矿以固溶体形式从闪锌矿中析出来。呈浸染状嵌布在脉石矿物中的微细粒黄铜矿及呈溶体分离分布在闪锌矿中的黄铜矿难以实现单体解理，不利于目的元素铜的选出。

图1 黄铜矿沿黄铁矿边缘、孔洞进行交代

图2 微细粒黄铜矿呈稀疏浸染状分布

3.2 辉铜矿

辉铜矿是选矿回收铜的次要矿物，含量约0.22%,呈不规则粒状，粒度较细，一般处于0.06～0.28 mm。矿石中，辉铜矿与黄铜矿共生关系密切，常见辉铜矿沿黄铜矿边缘将其交代，呈交代残余结构或包含结构或毗邻结构(图3),少量辉铜矿沿边缘交代黄铁矿，呈环边结构(图4)。

图3 辉铜矿交代黄铜矿，呈包含结构

图4 辉铜矿沿外围交代黄铁矿

3.3 黝铜矿、铜蓝

黝铜矿含量为0.04%,呈不规则状，粒度细小，一般处于0.01～0.18 mm。黝铜矿通常沿黄铜矿边缘、裂隙交代，微量黄铜矿、黝铜矿集合体充填黄铁矿孔洞(图5),这类铜矿物集合体很难实现单体解离。

图5 黄铜矿、黝铜矿充填交代黄铁矿

铜蓝含量为0.02%,呈不规则粒状，粒径多处于0.01～0.065 mm。常见铜蓝沿黄铁矿或黄铜矿边缘或裂隙交代，呈环边结构(图6),微量独立矿物零星分布在脉石中。

图6 铜蓝沿黄铁矿边缘交代

3.4 辉钼矿

辉钼矿是选矿回收钼的主要矿物，含量约为0.0312%,呈片状或叶片状，整体粒径较小，一般处于0.01～0.2 mm。辉钼矿多以集合体形式分布在脉石中，与脉石矿物关系密切，少量辉钼矿沿黄铁矿边缘、裂缝交代，呈穿插关系或毗邻镶嵌，嵌布关系较为紧密(图7)。由图7可知，少部分辉钼矿呈类似变形岩石中的“膝折”,此类辉钼矿的天然可浮性较差[7]7],不利于钼元素的选出。整体而言，辉钼矿粒径细小，具挠性，与脉石连生关系紧密，选矿过程中需要密切关注辉钼矿的富集趋势。

图7 辉钼矿沿黄铁矿边缘、裂隙交代

3.5 黄铁矿

黄铁矿含量约为8.56%,以自形-半自形粒状为主，不规则粒状或网脉状次之。黄铁矿粒度变化较大，一般在0.075～1.5 mm,细小者可<0.01 mm。常见黄铜矿沿黄铁矿边缘、粒间、孔洞及裂隙交代，相互之间的接触界线多为不平直的锯齿状或港湾状(图8);少量黄铁矿被磁铁矿、辉钼矿等交代，相互之间构成复杂的嵌布关系。

3.6 铜的赋存状态

矿石中，铜矿物主要为黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿和铜蓝，铜的分配率分别为61.08%、29.41%、3.32%、2.28%,约3.91%的铜分布在其他矿物中，含铜矿物分配情况见表5。

3.7 钼的赋存状态

矿石中，钼矿物主要为辉钼矿，其分配率为98.35%,约1.65%的钼分布在钼华和其他矿物中，含钼矿物分布情况见表6。

图8 黄铜矿沿黄铁矿裂隙、孔洞充填交代

表5 铜元素的赋存状态

表6 钼元素的赋存状态

4、主要有用矿物的嵌布粒度

矿石中主要目的矿物的嵌布粒度及其分布特点对确定适当的磨矿细度和制定合理的选矿工艺流程有着重要的指导作用[8]。利用显微镜对破碎至-2 mm矿石中黄铜矿、辉铜矿和辉钼矿的嵌布粒度进行了统计，结果见表7。

由表7可知，矿石中黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿的嵌布粒度大小不一，但均属中细粒嵌布范畴。从嵌布粒度上分析，欲将铜矿物和钼矿物分开回收，磨矿细度在-0.037 mm含量占80%时，85%左右的铜矿物和钼矿物均可呈单体状态产出。-0.01 mm的黄铜矿、辉铜矿和辉钼矿占比分别为2.78%、2.37%和1.24%,因此大部分黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿均可实现单体解离，但仍有少量微细粒黄铜矿难以从脉石矿物中解离出来。

表7 主要矿物的嵌布粒度

5、结论

1)某铜钼矿是矽卡岩型铜钼多金属矿床，矿石中主要目的元素Cu和Mo含量分别为0.58%、0.019%,铜主要以独立矿物形式赋存在黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿和铜蓝中，绝大部分钼赋存在辉钼矿中。

2)矿石矿物组成复杂，主要有用矿物为黄铜矿、辉铜矿、黝铜矿、铜蓝和辉钼矿，其他金属矿物以黄铁矿、磁铁矿为主，脉石矿物由石英、长石、云母、蛇纹石、透辉石、透闪石、绿泥石、蒙脱石-黏土、高岭土、滑石等组成。

3)矿石中大多数铜矿物嵌布粒度分布在0.02～0.3 mm, 有利于选矿回收；少量微细粒铜矿物与黄铁矿、磁铁矿等相互包裹、交代或呈稀疏浸染状分布在脉石矿物中，难以实现单体解离，不利于铜的选矿回收。辉铜矿通常与黄铜矿、黄铁矿连生，小部分沿黄铁矿、黄铜矿嵌布的微细粒辉铜矿，容易过磨而损失在尾矿中。

4)辉钼矿常呈叶片状，嵌布粒度主要分布在0.01～0.2 mm, 常与脉石矿物连生，少量与黄铜矿、黄铁矿紧密镶嵌。少部分辉钼矿呈类似变形岩石中的“膝折”,此类辉钼矿的天然可浮性较差，不利于钼的选矿回收。

5)矿石中黄铁矿含量较高，与黄铜矿、辉铜矿镶嵌关系较为复杂，将不可避免地导致铜精矿中铜-硫元素互含较为严重。

6)矿石中，蛇纹石、云母、绿泥石等易泥化矿物合计占比达24.07%,磨矿过程中易泥化，对矿浆流动性产生不利影响。且易泥化矿物容易污染辉钼矿的碎离表面，使其疏水性减弱，影响辉钼矿的可浮性，不利于铜钼分离。

参考文献:

[1]季根源,邓会娟,王春女,等.中国钼矿资源现状及国家级钼矿床实物地质资料筛选[J].中国矿业,2016,25(1):139-145.

[2]邓会娟,季根源,易锦俊,等.中国铜矿资源现状及国家级铜矿床实物地质资料筛选[J].中国矿业,2016,25(2):143-149.

[3]白丽梅,李萌,韩跃新,等.安徽某铜矿石工艺矿物学研究[J].金属矿山,2015,44(9):80-84.