栗木鉭鈮鎢錫礦石工藝礦物學研究

彭光菊，賈利攀，張新海，彭艷華

（中國有色桂林礦產地質研究院有限公司，廣西 桂林 541004）

0 引 言

原栗木錫礦在2002年被上級主管部門列為政策性關閉破產企業，之前是國有大型二類企業，是一個有近70年開采歷史的老礦山企業［1］，也是我國三大鉭鈮礦原料基地之一.自礦山轉為地下開采以來，企業一直處于虧損狀態.虧損主要原因是產品單一，只回收鉭、鈮、錫、鎢資源，且選礦回收率低.

隨著近年來礦產資源市場的向好，廣西有色金屬集團規劃栗木錫礦2013年復產.為提高栗木錫礦復產后抵御市場風險的能力，筆者對栗木錫礦復產礦山礦石進行工藝礦物學研究，為礦山資源綜合利用方案的制定提供依據.

1 試驗方法

本研究所用樣品由栗木錫礦提供，樣品加工由中國有色桂林礦產地質研究院礦物加工組負責，光譜分析、化學測試及能譜測試委托有色金屬桂林礦產地質測試中心進行.巖礦鑒定所用的顯微鏡為德國萊茲，型號為Leitz ORTHOLUX－ⅡPOL BK，圖像分析軟件由上海米厘特精密儀器有限公司特供.

2 礦石的工藝礦物學特征

2.1 礦石的化學成分

礦石的半定量光譜分析結果見表1，礦石的多元素化學分析結果見表2.

表1 礦石的半定量光譜分析結果Table 1 The semi－quantitative spectral analysis result of the ore

表2 礦石的多元素化學分析結果Table 2 The chemical analysis results of the ore

以上分析表明，礦石中含量達到綜合利用工業指標（DZ／T0201－2002、DZ／T0203－2002）要求［2］的元素有鉭、鈮、鎢、錫、銣.

2.2 礦石的結構構造

礦石的結構以自形－他形中～細粒致密鑲嵌的花崗結構為主：鈉長石、云母等多呈自形粒狀、片狀產出，鉀長石、石英、黃玉、氟磷錳礦等呈他形與鈉長石、云母緊密鑲嵌產出；其次是交代及交代殘余結構，主要表現為小板條鈉長石以及鱗片狀絹云母交代早期更鈉長石、鉀長石、云母成交代穿插、港灣、孤島狀結構（見圖1、圖2）；條紋結構是條紋長石中鈉長石嵌晶與鉀長石主晶形成的特有結構.

圖1 細粒花崗結構 鈉長石化花崗巖J150－21×10（＋）Fig.1 Fine－grained granite structure，albitization granite

圖2 云母交代長石 白（絹）云母化花崗巖J190－3－24×10（＋）Fig.2 Mica metasomatism feldspar（sericite）White mica granite

礦石的構造以致密塊狀、浸染狀構造為主，局部見斑雜狀構造、細脈狀構造.主要礦物長石、石英、云母緊密鑲嵌成致密塊狀；少量的錫石等金屬礦物主要呈浸染狀，偶爾聚集成顏色深的星點狀、團斑狀不規律地分布于淺色的致密花崗巖中；偶爾有云英巖細脈、絹（白）云母集合體細脈穿插于巖石中（見圖3、圖4）.

圖3 網脈狀錫石充填于鉀長石、石英粒間或裂紋中J190－3－24×10（不完全正交光下）Fig.3 Mesh－vein cassiterite filled in intergranular or fissure between potash feldspar and quartz

圖4 絹云母集合體成網脈狀穿插交代鈉長石化花崗巖ZK4001－64×10（＋）Fig.4 Albite－granite penetrated and alternated by sericite aggregation in mesh－vein

2.3 礦石的礦物組成及其含量

礦石的主要礦物為鈉長石、石英、鉀長石，其次是云母、黃玉、氟磷錳礦、絹云母，少量的高嶺石、錫石、黑鎢礦、黃鐵礦、閃鋅礦等.礦石的礦物組成、粒度、含量見表3.

2.4 礦石的后期蝕變

礦石的蝕變類型主要有：鈉長石化、絹云母化、白云母化、云英巖化（圖1～圖4）.另外，鉀長石普遍有較重的泥化（如圖2）.

表3 栗木錫礦花崗巖錫（鎢）鉭鈮礦石礦物組成、粒度Table 3 Mineral composition and granularity of granite－hosted Sn－W TaNb ore from Limu tin mine

2.5 有價金屬元素的賦存狀態

2.5.1 錫的賦存狀態 原礦中錫物相化學分析結果見表4.

錫石、黝錫礦的X射線能譜成分見表5.

各劑量組實驗中期及實驗結束前采尾血測定各劑量組血常規各項血液學指標（血紅蛋白、紅細胞計數、白細胞計數及其分類）。結果與對照組比較均無顯著性差異(p＞0.05)，且各項指標均在本實驗室正常值范圍內。

表4 礦石中錫物相化學分析結果Table 4 Chemical phase analysis results of tin in the ore

表5 礦石中錫石、黝錫礦X射線能譜成分Table 5 The percentage of elements in cassiterite and stannite analyzed by X－ray energy spectrum

以上分析表明，礦石中錫主要以錫石形式存在（約占89.74%），另有10.26%存在于黝錫礦中.另外，錫石成分中一般都含有少量的鈮、鉭，黝錫礦中具有較高含量的銅.

2.5.2 鎢及鉭、鈮的賦存狀態 表6是礦石的鎢物相化學分析結果.表7為黑鎢礦、鈮鉭礦物的X射線能譜成分.從表6表7分析可知，礦石中鎢主要以黑鎢礦的形式存在（約占63.75%），其次在白鎢礦中（約占30.97%）、少量以鎢華（約占5.28%）存在.黑鎢礦中含少量的鈮.

表6 礦石中鎢的物相化學分析結果Table 6 Chemical phase analysis results of tungsten in the ore

表7 黑鎢礦、鈮鉭礦物的X射線能譜成分Table 7 Wolframite，niobium tantalum minerals composition analyzed by X－ray energy spectrum

礦石中鉭鈮礦物包括鉭鈮錳礦、鉭鐵金紅石以及鉭鈮鐵礦及鈮鉭錳礦，鉭鈮錳礦平均含Ta2O534.51%，含 Nb2O543.60%；鉭鐵金紅石平均含 Ta2O516.13%，含 Nb2O56.52%.鉭鈮鐵礦及鈮鉭錳礦礦物含量相對較少.

2.5.3 銣的賦存狀態 銣的地球化學性質決定自然界沒有獨立的銣礦物產出，而是以類質同象的形式賦存于含鉀礦物中［4］.礦石中主要含鉀礦物的能譜測試結果（見表8）顯示，銣主要富集在云母和鉀長石中.

表8 礦石中主要含鉀礦物的能譜測試結果Table 8 Main potassium－bearing mineral analyzed by energy spectrometer

有價金屬礦物重選尾礦砂薄片礦物含量統計與分選的云母、長石、石英單礦物的銣含量化學分析結果（見表9）表明：銣含量最高的礦物是云母，達到0.37%，尾礦中銣在云母中的配分量為148 g／t，其次是長石，銣在鉀、鈉長石的混合精礦中含量為0.15%，富集不明顯；其他礦物中銣含量很少，可忽略不計.

表9 重選尾礦中銣的分配情況Table 9 Distribution of rubidium in the tailings

2.6 礦石工藝礦物學特征小結

以上的研究表明，礦石具有以下特征：

a.礦石的礦物組成相對較簡單，主要由石英、鉀長石、鈉長石及云母組成，三者的含量合計約占礦石的95%，金屬礦物含量很少.

c.礦石結構以中～細?；◢徑Y構為主，且由于鈉長石化，鉀長石與鈉長石穿插、包容，二者難以解離；石英呈他形粒狀與其他礦物鑲嵌，但內部包裹體甚少，因此，一定的磨礦細度下，石英可以解離；云母為解理發育的片狀礦物，易與其他礦物分離.

3 影響目的礦物回收的工藝礦物學因素

3.1 礦石綜合回收的目的礦物

根據以上特征，礦石可以綜合回收的目的礦物除錫石、黑鎢礦、白鎢礦、鉭鈮錳礦、鉭鐵金紅石、鉭鈮鐵礦、鈮鉭錳礦等有價金屬礦物外，云母、石英以及長石也可分離回收.

3.2 影響目的礦物回收的工藝礦物學因素

a.礦石的花崗結構：云母、長石、石英的接觸邊界常為彎曲狀或相互穿插，需細磨才能互相解離；

b.有價金屬礦物結晶粒度與脆性：錫石、黑鎢礦、白鎢礦、鉭鈮錳礦、鉭鐵金紅石以及鉭鈮鐵礦及鈮鉭錳礦的粒度細小且呈不均勻嵌布在造巖礦物中，需細磨才能完全解離.但不管是錫石，還是鉭鈮錳礦，都具有易碎的特性，磨礦過程中，這部分礦物容易進入微細粒級礦漿中，給重選回收帶來困難；

c.礦石的后期蝕變：尤其是鈉長石化階段的細粒、微細粒小板條鈉長石對鉀長石的穿插交代，給鈉、鉀長石的解離帶來了困難；

d.鉀長石普遍發育的泥化：使鉀長石在碎礦、磨礦階段易泥化；

e.片狀云母易于其他礦物解離，是銣回收的主要對象，但占半數的云母為分布于礦物粒間的微晶鱗片狀絹（白）云母，解離了的這部分云母易泥化、溢流而損失；

f.鈉長石與鉀長石表面特性的相似性［7］，決定了長石的回收產品只能為鉀長石與鈉長石的混合精礦.

4 結 語

a.礦石可以綜合回收的目的礦物包括錫石、黑鎢礦、白鎢礦、鉭鈮錳礦、鉭鐵金紅石、鉭鈮鐵礦鈮鉭錳礦以及石英、云母、長石.

b.影響目的礦物回收的工藝礦物學因素包括：礦石的結構、后期蝕變、礦物自身的脆性以及表面特性的相似性.

［1］李人科，潘其云.廣西恭城栗木鎢錫稀有金屬礦區發現史［J］.廣西地質，1994（12）：85－88.Li Renke，Pan Qiyun.Scovery history of limu W－Sn rare metal mine in gongcheng cunty of guangxi［J］.GUANGXI GEOLOGY，1994 （12）：85－88. （in Chinese）

［2］劉光.地質礦產勘查規范與地質環境調查、災害監測評估實用手冊［M］.合肥：安徽文化音像出版社，2003：470－471，572－573.

［3］盧靜文，彭曉蕾.金屬礦物顯微鏡鑒定手冊［M］.北京：科學出版社，2010：153－154.

［4］劉英俊.元素地球化學［M］.北京：科學出版社，1984：154－156.

［5］王曉，童雄，周永誠.錫石工藝礦物學與選礦工藝［J］.礦冶，2011（12）：15－19.WANG Xiao，TONG Xiong，ZHOU Yong－cheng.Process minerlogy and oredressing process of cassiterite［J］.Mining and Metallurgy，2011（12）：15－19.（in Chinese）

［6］呂子虎，衛敏，吳東印，等.鉭鈮礦選礦技術研究現狀［J］.礦產保護與利用，2010（5）：44－47.LV Zi－hu，WEI Min，WU Dong－yin，et al.Investigation Actuality on Mineral Processing Technology of Tantalum－niobium ores［J］.Conservation and Utilization of Mineral Resources，2010（5）：44－47.（in Chinese）

［7］孫傳堯，印萬忠.硅酸鹽礦物浮選原理［M］.北京：科學出版社，2001.