河北某難選鉬礦工藝礦物學研究

馬 馳，卞孝東，王守敬

（1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術研究中心，河南 鄭州450006）

河北某鉬礦為中低溫熱液斑巖型鈾－鉬礦床，分為單一型鉬礦和鈾鉬礦兩種礦石類型，賦礦巖石為火山碎屑巖和火山流紋巖。該礦礦石性質復雜，氧化程度高，易泥化，目的礦物嵌布粒度極其微細，部分以膠狀礦物存在，有相當部分鉬賦存在褐鐵礦中。褐鐵礦多呈膠狀、細脈－微細脈結構充填在礦石的裂隙、微裂隙中，粒度極細，大部分為幾個微米。與其礦床類型相似的礦山，有江西銀坑山鈾鉬礦、浙江蔣村鈾鉬礦，都屬于與火山有關的鈾鉬礦床［1－2］，但是，目前對于這類鈾鉬礦的工藝礦物學研究不夠，沒有徹底弄清這類礦床中鉬的賦存狀態。本文對河北某鉬礦中的鉬的賦存狀態做了深入的研究，為該類型的礦山開發利用提供依據。

1 原礦的化學分析

化學多項分析表明（表1），原礦 Mo含量為0.26%；SiO2和Al2O3含量較高，二者含量綜合接近90%，說明礦石中主要的礦物應為石英和黏土礦物。從原礦鉬物相分析（表2）結果看出，礦石中鉬的氧化率為54.20%，氧化率較高。

表1 原礦化學多項分析結果

表2 原礦鉬物相分析結果

2 原礦礦物組成及礦物含量

通過顯微鏡下對礦石進行光片、薄片鑒定、X衍射分析和人工重砂鑒定，查明礦石中，主要的含鉬礦物為膠硫鉬礦、鉬鈣礦、鈾鉬礦、藍鉬礦，其他的金屬礦物有褐鐵礦、黃鐵礦，少量的赤鐵礦、磁鐵礦；脈石礦物主要有石英和黏土礦物（蒙脫石、高嶺石、伊利石），以及少量的斜長石、螢石。含量見表3。

表3 礦石中主要礦物的相對含量

3 主要礦物嵌布特征和粒度分析

3.1 褐鐵礦

褐鐵礦多呈細脈狀、網脈狀、膠狀結構，在礦石中含量約為6%。褐鐵礦的脈寬1～100μm之間，多數集中在10μm以下。褐鐵礦的電子探針分析結果見表4，褐鐵礦含MoO3從1.04%～7.86%，平均含量5.21%。褐鐵礦中的Mo到底是何種礦物的形式存在，目前沒有儀器可以確定。褐鐵礦含有一定量的S、As、Ca、Mg、Si、Al和 Na，含有少量的 U、Ni。褐鐵礦的電子探針分析，褐鐵礦平均含Mo為3.47%，以褐鐵礦的含量為6%計算，褐鐵礦中的Mo約占總Mo的71.2%；從分布形式來看，Mo主要應在褐鐵礦中。這些褐鐵礦細脈多充填在礦石的裂隙、微裂隙中，而且其粒度主要集中在10μm以下。如果磨礦粒度較粗，褐鐵礦不能單體解離；如果磨礦粒度較細，由于石英和褐鐵礦硬度的差異，這就造成細磨褐鐵礦容易泥化，而進入尾礦。

3.2 鉬鈣礦

鉬鈣礦為含鉬的礦物之一，在重礦物中富集，結晶較差，粒度在0.01～0.025mm之間。電子探針結果見表5，鉬鈣礦中含有少量的Fe。

3.3 鈾鉬礦

鈾鉬礦的重選產品發現有：鈾鉬礦、硅鈣鈾礦、鉬鈾礦。在礦石中含量較低，粒度在0.01～0.02mm之間。電子探針結果見表6。MoO3的含量變化較大，還含有一低含量的Fe、Ca和K等。

3.4 膠硫鉬礦

膠硫鉬礦主要賦存在膠狀黃鐵礦中，粒度極細，一般在2μm左右。電子探針分析結果見表7，膠硫鉬礦含有少量的As、Ca。

表4 褐鐵礦的電子探針分析結果（單位：%）

表5 鉬鈣礦的電子探針分析結果（單位：%）

表6 鈾鉬礦的電子探針分析結果／%

表7 膠硫鉬礦的電子探針分析結果／%

3.5 藍鉬礦

少量，天藍色，極易溶于水，溶于水后溶液變為深藍色。藍鉬礦的粒度在0.01～0.1mm之間，為膠硫鉬礦氧化產物。

3.6 黃鐵礦

主要呈粒狀、膠狀、草莓狀，呈浸染狀分布在礦石中，該黃鐵礦含As較高。黃鐵礦的粒度在0.02～0.25mm之間。

3.7 石英

多呈他形粒狀，粒度粗細不均，粗粒在0.1～0.3mm之間，細粒的石英一般在0.06mm以下。部分石英發生碎裂，裂隙被黏土礦物和褐鐵礦充填。黏土礦物：主要是高嶺石、伊利石和蒙脫石，呈脈狀、團狀、云朵狀分布在石英粒間，應為長石風化蝕變的產物。

4 鉬的賦存狀態

為了更好的查清鉬的賦存狀態，進行了－2mm原礦的篩析試驗（表8）和重選產品的電子探針分析。

由表8可見，粒度越細鉬和鐵含量越高，但微細粒級中鉬的金屬分布率并不高。鐵和鉬的金屬分布率，在各個級別中基本一致。對Mo和Fe在各個級別的金屬量分布率做線性回歸（圖1），得到的線性回歸方程為y＝0.984X（y代表Fe的金屬量分布，X代表Mo的金屬量分布），二者相關系數r＝0.98，反映出Fe和Mo的關系密切，二者緊密共生。

表8 －2mm原礦粒度篩析結果

圖1 Mo和Fe在各個級別的金屬量分布率做線性回歸圖

對重選產品（主要是褐鐵礦和石英，少量的鋯石和獨居石）進行電子探針的面掃描分析（圖2、圖3）結果發現，獨立的含Mo礦物有鈾鉬礦、膠硫鉬礦和鉬鈣礦，但是含量較低，Mo主要富集在褐鐵礦中。對褐鐵礦單礦物做面掃描分析發現，Mo在褐鐵礦中均勻分布，無明顯的富集點。

圖2 重選產品的Si、Ca、Fe和Mo元素的面掃描分析

圖3 褐鐵礦的Si、Ca、Fe和Mo元素的面掃描分析

5 該礦難選的主要原因

選礦試驗采用重選、磁選、浮選、重浮聯合、浮磁聯合等多種流程方案進行探索研究，得到的精礦產品富集比和回收率均較低，尾礦品位也未能大幅降低。其中，浮磁聯合流程可以拋掉產率為42.62%、品位為0.099%、回收率為16.13%的尾礦，但采用該流程得到鉬精礦品位僅為1.30%，回收率僅為12.00%。

該礦難選的主要原因是：①礦石礦物復雜，有膠硫鉬礦、鉬鈣礦、鈾鉬礦、藍鉬礦，脈石礦物主要是石英和黏土礦物，且黏土礦物含量在30%左右，這導致礦石容易泥化；②有用礦物粒度細，從光片和電子探針分析結果來看，粒度多在1～2μm，鉬鈣礦的結晶較差，不利于浮選富集；③褐鐵礦中的鉬是Mo的主要賦存形式，褐鐵礦含量約6%，電子探針分析褐鐵礦中平均含Mo為3.47%，說明褐鐵礦中的Mo約占總Mo的71.2%。但褐鐵礦呈多膠狀、細脈－微細脈結構，結晶較差，粒度極細，大部分在10um以下，如果磨礦粒度粗，不能單體解離，如果細磨則容易泥化。如果采用強磁選，粗粒的褐鐵礦可以回收，但是細粒泥化部分則很難回收，導致回收率較低；由于褐鐵礦中本身Mo含量較低，再加上褐鐵礦與石英的連生體，這導致磁選精礦品位較低。④采用重選可回收比重較大、粒度較粗的鉬鈣礦、鈾鉬礦以及含鉬的褐鐵礦，對于粒度極細的、易泥化的鉬礦不能回收。

為了更好的開發利用該礦，作者提出磁化焙燒－磁選的方案，選礦指標為鉬粗精礦的品位選到0.86%，拋掉近80%的尾礦，回收率近60%的相對較好選礦指標。但是，磁化焙燒成本過高，在實際生產中無法推廣使用。

6 小結

1）該礦為中低溫熱液斑巖型鈾－鉬礦床，賦礦巖石為火山碎屑巖。主要礦物是褐鐵礦、黃鐵礦、鉬鈣礦、鈾鉬礦，脈石礦物主要是石英、黏土礦物和長石。

2）Mo主要賦存在褐鐵礦中，部分以鉬鈣礦、鈾鉬礦、藍鉬礦和膠硫鉬礦的形式存在。

3）難選的原因，主要是Mo的主要載體礦物褐鐵礦粒度較細，Mo的賦存狀態復雜多樣，其他含Mo礦物粒度細小，結晶較差，這不利于選礦富集。并且該礦石中黏土礦物含量較高，礦石容易泥化。

［1］王啟濱，湯國平，葉林春.安遠縣銀坑山鈾鉬礦地質特征及找礦方向［J］.黑龍江科技信息，2009（31）：57.

［2］金淼張.浙江蔣村鈾鉬礦地質特征及控礦因素［J］.華東理工大學學報：自然科學版，2011，34（2）：129－134.