湖北省興山縣白果園銀釩礦工藝礦物學研究

李方會，姚 燕，楊剛忠，廖宗明，何洪濤，余立新

(1.湖北省宜昌地質勘探大隊，湖北宜昌 443100;2.湖北省地質科學研究所，湖北武漢 430034;3.湖北省鄂西北地質礦產調查所，湖北襄陽 441002)

0 引言

湖北省興山縣白果園銀釩礦包括白果園、茅草坪、安家河三個礦段。面積9.82 km2，其中白果園礦段3.00 km2，茅草坪礦段 4.20 km2，安家河礦段 2.62 km2。三個礦段以白果園礦段成礦最佳，礦體規模和厚度較大，V2O5、Ag及Se品位較高。

隨著科學技術的進步，礦石的提釩工藝和銀釩分離技術更加先進，選冶工藝上對水、氣、渣的處理已能達到環保標準要求，《湖北省礦產資源規劃》將興山白果園銀釩礦列為優先支持的勘查開發綜合利用的對象，通過近幾年對白果園銀釩礦地質勘查和工藝礦物學研究，為反浮選脫鈣連續擴大試驗選礦流程和選礦設計以及開發利用提供了科學的技術依據。

1 銀釩礦礦石學基本特征

湖北省興山縣白果園銀釩礦為產于震旦系下統陡山沱組頂部黑色頁巖中，賦存AV1、AV2二個銀釩礦層。AV1礦層中的AV21是主要工業銀釩礦層，礦體呈層狀，分布連續，厚度穩定，有用組份含量均勻;礦體平均厚度 3.48 m，平均含 Ag100.77 × 10－6，V2O51.004%［1］。

1.1 礦石類型

礦石按有用組分銀、釩的含量劃分兩個工業類型;按含礦巖石的自然組構特征劃分四個自然類型(表1)。

1.2 礦石結構構造

1.2.1 礦石結構

礦石的結構主要有泥質結構、鑲嵌結構、半自形—自形粒狀結構、它形粒狀結構、草莓結構、半自形變晶結構、交代結構等。以泥質結構、鑲嵌結構為特點。銀釩礦石中的假像結構、鑲邊結構較之釩礦石中更加發育。

表1 礦石工業與自然類型分類表Table 1 Classification scheme of commercial type of ore and natural type of ore

1.2.2 礦石構造

銀大多以微米級的銀礦物顯微包體存在于黃鐵礦中，故按含銀黃鐵礦在含礦巖石中的分布排列劃分為浸染狀構造、紋層狀構造、條帶狀構造、板片狀構造。銀釩礦石中以浸染狀構造為主，銀釩含量高;釩礦石中以紋層狀構造為主，銀釩含量均較低。

1.3 礦石物質組成與成分

礦石主要礦物是伊利石、白云石、火山凝灰(球);次要礦物有黃鐵礦、含釩伊利石、石英、輝銀礦—螺狀硫銀礦、輝硒銀礦、硒銀礦、硫銀鍺礦等。

礦石含有銀、釩、磷、金、硫、有機質等成分(表2、表3)。礦石中CaO含量高達8.68% ～12.08%，MgO含量為7.12% ～8.15%，屬高鈣鎂型礦石。Al2O3+K2O+CaO+MgO+CO2+SiO2在礦石中的含量占84.69%，反映礦石的礦物成分主要是粘土礦物和鎂質碳酸鹽礦物。Ag、V2O5含量與 Al2O3、K2O含量呈正相關，與CaO、MgO含量呈反相關。

2 銀釩礦賦存狀態

2.1 銀的賦存狀態及富集特征

經過對主要載銀礦物(含銀黃鐵礦)電子探針分析、電子顯微鏡觀察及穆斯堡爾參數測定，表明銀不是呈類質同像存在于礦物中，而是以獨立礦物的形式出現，主要以微米級銀礦物呈顯微包體存在于黃鐵礦中。含銀黃鐵礦按形態劃分為三種:矛狀黃鐵礦、立方體黃鐵礦、草莓狀黃鐵礦。

表2 銀元素在各礦物中的分配及集中量Table 2 Distribution and concentrated variable of silver elements in various mineral

2.2 釩的賦存狀態及富集特征

釩的地球化學行為中，高價釩(V5+)可構成釩的獨立礦物，如礬石(V2O5)、綠硫釩礦(V2S5)、釩鉛礦〔Pb5Cl(VO4)2〕等，多以混入物的形式存在;而低價釩(V3+、V4+)多以類質同象形式取代其他三價或四價元素進入到其它礦物晶格中，甚少構成釩的獨立礦物，而主要呈原子分散態。

本次白果園礦區銀釩礦石的選冶流程探索試驗中，湖南有色金屬研究院對釩的價態和物相進行了分析［2］，結果見表3、表4。

表3 釩的價態分布Table 3 Valence distribution of vanadium 單位:%

表4 釩的化學物相分析結果Table 4 Analysis results of chemical phases of vanadium 單位:%

化驗結果表明:樣品中的釩主要以低價釩(V3+、V4+)的形式存在，約占總釩量的90.64%;V5+高價釩約占9.36%。礦石中的釩主要以類質同象的形式存在。

炭質頁巖中的釩一般賦存于三類礦物中。釩的物相分析，一般將釩分為三相:氧化鐵礦物和高嶺土等粘土礦物為一相;云母類礦物為一相;電氣石、石榴子石為一相。

化學物相分析表明，原礦中釩主要賦存于云母類礦物(伊利石)中，約占總釩量的73.83%，其次為褐鐵礦等氧化鐵礦物及高嶺石等粘土礦物中的釩，約占23.37%，電氣石、石榴子石等硅酸鹽礦物中的釩約占2.8%。有機質中也含有少量釩。

3 結語

(1)白果園銀釩礦礦石中主要化學成分是SiO2、CaO、Al2O3、MgO、K2O、Fe、C、S 等，少量 Ba、Ti、P 等，有價組分釩(以 V2O5計)含量為 0.96%，Ag為113.73 g/t，Se34 g/t。

(2)釩主要賦存于云母類礦物中，約占總釩量的73.83%，其次為褐鐵礦等氧化鐵礦物及高嶺石等粘土礦物中的釩，約占23.37%，電氣石、石榴子石等硅酸鹽礦物中的釩約占2.8%。白云石、方解石等礦物中基本上不含釩，加上伊利石與微晶石英、蛋白石、高嶺石、炭質物、褐鐵礦等結合緊密，呈顯微緊密互嵌結構，并聚合呈微層狀與白云石、方解石等互層。這些對反浮選脫鈣時釩的回收有利，但隱晶質蛋白石與云母類礦物、高嶺石等粘土礦物嵌生緊密，不易排除在選礦釩精礦之外，將是影響精礦釩品位的主要因素。

(3)銀的分布較分散，主要以硫化銀的形式存在，約占42.86%;其次賦存于石英、長石等硅酸鹽礦物中，約占25%;賦存于黃鐵礦等硫化物中的銀，約占18.75%;自然銀約占12.5%;碳酸銀及角銀礦等含量甚微。石英及硅酸鹽礦物中的銀約占25%，這部分銀難以隨著硫化物回收進入到銀精礦中。礦石中主要的載銀、載硒礦物是黃鐵礦，其次是褐鐵礦，黃鐵礦和褐鐵礦嵌布粒度細小，粒度多在0.03mm以下，分布也不均勻，呈各種不同疏密程度的浸染狀分布，偶見呈脈狀、團塊狀分布，這些因素將影響銀的回收(指選礦回收)。

(4)硒礦物在光學顯微鏡下未見。本次試驗研究中，僅在掃描電鏡下見到輝硒銀礦，嵌于黃鐵礦中，粒徑在1μm±或以下。從硒的分散率測定看，硒主要在黃鐵礦及褐鐵礦、赤鐵礦中，同銀類似，由于黃鐵礦、褐鐵礦嵌布粒度細小，硒的選礦回收率將會較低。

［1］ 李方會.湖北省興山縣白果園礦區銀釩礦勘探地質報告(2008年3月—2012年5月)［R］.宜昌:湖北省宜昌地質勘探大隊，2012.

［2］ 魏黨生，方金東.湖北興山縣白果園銀釩礦選冶聯合提取銀釩試驗研究報告［R］.武漢:湖北省地質實驗研究所，2010.