銅山口銅鉬礦區(qū)鉬礦地質(zhì)特征及綜合利用問題

陳金鳳，王基平

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司銅山口銅礦， 湖北 黃石市 435122)

銅山口銅鉬礦開采方法為露天開采，主要開發(fā)的礦產(chǎn)品為礦山銅，所以從1956年的地質(zhì)勘探時(shí)期及礦山建礦開采以來，對(duì)礦床中銅礦的開采利用研究比較全面深入，但對(duì)礦床中伴生鉬及單鉬礦床的地質(zhì)特征沒有進(jìn)行過全面、系統(tǒng)的總結(jié)及分析。由于技術(shù)及經(jīng)濟(jì)方面缺乏的原因，再加上鉬品位低、粒度細(xì)、含泥多，選礦難度大，回收率低，礦床中伴生有益礦產(chǎn)鉬及單鉬礦體在2009年以前從未回收利用。鉬作為不可再生的稀有金屬礦種，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的工業(yè)原材料和不可替代的戰(zhàn)略物資，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速持續(xù)發(fā)展及礦山的逐年開采，礦產(chǎn)資源在不同程度上面臨著資源危機(jī)，開發(fā)鉬礦產(chǎn)成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。本文從總結(jié)銅山口礦床中鉬礦地質(zhì)特征著手，進(jìn)一步推動(dòng)礦區(qū)鉬礦資源的勘查和綜合回收利用。

1 成礦地質(zhì)背景及地質(zhì)特征

銅山口銅礦區(qū)在大地構(gòu)造上屬下?lián)P子褶皺帶西端，北鄰淮陽地盾，南靠江南地軸，處于二剛性地塊之間，作近東西延長(zhǎng)之狹長(zhǎng)凹陷地帶——鄂東斷褶束內(nèi)。區(qū)域構(gòu)造位于淮陽山字型前弧西翼的大冶復(fù)式向斜南翼，處在新華夏復(fù)合改造山字型的鄂城—大磨山主體隆起帶的東側(cè)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，既有褶皺變動(dòng)，又有斷裂變動(dòng)及巖漿活動(dòng)。礦床處在靈鄉(xiāng)侵入體東南外側(cè)，殷祖復(fù)式背斜北翼的銅山口巖株體外環(huán)及附近巖層中。

1.1 鉬礦賦存形態(tài)產(chǎn)狀和規(guī)模

銅山口礦區(qū)露天采場(chǎng)目前具有一定規(guī)模且品位較富的鉬礦體，主要分布在采場(chǎng)6～7線東段及采場(chǎng)南部擴(kuò)境范圍內(nèi)。采場(chǎng)北部6～7線地段賦存的鉬礦體為已探明的工業(yè)礦體，礦體賦存淺，分布范圍集中，礦石平均品位為0.06%，礦石類型為硅化花崗閃長(zhǎng)斑巖，主要金屬礦物有輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦等，脈石礦物為石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和方解石以及少量高嶺石、絹云母。礦石中有用組分輝鉬礦呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，分布于石英脈或石英鉀長(zhǎng)石脈兩側(cè)，呈浸染狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造。輝鉬礦粒度很細(xì)，與黃鐵礦和黃銅礦共生。采場(chǎng)南部地段鉬礦體與Ⅰ號(hào)礦體緊密伴生，賦存在主接觸帶內(nèi)外+106～-140 m間，由兩個(gè)小礦體組成。一個(gè)賦存在巖枝的上接觸帶，另一個(gè)賦存在下接觸帶。礦體形態(tài)在剖面上呈透鏡狀，走向上對(duì)應(yīng)性較差。因巖枝接觸帶彎曲多變，所以礦體產(chǎn)狀變化較大。南部鉬礦體類型為石榴石矽卡巖，脈石礦物為石英、透輝石、硅灰石和方解石以及少量石英，金屬礦物有輝鉬礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦等，呈交代結(jié)構(gòu)和細(xì)脈浸染狀結(jié)構(gòu)。輝鉬礦交代黃銅礦后呈脈狀、浸染狀分布。

鉬的礦化很不均勻。含礦火成巖和含礦矽卡巖中鉬的含量一般較高，含礦矽卡巖化白云巖和大理巖較低。由于銅的礦化主要受構(gòu)造裂隙控制，因此在同一礦石類型中鉬的含量變化較大。在20、21、22、23線南段附近銅礦體內(nèi)的鉬較為富集(見表1)，可能與附近的單獨(dú)鉬礦體的存在有較為密切的關(guān)系。

1.2 礦石伴生組分特征

有益組分：本礦床已探明的有益伴生組分別有：Mo、S、Ag、Se、Co、Te、Bi、In、Ga、Ge等貴重稀有金屬組分。具有工業(yè)價(jià)值的只有Ag、S、Mo 3種元素。

鉬：主要含鉬礦物為輝鉬礦，氧化礦石中也有少量鉬華。輝鉬礦為細(xì)小鱗片狀和小粒狀分布在脈石中,部分在黃銅礦中，輝鉬礦與黃銅礦、脈石接觸線規(guī)則、平正。礦物粒度很細(xì)小，一般粒徑為0.03～0.06 mm，最大達(dá)0.15 mm，最小為0.005 mm。

銀：主要賦存于方鉛礦內(nèi)，次為黃鐵礦及黃銅礦中。

有害組分:本礦區(qū)礦石中的有害組分主要有Pb、Zn、As和MgO。其中MgO在大部分礦石中含量較高，對(duì)冶煉影響最大，其余3種組分含量較低，對(duì)冶煉影響不大。

表1 伴生鉬平均品位及富集地段

2 鉬礦資源綜合回收利用問題

2.1 先前的選鉬實(shí)踐

銅山口礦從1959年至1991年，選礦一直按銅鉬混合復(fù)選流程，銅鉬與其他礦產(chǎn)分離，形成銅鉬混合精礦，由于單鉬礦及伴生鉬礦嵌布粒度很細(xì)(粒徑0.015～0.03 mm)，且含大量不易浮選分離脈石成分，加之鉬礦礦化不均勻，針對(duì)這一情況，先后由5家科研機(jī)構(gòu)對(duì)銅礦石中伴生鉬礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究工作，礦石伴生鉬的綜合回收利用率僅為9.47%,在此期間的技術(shù)及市場(chǎng)價(jià)格下認(rèn)為“銅山口銅礦伴生鉬在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，暫不具有綜合回收價(jià)值”。

2.2 近期銅鉬分離技術(shù)的再改進(jìn)與生產(chǎn)效果

隨著我國(guó)礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)礦石資源綜合利用工作的重視，銅山口礦近期一直在尋找選鉬回收率低的根本原因。由于銅山口礦銅鉬伴生礦嵌布粒度極細(xì)及原礦品位波動(dòng)較大的礦石性質(zhì)，有針對(duì)性的對(duì)原礦磨礦以及銅鉬混合粗精礦再磨工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，使磨礦達(dá)到充分單體解離，以保證浮選最佳粒度要求，同時(shí)從浮選工藝流程以及浮選藥劑制度方面入手，對(duì)銅鉬礦混合浮選以及銅鉬分離技術(shù)進(jìn)行了研究探索。

由于銅山口礦原銅鉬分離工藝流程存在較大缺陷，體現(xiàn)在銅鉬分離工藝流程相對(duì)較短；浮選時(shí)間較短；銅鉬混合精礦分離浮選濃度較低以及硫化鈉藥量添加不準(zhǔn)確，因此，對(duì)銅鉬分離浮選工藝在原工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步合理優(yōu)化。首先，通過試驗(yàn)室條件試驗(yàn)的研究，確定最佳藥劑條件，并通過實(shí)驗(yàn)，原礦磨礦細(xì)度(-200目)65%左右，銅鉬粗精礦再磨(-200目)95%以上；其次，通過提高現(xiàn)場(chǎng)銅鉬分離浮選進(jìn)漿濃度(由15%濃縮到35%)，以及改變硫化鈉藥劑的添加方式(由固體添加改為配成溶液添加)。

通過后續(xù)選礦工藝流程試驗(yàn)、不同批次礦樣驗(yàn)證試驗(yàn)及流程對(duì)比試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，銅山口銅鉬礦銅伴生鉬礦物回收新工藝中鉬的回收率有較大提高，通過增加精選次數(shù)使鉬精礦的品位提高到25%以上，回收率從原來不足25%提高到現(xiàn)在的60%左右，為進(jìn)一步綜合回收利用鉬礦資源奠定了基礎(chǔ)。

2.3 挖掘鉬礦資源綜合回收利用的對(duì)策及建議

礦山鉬資源回收一直存在穩(wěn)定生產(chǎn)難度大，銅鉬混合精礦中鉬礦資源回收率太低，大部分的伴生鉬及少量小單鉬礦體尚未被開發(fā)利用，鉬資源勘查工作程度低等問題。針對(duì)這些問題，提出以下對(duì)策及建議：

一是充分利用邊深部找礦成果，擴(kuò)大礦山生產(chǎn)規(guī)模，加大低品位鉬礦的開采加工利用及綜合利用，形成規(guī)模效應(yīng)。

二是根據(jù)礦區(qū)鉬礦成礦地質(zhì)特征和成礦規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有單鉬礦體的生產(chǎn)探礦和對(duì)接觸帶附近的斑巖、矽卡巖進(jìn)行勘察，進(jìn)一步查明鉬礦資源儲(chǔ)量，提高儲(chǔ)量級(jí)別，為鉬礦資源進(jìn)一步開發(fā)利用提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

三是加強(qiáng)礦山地測(cè)工作，提高地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)編錄、取樣、化驗(yàn)，依此控制礦體的空間位置，確定礦體的標(biāo)高、產(chǎn)狀、礦石地質(zhì)品位，不斷修正礦體界線，摸清含鉬礦體變化規(guī)律。

四是選擇合理的采剝方法，加強(qiáng)爆破控制，實(shí)現(xiàn)礦巖爆堆分開，減少銅鉬供礦品位的波動(dòng)，確保選鉬生產(chǎn)穩(wěn)定、持續(xù)，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)收益。

五是考察各種磨礦細(xì)度條件下，浮選各產(chǎn)品的礦物組成、鉬化學(xué)含量及鉬礦物單體解離情況，尋找選鉬回收率低的根本原因。選礦過程銅、鉬走向計(jì)算，查明銅和鉬元素在工藝流程中的走向和分布，進(jìn)行工藝故障分析，提出改進(jìn)工藝的措施，提高銅和鉬選礦指標(biāo)，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。根據(jù)礦石性質(zhì)從浮選工藝流程以及浮選藥劑方面入手，進(jìn)行鉬礦浮選回收新技術(shù)研究，開發(fā)適合鉬礦資源的選礦新工藝，探索不同的藥劑對(duì)銅鉬選擇性捕收的有效性，提高其回收率。

3 結(jié) 論

(1) 通過對(duì)露天邊坡的穩(wěn)定性研究，通過微差爆破控制露天邊坡，選用先進(jìn)的鉆機(jī)及礦山配套設(shè)備設(shè)施，達(dá)到高效開采，嚴(yán)格管理礦石作業(yè)過程達(dá)到降低回采損失和降低貧化率的目的，采礦損失率由5%降低到4%，貧化率由9.2%降低到5%。

(2) 針對(duì)銅山口銅鉬礦伴生鉬，礦石性質(zhì)復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)，原礦品位較低，礦石難選等特點(diǎn)，借助主金屬物相分析、化學(xué)多元素分析、X射線衍射分析以及掃描電鏡分析等現(xiàn)代分析測(cè)試手段，開展工藝礦物學(xué)研究，基本查清了含鉬礦物的種類、含量、嵌布粒度。鉬礦選礦回收率從原來的不足10%已提升至60%左右，但還需要更進(jìn)一步研究探索更適宜的銅鉬礦選礦工藝和銅鉬分離新技術(shù)，提高銅鉬混合精礦中鉬礦的回收率和精礦品位。

參考文獻(xiàn)：

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