內蒙古自治區阿拉善左旗元山子地區黑色巖系鎳鉬礦礦石特征及選礦方法

梁利東 柴德亮

（1、中國建筑材料工業地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川750021 2、寧夏回族自治區礦產地質調查院，寧夏 銀川750021）

1 礦床特征

元山子鎳鉬礦成因類型為沉積變質熱液改造型。賦存于寒武系張夏組（∈2z）地層中，有2 個鎳鉬礦（化）層，賦存于含碳或夾石英絹云母千枚巖、黑色（含鎳、鉬等元素）含碳石英絹云母千枚巖地層之中。1 號礦層鎳、鉬基本同體共生，平均厚度5.45m；鎳最高品位1.61%，最低品位0.20%，平均品位0.37%。鉬最高品位0.564%，最低品位0.011%，平均0.097%，為區內的可采礦層。2 號礦層位于1 號礦層下部，相距3～55m，鉬礦體最大厚度2.69m，最小厚度2.53m，平均2.61m，厚度變化不大較穩定，鉬平均品位0.079%，鎳達不到工業品位。

2 礦石特征

2.1 礦石的結構構造

2.1.1 礦石的結構

礦石礦物以粒狀結構為主，同時具交代結構、膠狀結構、生長結構等。交代生物殘留結構：大部分為黃鐵礦及輝鉬礦交代細胞狀集合體團塊或蜂窩狀外形的生物殘留結構。變質生長結構：炭質類礦物沿礦石片理方向生長呈定向排列。粒狀結構：黃鐵礦、輝砷鎳礦呈不具任何外形的塊狀，有些黃鐵礦呈自形晶。膠狀結構：少數黃鐵礦呈樹枝狀，二硫鎳礦、輝砷鎳礦呈環帶狀，亦見到針鎳礦、砷黝銅礦圍繞輝砷礦外圍呈環帶狀生長。

2.1.2 礦石的構造

細脈浸染狀構造：硫化物主要呈細脈狀沿千枚巖片理分布，寬小于1mm，肉眼可見黃鐵礦，少數為輝鐵鎳礦。浸染狀構造：片理不完全的千枚巖，硫化物除沿片理分布外，并在千枚巖中呈塊狀，直徑可達1cm，肉眼觀察硫化物幾乎為黃鐵礦。

2.2 礦石的礦物成分

礦石礦物主要為輝鉬礦（含量0.06%）、輝砷鎳礦（含量0.29%）、針鎳礦（0.02%）、輝鐵鎳礦（0.03%），其他礦物含量甚微，有黃鐵礦、輝銅礦、閃鋅礦、黃銅礦、褐鐵礦、毒砂、銅藍等。非金屬礦物主要以石英、絹云母及碳質物組成。輝鉬礦呈微細粒星散狀分布，碳質物呈鱗片狀分布，與鎳、鉬關系較密切，碳質物含量高時鎳、鉬含量相應也變高。

2.3 礦石的化學特征

礦石中主要有益元素Ni、Mo 分布變化較大，全礦區礦層鎳最高品位1.61%，最低品位0.20%，平均品位0.37%，變化系數為47.57%。鉬最高品位0.564%，最低品位0.011%，平均0.097%，變化系數為52.52%。

3 選礦試驗

3.1 采樣方法、種類及代表性

3.1.1 樣品采集

本次樣品采集在詳查區內規模較大的1 號礦（體）層，分別采集于鉆孔和斜井平巷中。礦石樣品由選技術人員按選冶加工試驗規范要求進行采集, 第一次采樣由于品位達不到礦山工業品位,因此進行第二次采樣。第一次和第二次采集的礦石樣品為選冶試驗的原礦樣品。有一定的代表性。配樣結果見表1。

表1 配樣結果

3.1.2 樣品制備

原礦粒度, 最大約為100mm, 由于樣品的粒度較大需處理為適合于試驗及分析用樣品的粒度。經過三段破碎 ( 兩段開路,一段閉路) 制成-1mm 的試驗原礦樣品,原礦樣品混勻縮分分別按要求破碎 至所需的粒度。

3.2 選礦試驗方法、種類及結果

元山子礦區原礦為灰黑色頁狀、千枚狀構造，片理、千枚理較發育，礦石內發育石英及方解石細脈，硫化物主要呈細脈狀沿礦石片理、千枚理分布，脈寬小于1mm，肉眼可見黃鐵礦，少數為輝鐵鎳礦。該類礦石中硫化物除沿片理外，還可見呈結狀、團塊狀集合體出現，直徑可達1cm 以上。礦石自然類型屬黑色頁巖型鎳鉬礦石。

根據礦石中鎳、鉬礦物結晶特點可以看出，-1mm 的該礦應該屬于中等可碎性礦石。對已破碎至-1mm 的原礦進賽篩分，分為六個粒級，并對各粒級產品進行化學分析，以考察各級粒極產品中有用元素Mo 和Ni 的分布情況。結果見表2。

表2 原礦粒度分析結果表

從分析結果可以看出，鉬和鎳在各粒級中品位基本無變化，屬均勻分布。根據-1mm 原礦粒度特性數據，該礦屬于中等可碎性礦石,見表3。

表3 原礦粒度特性數據

礦石的可選性:

根據試驗樣品中有用元素鉬、鎳的特性，試驗采用浮選方法。浮選試驗采用的浮選機型號為: 攪拌式浮選機XFD-63型離心式浮選機( 容積分別為6L,3L),0.75 L 、0.5L)。粗選浮選濃度為30%左右,掃選和精選浮選濃度相應降低。

3.3 選礦工藝流程及最終結果

3.3.1 原礦細磨浮選試驗條件及流程見圖1。

圖1 選礦流程

由圖1 可以看出，根據前面的條件試驗分析:要想獲得合格的鉬精礦和鎳精礦必須細磨才行，考慮到生產中控制條件的問題，選擇原礦一次細磨到-200 目95%時進行試驗。

3.3.2 試驗數據及結果

本次試驗主要考察提高細度能否提高鎳的品位及回收率。采用原礦細磨、鉬鎳優先浮選流程，試驗結果見表4。本試驗是球磨60 分鐘后進行浮選試驗的, 經過篩析測得球磨60 分鐘細度為-200 目占95.0%。從表4 中數據可以看出,經過兩次精選后鎳的品位就可以上升至3.53%,回收率達70.07%,效果比較明顯。因此，確定采用原礦細磨至-200 目占95%作為最終磨礦細度。

表4 原礦細磨試驗結果表

3.3.3 浮選試驗小結

該入礦原礦為炭質黑色頁巖型鉬鎳礦礦石(俗稱黑礦),經化學分析結果鉬品位為0.081%、鎳品位為0.35%,經工業分析固定碳12.06%、揮發分1.73%、灰分86.22%。原礦中含有較多炭質物，由于炭質物的存在，使浮選過程不易控制。對該原礦進行3500C 溫度下1.5 小時焙燒處理, 鉬和鎳品位分別提高到0.15%、0.40%，將處理后的焙燒礦進行浮選試驗,細磨優先浮選鉬然后浮選鎳，可以得到合格的鉬精礦和鎳精礦。

3.3.4 最終產品分析

最終產品化學多項分析，鉬精礦多元素分析結果：Mo45.88% ，Ni1.06% ，Cu0.51% ，Pb0.01% ，SiO27.95% ，As0.02% ，Sn0.01%，CaO1.89%。鎳精礦多元素分析結果：Ni3.62%，Mo0.31%，MgO0.32%，Fe2O320.44%，SiO210.25%。

3.3.5 最終產品物相分析

對最終產品進行鉬和鎳的物相分析并與原礦分析進行對比,鉬物相分析原礦Mo/MoS2為0.068%，最終產品為44.98%；原礦Mo/MoO3為0.002%，最終產品0.90%；原礦合計0.070%，最終產品合計45.88%。鎳物相分析原礦Ni/NiS0.29%，最終產品為3.49%；原礦Ni/NiSO0.004%，最終產品0.012%；原礦Ni/NiSO40.031%，最終產品0.09%；原礦Ni/NiSO30.023%，最終產品0.028%；原礦合計0.347%，最終產品合計3.62%。

4 結論

內蒙古阿拉善左旗元山子鎳鉬多金屬礦礦石成分和結構較為復雜，選礦難度較大。選礦試驗選擇礦石化學組分中鉬品位0.070%、鎳品位0.35%。礦石屬中等可碎性礦石,在試驗過程中發現該礦相當難磨；大量碳的存在,使浮選過程不易控制；對該原礦進行3500C 溫度下1.5 小時焙燒處理,鉬和鎳品位分別提高到0.15%、0.40%，將處理后的焙燒礦進行浮選試驗,可以得到合格的鉬精礦和鎳精礦。經過浮選試驗，最終鉬精礦產率0.23%，品位45.88%，鉬回收率70.35 %。最終鎳精礦產率8.46%，品位3.62%，鎳回收率76.56 %，該礦石為較難選礦石。經過試驗，能夠選出合格的鉬精礦和鎳精礦，試驗報告的數據可以做為地質評價的依據。建議在礦山開發利用時繼續進行詳細的流程試驗及擴大連續試驗，為生產提供合理的工藝流程條件和指標。