工藝礦物學礦物嵌布與形貌特征研究

林小玉

摘要：工藝礦物學，以工業固體原料及其產物的礦物學特征和加工時組成性狀為研究目的的邊緣性科學。通過礦石的礦物組成和嵌布特征分析結果可知，該礦石中可以回收的有價礦物主要為銅礦物，同時還包含鉬、金、銀等伴生礦物。硫化銅礦物主要是斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦、銅藍，氧化銅礦物以硅孔雀石和孔雀石為主，礦石中脈石礦物主要成分為硅灰石、鈣鐵榴石、方解石、石英等。主要有用礦物與脈石礦物緊密連生，包裹共生，礦石硬度較低，極易破碎。礦石中的有價金屬可以隨銅礦物一并回收，以增加有價金屬綜合回收價值。

關鍵詞：工藝礦物學;嵌布與形貌特征;礦物結構構造;混合銅礦。

一、前言

（1）工藝礦物學的概念

工藝礦物學，以工業固體原料及其產物的礦物學特征和加工時組成性狀為研究目的的邊緣性科學。工藝礦物學工藝礦物學研究的目的在于：對礦床進行合理地綜合評價，對礦床、礦石和礦物的物理、化學性質進行研究，為選擇與確定最佳的礦石處理方案提供有力的依據。

礦物學是一門綜合性很強的學科。一方面要用地質學方法觀察這種天然化合物的產狀，一方面要用化學和物理學的方法研究他們的化學成分、結晶和物理性質，然后綜合地質學、化學和物理學理論進行分析解釋。

（2）工藝礦物學的基本任務

研究工業固體原料及其產物的礦物組成及其分布。對影響或制約生產工藝運行質量的礦物性狀進行分析，這些性狀包括幾何、物理、化學等方面的表現與特征。

（3）工藝礦物學的研究方法

偏光顯微鏡，反光偏光顯微鏡，單礦物分離，X射線分析，差熱分析，電子探針和電鏡掃描實驗測試分析手段。

二、原礦工藝礦物學研究

（1）礦石結構與構造

礦石的結構構造，包括有用礦物的粒度及其結合關系，有用礦物和脈石礦物的相互結合關系，礦石中的孔洞、裂隙和粒間界線特征。

礦石中金屬礦物的主要結構為交代結構、殘余結構、反應邊結構、包含結構和格狀結構，脈石礦物的主要結構為細粒粒狀變晶結構、不等粒粒-板狀變晶結構、斑狀變晶結構和假象結構。礦石中金屬礦物呈稀疏浸染狀分布，構成礦石的稀疏浸染狀構造;鈣鐵榴石、碳酸鹽等脈石礦物集合體呈條帶狀浸染分布，構成礦石的條帶狀構造。

（2）礦石的礦物組成、嵌布與形貌特征

礦物嵌布粒度：礦物嵌布粒度可分為結晶粒度和工藝粒度。結晶粒度是指礦物單個晶體的相對大小和由大到小的相對百分含量，主要用于成因研究。工藝粒度：又叫嵌布粒度，是指某些礦物的集合體和礦物單個顆粒的相對大小和由大到小的相對百分含量。礦物的嵌布粒度是決定礦物單體解離的重要因素，也是選擇碎礦、磨礦工藝參數的主要依據。

（3）礦物單體解離速度及其影響因素

礦物單體解離度，礦石中回收目的礦物達到單體解離是實現選礦工藝的前提，故單體解離度的測定是一項十分重要的手段無論入選礦物粒徑的大小，必須達到單體解離，才能施以選礦工藝，從而得到合格產品。對于精礦質量要求愈接近于有用礦物理論品位者，尤需如此。

礦物單體解離度的影響因素，礦物解離除了涉及到目的礦物工藝粒度，還涉及該礦物和鑲嵌礦物的力學性質，磨礦方式和磨礦粒度等諸多因素，使礦物工藝粒度和礦物解離性質之間關系復雜化其次，由于礦物力學性質涉及到如晶體形態、大小、解理、硬度、脆性、韌性、界面形態、晶粒內結合力和界面結合力對比等許多方面，至今沒有能夠直接計量的方法，以致人們雖然知道它們對礦物解離的影響，卻依然只能把它們擱置一旁。

（4）礦石的礦物嵌布與形貌特征

自然銅：分子式是Cu，含量約為0.02%。銅紅色，金屬光澤。鏡下觀察，它形粒狀，與硅孔雀石、硅灰石、透輝石連生，偶見與閃鋅礦連生。粒度在0.005-0.05mm之間。

斑銅礦：分子式是Cu5FeS4，含量約為0.65%。鏡下觀察，它形粒狀，多與輝銅礦、硫鉍銅礦、黃銅礦、硅灰石、鈣鐵榴石等連生，其中，交代黃銅礦比較徹底，偶見黃銅礦殘余狀分布其中，邊沿及裂隙常被輝銅礦交代，偶見包裹硫鉍銅礦、硫砷銅礦。部分細粒斑銅礦呈球粒狀，與黃銅礦、輝銅礦等包裹于鈣鐵榴石中。粒度在0.001-0.5mm之間。

黃銅礦：分子式是CuFeS2，含量約為0.06%。鏡下觀察，它形粒狀、殘余狀，細粒級黃銅礦多包裹于閃鋅礦及石榴石等脈石中，部分黃銅礦被斑銅礦、輝銅礦交代，呈殘余狀分布于斑銅礦及輝銅礦中。另與硅灰石、鈣鐵榴石、石英等連生。粒度在0.001-0.19mm之間。

硫鉍銅礦：分子式是Cu2BiS3，含量約為0.02%。理論化學成分為Cu 38.46%、Bi 42.15%、S 19.39%。鋼灰-錫白色，金屬光澤，硬度2-3，比重6.19。鏡下觀察，它形粒狀，與輝銅礦、斑銅礦關系密切，多包裹于輝銅礦及斑銅礦中，另與硅孔雀石、方解石連生。粒度在0.001-1.0mm之間。

三、結論

（1）該礦石礦物成分復雜，主要有價金屬成分為銅，伴生金屬為鉬、金、銀。多元素分析結果顯示Cu含量為1.04%，Mo含量為0.023%，伴生貴金屬Au、Ag含量分別為0.5g/t和24.6g/t，脈石礦物主要是SiO2和CaO，含量分別占38.8%和32.86%。X射線衍射分析結果得知，礦石中主要脈石成分為石英、方解石、鈣鐵榴石、硅灰石等。

（2）礦石主要構造為次塊狀-塊狀構造，多數礦石呈稀疏浸染狀構造和條帶狀構造;礦石中金屬礦物的主要結構為交代結構、殘余結構、反應邊結構、包含結構和格狀結構，脈石礦物的主要結構為細粒粒狀變晶結構、不等粒粒-板狀變晶結構、斑狀變晶結構和假象結構。

（3）礦石的礦物組成和嵌布特征分析結果可知，礦石中的硫化銅礦除了相互交代共生外，也與硅孔雀石和孔雀石等氧化銅礦連生，并與鈣鐵榴石、硅灰石、石榴石等脈石礦物連生以及被脈石礦物包裹，有些硫化銅礦如斑銅礦和輝銅礦被鈣鐵榴石包裹，細粒級黃銅礦多包裹于閃鋅礦及石榴石等脈石中。

參考文獻

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