云南某鎢礦石工藝礦物學(xué)研究

張興旺 ，孫志勇

（1.寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750012；2.西北有色地質(zhì)研究院，陜西 西安 710054）

中國有豐富的鎢礦資源，儲量及產(chǎn)量均居世界第一，主要產(chǎn)地有江西、河南及湖南等地[1]。鎢礦床主要以石英脈型、夕卡巖以及斑巖型為主，一般伴生有多種有價金屬元素，是典型的多金屬礦床，如湖南柿竹園鎢礦以鎢、錫、鉍、鉬為主，伴生有銅、鉛、鋅、鐵、金及銀等礦產(chǎn)；江西大吉山鎢礦伴生有豐富的鉍、鉬、鈹、鈮、鉭等礦產(chǎn)[2]。我國鎢礦床重要特征是品位低、嵌布粒度細(xì)、礦物共生密切等特點。因此，對于鎢礦而言，不僅要回收鎢元素，更要綜合回收其伴生的有價元素，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)資源綜合利用。

該礦含礦巖性主要為石英脈，其次為結(jié)晶灰?guī)r和千枚狀絹云母板巖，鎢品位為0.58%，并伴生有其他有價金屬元素。通過多元素化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡、MLA、掃描電鏡及能譜等手段[3]，查明了該礦的組成、嵌布特征等情況，為該礦石的綜合回收提供了理論依據(jù)。

1 原礦物質(zhì)組成

1.1 原礦多元素化學(xué)分析

礦石多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。由表1可知，礦石中主要有價元素為鎢，含量為0.58%，可綜合回收的有價元素為金、銀，含量分別為0.1 g/t、12 g/t，其他金屬元素銅、鋅、鐵、鉛等含量較低，回收價值不大，有害元素為砷，含量0.0055%。硫含量0.74%，雖然達(dá)不到綜合回收標(biāo)準(zhǔn)，但是其對鎢礦的富集有重要影響。

表1 原礦多元素化學(xué)分析/%Table 1 Main chemical composition analysis results of the ore

1.2 原礦礦物組成

通過顯微鏡觀察得知：礦石中的主要目的回收礦物為白鎢礦，其次為鎢鉛礦；金屬礦物主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，其次有黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等；非金屬礦物主要有石英、方解石和絹（白）云母等。顯微鏡下礦石礦物組成及含量詳見表2。

表2 礦石礦物組成及含量Table 2 Mineral composition and content of the ore

1.3 原礦鎢礦物相分析

化學(xué)物相分析結(jié)果見表3，由表3可知，原礦中的鎢主要以白鎢礦的形式存在，占有率為78.67%；其次為鎢華，占有率為19.23%；少量以黑鎢礦的形式存在。

表3 原礦鎢物相分析結(jié)果Table 3 Phase analysis of tungsten ore

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1 礦石結(jié)構(gòu)

經(jīng)查明，礦石結(jié)構(gòu)有以下四種：一是自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等金屬礦物呈此結(jié)構(gòu)；二是它形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，部分白鎢礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等呈此結(jié)構(gòu)；三是包含結(jié)構(gòu)，白鎢礦包裹非金屬礦物、黃鐵礦形成包含結(jié)構(gòu)；四是交代結(jié)構(gòu)，褐鐵礦交代白鎢礦、黃鐵礦，形成交代結(jié)構(gòu)。

2.2 礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造主要有兩種，即浸染狀構(gòu)造：金屬礦物（主要白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等）在礦石中呈浸染狀分布形成此構(gòu)造，這種構(gòu)造在礦石中比較普遍；脈狀構(gòu)造：褐鐵礦沿白鎢礦裂隙、部分方解石沿石英脈裂隙呈脈狀分布。

3 原礦中鎢元素配分及粒度分析

3.1 原礦中鎢元素配分

將選樣磨碎后，對其作MLA(礦物參數(shù)自動定量分析系統(tǒng))[4]，結(jié)果表明, 原礦中鎢元素主要賦存在白鎢礦中，含量為99.97%。

3.2 白鎢礦的化學(xué)成分

為了解礦石中白鎢礦的化學(xué)成分，對其做電鏡掃描分析，結(jié)果見表4。由表4可知，白鎢礦中不含其他雜質(zhì)，W含量與理論值基本一致。

表4 白鎢礦化學(xué)成分/%Table 4 Chemical composition of scheelite

3.3 白鎢礦的嵌布粒度

為確定合適破碎、磨礦以及選別方法，需要充分了解白鎢礦的嵌布粒度，用過線法對白鎢礦進(jìn)行了粒度統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(jié)果見表5。

表5 白鎢礦的粒度分析Table 5 Particle size analysis of scheelite

由表5可知，白鎢礦的粒度中+0.08 mm 83.74%，-0.08 mm 16.26%，其中-0.08+0.04 mm 10.39%。總的來說，白鎢礦粒度較粗，可以考慮重選回收鎢。

4 主要礦物嵌布特征

4.1 白鎢礦嵌布特征

白鎢礦是含鎢的主要礦物，在礦石中與非金屬礦物、黃鐵礦和褐鐵礦關(guān)系都很密切。

礦石中白鎢礦與黃鐵礦的連生較為少見，二者之間為規(guī)則連生，偶見白鎢礦包裹被褐鐵礦交代的黃鐵礦，見圖1、2。

圖1 （反光）白鎢礦與黃鐵礦規(guī)則連生Fig.1 Scheelite associated with pyrite regularly

圖2 （反光）白鎢礦包裹被褐鐵礦交代的黃鐵礦Fig.2 Scheelite coated with pyrite replaced by limonite

可見褐鐵礦沿白鎢礦邊緣裂隙分布或褐鐵礦呈細(xì)線狀、脈狀分布于白鎢礦中，少見白鎢礦包裹微細(xì)粒塵點狀褐鐵礦褐鐵礦粒度較細(xì)，不易與白鎢礦解離，見圖3。

圖3 （反光）褐鐵礦沿白鎢礦邊緣和裂隙交代白鎢礦Fig.3 Limonite metasomatism of scheelite along the edge and fracture of scheelite

此外，白鎢礦呈它形—半自形粒狀，粒徑大小不等，可由0.01～1.5 mm，呈星點狀—致密塊狀不均勻分布于非金屬礦物中，部分白鎢礦與方解石連生，表現(xiàn)為規(guī)則—半規(guī)則連生，白鎢礦包裹方解石或方解石呈細(xì)脈狀穿入白鎢礦中，方解石和白鎢礦同為含Ca的礦物，二者不易分離，且關(guān)系又較為密切，給選礦帶來了一定難度，見圖4～5。

圖4 （反光）白鎢礦分布于非金屬礦物中Fig.4 Scheelite distributed in non-metallic minerals

圖5 （反光）白鎢礦包裹粒度不等的方解石Fig.5 Scheelite encapsulates calcite with different grain sizes

4.2 鎢鉛礦的嵌布特征

鎢鉛礦在礦石中很少，多為它形粒狀、不規(guī)則狀，粒徑0.01～0.02 mm，通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)沿白鎢礦邊緣和裂隙交代白鎢礦，可見少量與菱鋅礦連生見圖6。

圖6 白鎢礦與鎢鉛礦連生Fig.6 Scheelite associated with stolzite

4.3 黃鐵礦的嵌布特征

黃鐵礦在礦石中多呈它形粒狀和不規(guī)則狀，粒徑0.01～0.3 mm，多呈浸染狀—星點狀分布，可見少量與白鎢礦連生，可見部分黃鐵礦被褐鐵礦交代，形成交代結(jié)構(gòu)，部分交代比較完全，形成交代殘留結(jié)構(gòu)，見圖7。

圖7 （反光）褐鐵礦交代黃鐵礦，形成交代結(jié)構(gòu)Fig.7 Limonite metasomatic pyrite, forming metasomatic structure

4.4 磁黃鐵礦的嵌布特征

磁黃鐵礦是礦石中的主要含鐵礦物之一，多呈不規(guī)則狀和它形粒狀，粒徑0.01～0.2 mm，稀疏浸染狀—星點狀分布，偶見與黃銅礦、黃鐵礦連生，未見到與白鎢礦連生，見圖8。

圖8 （反光）磁黃鐵礦、黃銅礦連生及其星點狀分布的褐鐵礦Fig.8 Pyrrhotite, chalcopyrite and stellate distributed limonite

4.5 褐鐵礦的嵌布特征

褐鐵礦多呈塵點狀、粒狀和不規(guī)則狀，粒徑0.01～0.2 mm，星散狀—星點狀分布或沿非金屬礦物解理裂隙分布，可見部分交代黃鐵礦，形成交代結(jié)構(gòu)，部分與白鎢礦連生。

4.6 金、銀元素賦存狀態(tài)

礦石中含Au 0.1 g/t、Ag 12 g/t，達(dá)到綜合回收標(biāo)準(zhǔn)，在顯微鏡下中未見到金、銀的獨立礦物，但在掃描電鏡下（放大5000倍）見到兩粒銀的獨立礦物—輝銀礦，粒徑＜0.005 mm，其中一粒包裹于方鉛礦中，一粒分布于石英與褐鐵礦粒間，見圖9、10。

圖9 方鉛礦包裹輝銀礦Fig.9 Galena wrapped with argentite

圖10 （反光）位于褐鐵礦和石英粒間的輝銀礦Fig.10 Argentite located between limonite and quartz grains

4.7 脈石礦物

石英為礦石中的主要非金屬礦物，多呈不規(guī)則狀和它形粒狀，粒徑相差懸殊0.1～2.6 mm，主要存在于石英脈中；部分石英分布于結(jié)晶灰?guī)r的方解石粒間或呈脈狀穿插于結(jié)晶灰?guī)r中。

方解石分布于方解石石英脈中或結(jié)晶灰?guī)r中。石英脈中的方解石多呈不規(guī)則狀和粒狀，粒徑大小不等，粒徑0.1～0.9 mm，分布于石英粒間，部分與白鎢礦連生。

結(jié)晶灰?guī)r中的方解石多呈它形粒狀，粒徑0.05～0.4 mm，顆粒之間相互緊密鑲嵌，部分白鎢礦呈星點狀分布于結(jié)晶灰?guī)r中，與方解石連生。

5 礦石可選性分析

（1）本礦石中主要可回收礦物為白鎢礦，從白鎢礦粒度分布來看，白鎢礦粒度整體較粗，部分白鎢礦與非金屬礦物以連生或包含的形式存在。因此，粗粒級白鎢礦適宜用重選回收，對于與非金屬礦物連生或包含的白鎢礦需要提高磨礦細(xì)度，使得白鎢礦解離充分后用浮選的方法回收[5]。

（2）原礦TFe含量為4.00%，主要以黃鐵礦、磁黃鐵礦和褐鐵礦的形式存在，CaO含量為11.96%，主要以方解石的形式存在。由于硫鐵礦和方解石對白鎢礦的浮選回收影響較大[6]。因此建議選別流程采用階段磨礦階段選別，先重選后浮選。在重選時可以提前去除后續(xù)浮選中方解石對鎢精礦的影響；對重選精礦再次浮選可進(jìn)一步提高鎢精礦品位并獲得硫產(chǎn)品，以增加產(chǎn)品附加值。

6 結(jié) 論

（1）礦石中鎢是主要的回收元素，Au、Ag含量分別為0.1 g/t、12 g/t，應(yīng)考慮綜合回收，其他金屬元素含量較低，無回收意義。

（2）礦石中的主要目的回收礦物為白鎢礦，其次為鎢鉛礦；金屬礦物主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，其次有黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等；非金屬礦物主要有石英、方解石和絹（白）云母等。

（3）鎢元素主要賦存于白鎢礦中，少量賦存于鎢鉛礦中。白鎢礦粒度相對較粗， +0.08 mm 83.74%，白鎢礦主要呈塊狀—星點狀分布于非金屬礦物（石英、方解石）中，與它們呈半規(guī)則連生或包含關(guān)系，因此白鎢礦與石英、方解石的解離較為重要，此外因為白鎢礦和方解石均為含鈣礦物，二者的有效分離是選礦的技術(shù)關(guān)鍵。

（4）通過礦石工藝礦物學(xué)研究，建議對礦石采用階段磨礦階段選別，先重選后浮選的工藝流程。