某多硫化物金銅礦石工藝礦物學研究

劉朝輝

(帕魯特有限責任公司)

隨著科技的不斷發展,礦產資源利用水平不斷提高,工藝礦物學在選礦工藝方案制定、優化及技術改造中的作用愈發重要[1-5]。本文以安徽某多硫化物金銅礦石樣品為研究對象,采用MLA、掃描電鏡、體視顯微鏡等技術手段,查明了礦石成分、礦物組成、主要礦物工藝特征等,分析了影響目的礦物回收的礦物學因素,為該礦石資源的開發利用提供了礦物學依據[6]。

1 礦石性質

1.1 化學成分

某多硫化物金銅礦石中金、銅為主要有價回收元素,銅品位為0.17 %,金品位為0.60 g/t,其化學成分分析結果見表1。

表1 化學成分分析結果

1.2 物相分析

樣品中銅主要以硫化銅的形式存在,物相分析結果見表2。

表2 銅物相分析結果

1.3 礦物組成

通過電子顯微鏡,并結合化學成分分析及MLA等檢測手段,確定了樣品的礦物組成,結果見表3。

表3 礦物相對含量測量結果

由表3可知:該樣品中金屬礦物占35.35 %,其中金屬硫化物占31.19 %,主要為黃鐵礦(占30.66 %),其次黃銅礦(占0.51 %);金屬氧化物占4.16 %,其中褐鐵礦占0.53 %,礦石氧化率為1.73 %;脈石礦物占64.65 %。結合樣品含硫16.13 %,金品位0.60 g/t,銅品位0.17 %,金、銅和硫均為有價元素,因此可以將該礦石歸為多硫化物金銅礦石。

2 主要礦物工藝特征

黃鐵礦(FeS2):占礦物相對含量的30.66 %,高倍鏡下檢測,大部分黃鐵礦表面光滑、易磨光。粒度主要分布在0.010～0.053 mm,以細粒為主。黃鐵礦主要呈單體形態,以半自形晶為主[7],也存在他形晶黃鐵礦。黃鐵礦與黃銅礦存在一定的嵌布關系,少量黃鐵礦與黃銅礦連晶分布,呈現礦物集合體的形式,有時可見二者相互包裹的現象。黃鐵礦與脈石礦物密切嵌布,可見黃鐵礦與脈石礦物連晶分布,部分黃鐵礦被脈石礦物完全包裹或局部嵌布在脈石礦物之中。少量黃鐵礦與氧化鐵礦物密切嵌布,部分黃鐵礦與磁鐵礦連晶分布或嵌入其中,結果見圖1。

圖1 顯微照片及背散射圖

黃銅礦(CuFeS2):占礦物相對含量的0.51 %,高倍鏡下檢測到黃銅礦的磨光度較好,表面光滑、易磨光。黃銅礦主要呈單體狀態,以半自形—他形晶為主。樣品中黃銅礦的粒度主要分布在0.010～0.053 mm,以細粒為主,少量中粒、微粒及粗粒。

黃銅礦與其他礦物的嵌布關系主要可分為以下2種類型:

1)與其他金屬硫化物連晶分布的黃銅礦。這部分黃銅礦主要分布在黃鐵礦邊部、黃鐵礦微裂隙及粒間,以中粒為主,該類黃銅礦不易與黃鐵礦解離,容易形成銅、鐵礦物連生體,且易流失到浮選尾礦中,對黃銅礦的回收會產生不利的影響。

2)與脈石礦物連晶分布及嵌布在脈石礦物之中的黃銅礦。這部分黃銅礦的含量要高于與其他金屬硫化物連晶分布的黃銅礦,其特點是與其他金屬硫化物嵌布關系不密切,多呈微細粒嵌布于脈石礦物中,且不易與脈石礦物解離,易與脈石礦物呈連生體流失到浮選尾礦中。部分黃銅礦的分布特征見圖2。

通過重復改變式(1)中函數的范圍,其余3種不同程度的變形即可表示出來。通過對繞組徑向變形程度模型的建立,即可求取變形后的變壓器繞組參數。在繞組變形的情況下,電場為不均勻分布。

圖2 掃描電鏡能譜成分分析

3 銅礦物工藝特征

3.1 銅礦物組成及粒度特征

經高倍鏡下檢測及能譜成分分析,該樣品中銅礦物主要為黃銅礦,銅品位為33.73 %,鐵品位為35.07 %,含硫31.20 %,黃銅礦粒度分布以細粒為主,占47.23 %,結果見表4。

表4 黃銅礦粒度分析結果

3.2 銅礦物嵌布關系特征

通過測定統計,黃銅礦主要呈單體狀態,占45.27 %,檢測結果見表5。

表5 黃銅礦嵌布狀態分析結果

4 金礦物工藝特征

4.1 金礦物組成及粒度特征

經掃描電鏡能譜成分分析,樣品中的金礦物全部為自然金,平均成色為885.36 ‰。根據測量統計結果,金礦物以微細粒金為主,合計占98.03 %,檢測結果見表6。

表6 金礦物粒度分析結果

4.2 金礦物外形形態特征

該樣品中金礦物的形態以渾圓粒狀為主,占90.01 %,檢測結果見表7,部分自然金顆粒形態見圖3。

圖3 體視顯微鏡下自然金形態

表7 金礦物外形形態檢測結果

4.3 金礦物嵌布關系特征

通過檢測可知,樣品中金礦物的嵌布關系以硫化物包裹金為主,檢測結果見表8。

表8 金嵌布狀態分析結果

5 影響銅、金回收的礦物學因素

5.1 影響銅回收的礦物學因素

1)銅賦存狀態的影響。與脈石礦物連生的黃銅礦占35.42 %,被脈石礦物包裹的黃銅礦占15.85 %,部分黃銅礦為微細粒,不易與脈石礦物解離,易與脈石礦物呈連生體流失到混合浮選尾礦中,因此影響銅的回收率。

2)銅粒度的影響。礦石中黃銅礦的粒度分布不均勻,粗粒黃銅礦占11.22 %,小于0.01 mm的微細粒黃銅礦占12.97 %。磨礦細度過細,會造成粗粒的黃銅礦過磨;磨礦細度過粗,細粒級黃銅礦無法解離。

5.2 影響金回收的礦物學因素

1)金的賦存狀態及粒度的影響。樣品中脈石礦物包裹金占16.37 %,硫化物包裹金占69.11 %,小于0.01 mm的微細粒金含量高,機械磨礦很難使這部分微細粒包裹金達到完全的裸露或解離,脈石礦物包裹金容易流失到混合浮選尾礦中,硫化物包裹金容易流失到硫精礦中,從而影響金的回收率。

2)金礦物形態對金回收的影響。部分顆粒金以渾圓狀形式存在,較難上浮,若不采取有效的重選回收手段,極易損失于尾礦當中。

3)樣品中含白云母、黑云母、絹云母、綠泥石等脈石礦物,它們均屬硬度較低、相互之間結合力較弱的礦物,易產生泥化現象,會影響浮選過程及浮選產品的質量。

6 浮選試驗驗證及產品考查

6.1 浮選試驗

采用重選—重尾混合浮選—混合精礦銅硫分離(三次精選)進行閉路試驗,結果表明:銅精礦中銅品位為10.76 %、金品位為17.74 g/t,硫精礦中含硫45.05 %,全流程銅、金、硫的總回收率分別為91.70 %、50.21 %、90.93 %,試驗獲得了良好的技術指標。

6.2 流失狀態考查

對重選—重尾混合浮選—混合精礦銅硫分離流程閉路尾礦中銅、金的流失狀態進行了考查,結果表明:尾礦中流失的黃銅礦主要由于與脈石礦物連生及被脈石礦物包裹,合計占90.72 %,以其他狀態流失的黃銅礦較少;尾礦中流失的金主要為脈石礦物包裹金,占97.28 %,以其他狀態流失的金極少,混合浮選尾礦中流失的金和銅均屬合理流失。

7 結 論

1)工藝礦物學研究表明:礦石含硫16.13 %,金品位0.60 g/t,銅品位0.17 %。銅礦物主要為黃銅礦,粒度以細粒為主。金礦物為自然金,平均成色為885.36 ‰,主要以微細粒金形式存在。

2)經過重選—重尾混合浮選—混合精礦銅硫分離(三次精選)閉路試驗,銅、金、硫的總回收率分別為91.70 %、50.21 %、90.93 %。

3)尾礦中流失的黃銅礦主要以與脈石礦物連生和被脈石礦物包裹的形式存在,占總流失量的90.72 %;流失的金主要為脈石礦物包裹金,占總流失量的97.28 %,與工藝礦物學研究結果相吻合。因此,混合浮選尾礦中流失的金和銅屬于合理流失。