廣東某低品位復雜鎢多金屬礦石的工藝礦物學研究

梁 曉 王三海 劉 濤

（長沙礦冶研究院有限責任公司）

我國有豐富的鎢資源，約占世界總儲量的40%［1］。白鎢礦和黑鎢礦是我國主要的含鎢礦種，其中，白鎢礦資源量占鎢資源總量的70%。

我國的鎢礦床中常伴生有銅、鉬、鉍、鉛、鋅等金屬硫化物，隨著優質礦產資源的日漸枯竭和資源開發利用率意識的不斷提高，綜合回收鎢礦資源中共伴生有價金屬逐漸成為一種行業趨勢［2-3］。

目前，鎢礦物的回收主要采用重選法、浮選法以及磁選法。鎢礦浮選面臨的主要困難是白鎢礦常溫浮選較困難，尤其是精選；黑鎢礦浮選則更困難［4］。鎢礦重選面臨的主要困難是細粒的回收，且設備臺時效率和分選系統自動化程度低；鎢礦磁選面臨的問題是黑白鎢礦交代部分分離困難，同時細粒鎢礦極易造成高梯度磁選機堵塞。因此，難選鎢礦石合理分選工藝的確定就離不開科學、嚴謹的工藝礦物學研究。

1 礦石成分分析

廣東某低品位復雜鎢多金屬礦石主要化學成分分析結果見表1，主要礦物及含量見表2。

注：Ag的含量單位為g/t。

從表1可知：礦石中的主要有價成分為鎢，含量為0.15%，為白鎢工業開采最低品位下限；伴生銅、鉬、鉍、銀含量均較低，因此，礦石屬低品位鎢礦石。

從表2可知：礦石中既有黑鎢礦又有白鎢礦，銅礦物為黃銅礦，鉍礦物有輝鉍礦、自然鉍、輝鉛鉍礦，其他主要金屬硫化礦物還有磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、輝鉬礦、毒砂、方鉛礦等；脈石礦物主要有石英、鈉長石、鉀長石、白云母，中長石綠泥石、螢石、磷灰石、黑云母等少量。

2 主要礦物的嵌布特征

采用顯微鏡及MLA對磨至-0.074 mm占59%的礦樣進行主要礦物的嵌布特征分析。

（1）黑鎢礦。礦石中黑鎢礦為鎢錳鐵礦，WO3、FeO、MnO平均含量分別為74.53%、12.87%、9.74%。部分黑鎢礦中含鈮鐵礦包裹體，故成分中也含鈮。黑鎢礦晶體一般呈厚板狀或短柱狀，顏色隨鐵、錳含量而變化，含鐵越高顏色越深。富含鐵者具弱磁性，硬度、密度、磁性強度均隨鐵含量的增高而增大。礦石中的黑鎢礦常呈板狀嵌布于石英、長石、云母等脈石礦物間，常見黑鎢礦被白鎢礦交代，交代殘余的黑鎢礦包含于白鎢礦中，少量黑鎢礦與黃銅礦、磁黃鐵礦等金屬硫化礦物連生。黑鎢礦的嵌布特征見圖1。

（2）白鎢礦。礦石中白鎢礦是主要有價礦物，一般呈無色—白色，透明—半透明，油脂光澤，硬度中等，性脆，具清楚的解理。部分白鎢礦包含微細粒鈮鐵礦，故白鎢礦含鈮。白鎢礦常呈自形—半自形晶粒嵌布于石英、長石、云母、綠泥石等脈石礦物中，常見白鎢礦交代黑鎢礦形成“灰鎢礦”，可見白鎢礦與磁黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化礦物連生；偶見白鎢礦包含鈮鐵礦微細顆粒。白鎢礦的嵌布特征見圖2。

（3）黃銅礦。黃銅礦是礦石中的主要銅礦物，普遍含銀，且含少量硅、鋁、鈣、鎂等雜質，并有少量黃銅礦含鋅，黃銅礦的Cu、Fe、S平均含量分別為34.40%、30.20%、34.98%。礦石中的黃銅礦常呈不規則粒狀浸染或零星分布于脈石礦物中，常見黃銅礦與磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、輝鉍礦、輝鉬礦等金屬硫化礦物連生。黃銅礦的嵌布特征見圖3。

（4）鉍礦物。礦石中的鉍礦物種類較多，以輝鉍礦為主。輝鉍礦等常呈不規則粒狀嵌布于石英、云母等脈石中，可見輝鉍礦與黃銅礦、磁黃鐵礦連生。輝鉍礦的嵌布特征見圖4。

（5）輝鉬礦。輝鉬礦呈微細葉片狀、聚片狀、鱗片狀晶體，質軟、具韌性。礦石中的輝鉬礦呈片狀、疊片狀嵌布于石英和云母間，也可見輝鉬礦與黃銅礦連生；偶見少量輝鉬礦呈微細片狀包含于石英等脈石中。

3 主要礦物的粒度特征

礦石中黑鎢礦、白鎢礦和黃銅礦的嵌布粒度測定結果見表3。

注：白鎢礦-黑鎢礦連生體按單體統計。

從表3可知：黑、白鎢礦嵌布粒度均在0.32 mm以下，80%以上的黑、白鎢礦嵌布粒度在0.16 mm以下，小于0.08 mm的黑、白鎢礦嵌布粒度占60%以上，表明礦石中的白鎢礦和黑鎢礦的嵌布粒度較細，屬于細粒嵌布的黑、白鎢礦；與鎢礦物相比，黃銅礦的嵌布粒度更細，主要粒度范圍為0.01～0.16 mm。

4 主要礦物的單體解離特征

將礦石磨至不同細度，在顯微鏡下測定白鎢礦、黑鎢礦和黃銅礦的單體解離度，結果見表4。

從表4可知：磨礦細度為-0.074 mm占59%時，黃銅礦的單體解離度為93.46%，黑、白鎢礦的解離度為84.19%，表明在該細度下，主要有價礦物均得到良好的解離。

5 鎢在礦石中的賦存狀態

在礦石中礦物定量檢測的基礎上，根據各礦物含鎢量，作出鎢在礦石中的平衡分配情況，結果見表5。

從表5可知：礦石中的鎢主要以黑鎢礦和白鎢礦的形式存在，占總鎢的97.39%；其他礦物含鎢均很低，基本沒有回收價值。

6 礦石重磁浮工藝敏感性分析

6.1 磁選

為查明磁場對鎢礦物回收的影響，對礦石磨礦產品中0.1～0.074 mm粒級進行磁選，結果見表6。

從表6可知：黑鎢礦主要富集在300～800 mT磁場強度下的磁性產品中；礦石中有部分白鎢礦與黑鎢礦交代現象，包含交代殘余黑鎢礦的白鎢礦因而具有弱磁性，大部分白鎢礦進入1 000～1 350 mT磁場強度下的磁性產品中；1 350 mT磁場強度下的非磁性產品產率為88.96%，進一步的分析表明，主要礦物為石英、長石，螢石少量。

6.2 重選

為了解礦石重選的可能性，對碎至2～0 mm礦石中的不同粒級分別進行重液（密度為2.82 g/cm3）試驗，結果見表7。

從表7可知：粒度越細，重產品中WO3回收率越高，表明鎢礦物嵌布粒度較細，因此，合適的磨礦細度對鎢重選回收非常重要。

6.3 浮選

（1）白鎢礦交代黑鎢礦形成“灰鎢礦”，導致其可浮性較白鎢礦差。

（2）礦石中的磷灰石和螢石等含鈣脈石礦物含量遠高于白鎢礦含量，是影響白鎢礦精選指標的突出因素。

7 結論

（1）礦石中鎢為主要有價成分，伴生有價成分為Cu、Mo、Bi、Ag，因此，礦石屬極低品位鎢多金屬礦石。

（2）礦石中鎢礦物主要為黑鎢礦和白鎢礦，占總鎢的97.39%，白鎢礦約占6成。黑、白鎢礦嵌布粒度均在0.32 mm以下，80%以上的黑、白鎢礦嵌布粒度在0.16 mm以下，小于0.08 mm的黑、白鎢礦嵌布粒度占60%以上，表明礦石中的白鎢礦和黑鎢礦的嵌布粒度較細，屬于細粒嵌布的黑、白鎢礦；與鎢礦物相比，黃銅礦的嵌布粒度更細，主要粒度范圍為0.01～0.16 mm。

（3）磨礦細度為-0.074 mm占59%時，黃銅礦的單體解離度為93.46%，黑、白鎢礦的解離度為84.19%，表明在該細度下，主要有價礦物均得到良好的解離。

（4）粒度為0.1～0.074 mm的磨礦產品所進行的磁選試驗表明，黑鎢礦主要富集在300～800 mT磁場強度下的磁性產品中；礦石中有部分白鎢礦與黑鎢礦交代現象，包含交代殘余黑鎢礦的白鎢礦因而具有弱磁性，因而大部分白鎢礦進入1 000～1 350 mT磁場強度下的磁性產品中。進入重選的礦石，粒度越細，重產品中WO3回收率越高，表明鎢礦物嵌布粒度較細，因此，合適的磨礦細度對鎢重選回收非常重要。由于白鎢礦交代黑鎢礦形成“灰鎢礦”，導致其可浮性較白鎢礦差，且在磷灰石和螢石等含鈣脈石礦物的干擾下，浮選較難獲得高品質精礦。