內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善左旗元山子地區(qū)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(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)，寧夏 銀川750021 2、寧夏回族自治區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)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(zhì)熱液改造型。賦存于寒武系張夏組（∈2z）地層中，有2 個(gè)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(hào)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(qū)內(nèi)的可采礦層。2 號(hào)礦層位于1 號(hào)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(wěn)定，鉬平均品位0.079%，鎳達(dá)不到工業(yè)品位。

2 礦石特征

2.1 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1.1 礦石的結(jié)構(gòu)

礦石礦物以粒狀結(jié)構(gòu)為主，同時(shí)具交代結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)等。交代生物殘留結(jié)構(gòu)：大部分為黃鐵礦及輝鉬礦交代細(xì)胞狀集合體團(tuán)塊或蜂窩狀外形的生物殘留結(jié)構(gòu)。變質(zhì)生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)：炭質(zhì)類礦物沿礦石片理方向生長(zhǎng)呈定向排列。粒狀結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)：少數(shù)黃鐵礦呈樹枝狀，二硫鎳礦、輝砷鎳礦呈環(huán)帶狀，亦見到針鎳礦、砷黝銅礦圍繞輝砷礦外圍呈環(huán)帶狀生長(zhǎng)。

2.1.2 礦石的構(gòu)造

細(xì)脈浸染狀構(gòu)造：硫化物主要呈細(xì)脈狀沿千枚巖片理分布，寬小于1mm，肉眼可見黃鐵礦，少數(shù)為輝鐵鎳礦。浸染狀構(gòu)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(dá)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(lán)等。非金屬礦物主要以石英、絹云母及碳質(zhì)物組成。輝鉬礦呈微細(xì)粒星散狀分布，碳質(zhì)物呈鱗片狀分布，與鎳、鉬關(guān)系較密切，碳質(zhì)物含量高時(shí)鎳、鉬含量相應(yīng)也變高。

2.3 礦石的化學(xué)特征

礦石中主要有益元素Ni、Mo 分布變化較大，全礦區(qū)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(shù)為47.57%。鉬最高品位0.564%，最低品位0.011%，平均0.097%，變化系數(shù)為52.52%。

3 選礦試驗(yàn)

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(qū)內(nèi)規(guī)模較大的1 號(hào)礦（體）層，分別采集于鉆孔和斜井平巷中。礦石樣品由選技術(shù)人員按選冶加工試驗(yàn)規(guī)范要求進(jìn)行采集, 第一次采樣由于品位達(dá)不到礦山工業(yè)品位,因此進(jìn)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(yàn)的原礦樣品。有一定的代表性。配樣結(jié)果見表1。

表1 配樣結(jié)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(yàn)及分析用樣品的粒度。經(jīng)過三段破碎 ( 兩段開路,一段閉路) 制成-1mm 的試驗(yàn)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(yàn)方法、種類及結(jié)果

元山子礦區(qū)原礦為灰黑色頁狀、千枚狀構(gòu)造，片理、千枚理較發(fā)育，礦石內(nèi)發(fā)育石英及方解石細(xì)脈，硫化物主要呈細(xì)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(shù)為輝鐵鎳礦。該類礦石中硫化物除沿片理外，還可見呈結(jié)狀、團(tuán)塊狀集合體出現(xiàn)，直徑可達(dá)1cm 以上。礦石自然類型屬黑色頁巖型鎳鉬礦石。

根據(jù)礦石中鎳、鉬礦物結(jié)晶特點(diǎn)可以看出，-1mm 的該礦應(yīng)該屬于中等可碎性礦石。對(duì)已破碎至-1mm 的原礦進(jìn)賽篩分，分為六個(gè)粒級(jí)，并對(duì)各粒級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析，以考察各級(jí)粒極產(chǎn)品中有用元素Mo 和Ni 的分布情況。結(jié)果見表2。

表2 原礦粒度分析結(jié)果表

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

表3 原礦粒度特性數(shù)據(jù)

礦石的可選性:

根據(jù)試驗(yàn)樣品中有用元素鉬、鎳的特性，試驗(yàn)采用浮選方法。浮選試驗(yàn)采用的浮選機(jī)型號(hào)為: 攪拌式浮選機(jī)XFD-63型離心式浮選機(jī)( 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(yīng)降低。

3.3 選礦工藝流程及最終結(jié)果

3.3.1 原礦細(xì)磨浮選試驗(yàn)條件及流程見圖1。

圖1 選礦流程

由圖1 可以看出，根據(jù)前面的條件試驗(yàn)分析:要想獲得合格的鉬精礦和鎳精礦必須細(xì)磨才行，考慮到生產(chǎn)中控制條件的問題，選擇原礦一次細(xì)磨到-200 目95%時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

本次試驗(yàn)主要考察提高細(xì)度能否提高鎳的品位及回收率。采用原礦細(xì)磨、鉬鎳優(yōu)先浮選流程，試驗(yàn)結(jié)果見表4。本試驗(yàn)是球磨60 分鐘后進(jìn)行浮選試驗(yàn)的, 經(jīng)過篩析測(cè)得球磨60 分鐘細(xì)度為-200 目占95.0%。從表4 中數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)過兩次精選后鎳的品位就可以上升至3.53%,回收率達(dá)70.07%,效果比較明顯。因此，確定采用原礦細(xì)磨至-200 目占95%作為最終磨礦細(xì)度。

表4 原礦細(xì)磨試驗(yàn)結(jié)果表

3.3.3 浮選試驗(yàn)小結(jié)

該入礦原礦為炭質(zhì)黑色頁巖型鉬鎳礦礦石(俗稱黑礦),經(jīng)化學(xué)分析結(jié)果鉬品位為0.081%、鎳品位為0.35%,經(jīng)工業(yè)分析固定碳12.06%、揮發(fā)分1.73%、灰分86.22%。原礦中含有較多炭質(zhì)物，由于炭質(zhì)物的存在，使浮選過程不易控制。對(duì)該原礦進(jìn)行3500C 溫度下1.5 小時(shí)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(jìn)行浮選試驗(yàn),細(xì)磨優(yōu)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(chǎn)品分析

最終產(chǎn)品化學(xué)多項(xiàng)分析，鉬精礦多元素分析結(jié)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(jié)果：Ni3.62%，Mo0.31%，MgO0.32%，F(xiàn)e2O320.44%，SiO210.25%。

3.3.5 最終產(chǎn)品物相分析

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

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古阿拉善左旗元山子鎳鉬多金屬礦礦石成分和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，選礦難度較大。選礦試驗(yàn)選擇礦石化學(xué)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(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)該礦相當(dāng)難磨；大量碳的存在,使浮選過程不易控制；對(duì)該原礦進(jìn)行3500C 溫度下1.5 小時(shí)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(jìn)行浮選試驗(yàn),可以得到合格的鉬精礦和鎳精礦。經(jīng)過浮選試驗(yàn)，最終鉬精礦產(chǎn)率0.23%，品位45.88%，鉬回收率70.35 %。最終鎳精礦產(chǎn)率8.46%，品位3.62%，鎳回收率76.56 %，該礦石為較難選礦石。經(jīng)過試驗(yàn)，能夠選出合格的鉬精礦和鎳精礦，試驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)可以做為地質(zhì)評(píng)價(jià)的依據(jù)。建議在礦山開發(fā)利用時(shí)繼續(xù)進(jìn)行詳細(xì)的流程試驗(yàn)及擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)，為生產(chǎn)提供合理的工藝流程條件和指標(biāo)。