西藏甲瑪角巖型銅鉬礦石工藝礦物學(xué)研究

陳健龍 高歌 王艷 王銅 程曉霞

摘要：利用顯微鏡、MLA、電子探針及化學(xué)分析等手段，對(duì)西藏甲瑪角巖型銅鉬礦石進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究，查明了礦石中礦物組成、礦物嵌布特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、目的礦物種類(lèi)及分布率等，并討論了影響礦石中目的礦物回收的礦物學(xué)因素。結(jié)果表明：礦石中硫化礦物相對(duì)含量為4.48 %，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石及云母類(lèi)礦物;銅礦物主要為黃銅礦，粒度以小于0.053 mm為主，與脈石礦物嵌連密切的黃銅礦容易流失，會(huì)影響銅的回收;鉬礦物主要為輝鉬礦，粒度以-0.053～+0.010 mm為主，與脈石礦物呈貧連生體狀態(tài)的輝鉬礦易流失到浮選尾礦中。研究結(jié)果為該礦石資源的高效開(kāi)發(fā)利用提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：銅鉬礦石;角巖型;礦物解離分析儀;工藝礦物學(xué);嵌布特征;電子探針

中圖分類(lèi)號(hào)：TD91文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）06-0078-05doi：10.11792/hj20210615

引 言

青藏高原岡底斯成礦帶是全球巨型成礦帶——特提斯—喜馬拉雅成礦帶的重要組成部分，是西藏地區(qū)銅、鉬等多金屬礦的重點(diǎn)成礦區(qū)域，目前已發(fā)現(xiàn)多個(gè)大型銅多金屬礦床[1-3]。西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司甲瑪銅多金屬礦床是青藏高原岡底斯成礦帶上一個(gè)代表性礦床，2013年該礦區(qū)探明資源儲(chǔ)量總計(jì)為銅金屬量752.4萬(wàn)t，鉬金屬量70萬(wàn)t，銅、鉬金屬儲(chǔ)量巨大，具有很好的找礦前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。該資源的綜合利用對(duì)青藏高原生態(tài)脆弱區(qū)同類(lèi)多金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)具有引領(lǐng)示范作用，對(duì)西藏地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義[5-6]。

本文針對(duì)西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)采的角巖型銅鉬礦石開(kāi)展了全面、系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究，確定了影響礦石選礦技術(shù)指標(biāo)的礦物學(xué)因素，為選別工藝條件優(yōu)化、充分合理利用該礦石資源提供了可靠的礦物學(xué)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分及物相分析

采用化學(xué)分析法對(duì)該角巖型銅鉬礦石進(jìn)行了成分分析及銅、鉬物相分析，結(jié)果見(jiàn)表1～3。

由表1～3可知：該礦石中主要回收有價(jià)元素為銅、鉬，金、銀為伴生有價(jià)元素，銅品位0.490 %、鉬品位0.020 %、金品位0.04 g/t、銀品位6.04 g/t;銅氧化率為6.53 %，鉬氧化率為15.00 %。

1.2 礦物組成

通過(guò)顯微鏡光片鑒定和掃描電鏡自動(dòng)礦物學(xué)測(cè)定[7]，查明了礦石礦物組成，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，礦石中硫化礦物相對(duì)含量為4.48 %，脈石礦物以石英、長(zhǎng)石及云母類(lèi)為主。含銅礦物以黃銅礦為主，另有6.53 %的銅以氧化銅形式存在，這部分銅礦物可浮性較差，不利于銅浮選回收。鉬礦物主要為輝鉬礦，少量鎢鉬鈣礦，鎢鉬鈣礦及其他含鉬氧化物分布率為15.00 %，這部分鉬礦物不利于鉬浮選回收。

1.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工藝類(lèi)型

礦石結(jié)構(gòu)：黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等形成他形晶粒狀結(jié)構(gòu);黃鐵礦呈不完整的立方體、五角十二面體等形成自形晶—半自形晶結(jié)構(gòu);黃銅礦與黃鐵礦形成交代溶蝕結(jié)構(gòu);輝銅礦、銅藍(lán)沿黃銅礦顆粒邊部呈環(huán)帶結(jié)構(gòu);黃銅礦呈填隙結(jié)構(gòu)嵌布在黃鐵礦粒間;微細(xì)粒輝鉬礦包裹在砷黝銅礦中形成包含結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造：黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等呈微細(xì)粒星散狀浸染于礦石中，形成稀疏浸染狀構(gòu)造;主要金屬硫化物以中粗—中細(xì)粒浸染于礦石中，構(gòu)成浸染狀構(gòu)造;部分光片鏡下見(jiàn)輝銅礦、銅藍(lán)等沿黃銅礦微裂隙充填交代呈細(xì)脈狀構(gòu)造等。

礦石工藝類(lèi)型為角巖型少硫化物原生銅鉬礦石。

2 主要礦物產(chǎn)出特征

2.1 銅礦物

礦石中銅礦物組成及銅分布率見(jiàn)表5。

1）黃銅礦。黃銅礦主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中，嵌布粒度以0.037～0.150 mm為主，多呈獨(dú)立狀態(tài)產(chǎn)出;少量微細(xì)粒黃銅礦被脈石礦物緊密包裹，粒度多在0.010 mm以下;黃銅礦與黃鐵礦嵌布關(guān)系較密切，黃銅礦常沿黃鐵礦顆粒周邊分布，少量呈填隙結(jié)構(gòu)充填在黃鐵礦粒間或交代溶蝕黃鐵礦。礦石中見(jiàn)有少量黃銅礦嵌布在輝鉬礦中。

2）砷黝銅礦。經(jīng)電子探針波譜分析，砷黝銅礦中普遍含鐵，一般在6.43 %～9.85 %，個(gè)別含鐵可達(dá)10.90 %（鐵砷黝銅礦）。砷黝銅礦嵌布粒度以0.010～0.074 mm為主，與黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，常見(jiàn)交代溶蝕黃鐵礦現(xiàn)象，小于0.010 mm的黃鐵礦與砷黝銅礦往往構(gòu)成銅鐵礦物集合體。少量砷黝銅礦與黃銅礦、輝銅礦連晶分布在礦石中。鏡下檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)砷黝銅礦與輝鉬礦也有一定的嵌布關(guān)系，除連晶分布外，見(jiàn)有微細(xì)粒輝鉬礦嵌布在砷黝銅礦中，也見(jiàn)砷黝銅礦包裹微細(xì)粒毒砂。

3）斑銅礦。其嵌布粒度以0.010～0.074 mm為主，多呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)分布，顯微鏡下為玫瑰棕色，顯均質(zhì)性，主要與黃銅礦及輝銅礦、銅藍(lán)等嵌布密切。

4）輝銅礦、銅藍(lán)。輝銅礦、銅藍(lán)主要沿黃銅礦顆粒周邊呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)分布，很少呈獨(dú)立狀態(tài)產(chǎn)出，其粒度細(xì)小，多在0.010 mm以下。銅藍(lán)與輝銅礦常連晶分布在黃銅礦顆粒邊部，少量呈細(xì)脈狀充填在黃銅礦微裂隙中，也見(jiàn)有輝銅礦沿斑銅礦顆粒周邊進(jìn)行交代;輝銅礦、銅藍(lán)在偏光鏡下較容易區(qū)分，經(jīng)電子探針波譜分析，2種礦物均含鐵，且銅含量較低，成分相近。

2.2 鉬礦物

礦石中鉬礦物組成及鉬分布率見(jiàn)表6，輝鉬礦電子探針波譜分析結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知，輝鉬礦平均含Mo為58.261 %、S為42.095 %，并含有微量的Al、Ca、Si、Cu、Fe等雜質(zhì)。

輝鉬礦相對(duì)含量為0.03 %。反射多色性變化顯著，灰白—灰?guī)У{(lán)色，強(qiáng)非均質(zhì)性，白色微帶淡粉黃色，嵌布粒度以0.01～0.15 mm為主。微細(xì)粒輝鉬礦嵌布形態(tài)以彎曲的磷片狀、葉片狀等為主，粒度較細(xì)。微細(xì)粒輝鉬礦主要嵌布在脈石礦物中（見(jiàn)圖1）。中粗粒輝鉬礦嵌布形態(tài)以束狀、菊花狀及粒狀集合體為主，粒度較粗，大粒者在0.3 mm×0.6 mm左右，主要呈獨(dú)立狀態(tài)產(chǎn)出。中粗粒輝鉬礦中有部分黃銅礦分布其中，也見(jiàn)輝鉬礦與砷黝銅礦連生分布。輝鉬礦與黃銅礦、砷黝銅礦嵌布關(guān)系比較密切，接觸關(guān)系復(fù)雜，這會(huì)使鉬銅分離產(chǎn)生一定的難度，鉬精礦中有銅礦物混雜，會(huì)影響鉬精礦質(zhì)量。

2.3 黃鐵礦

黃鐵礦為礦石中主要的金屬硫化礦物，相對(duì)含量為2.81 %（含磁黃鐵礦）。黃鐵礦嵌布粒度以0.037～0.200 mm為主，中粗粒、中細(xì)粒黃鐵礦主要呈半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，呈浸染狀構(gòu)造分布，主要嵌布在脈石礦物中，顆粒表面粗糙，沒(méi)有較好的磨光面，多呈粒狀或粒狀集合體分布。微細(xì)粒黃鐵礦以他形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主，主要嵌布在脈石礦物裂隙，其中少量沿脈石礦物裂隙呈細(xì)脈狀充填。黃鐵礦與黃銅礦有一定的嵌布關(guān)系，黃銅礦常沿黃鐵礦顆粒邊部分布，黃銅礦交代溶蝕黃鐵礦，見(jiàn)有微細(xì)粒黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等嵌布在黃鐵礦孔洞及黃鐵礦中等現(xiàn)象。

由于交代溶蝕作用的影響，礦石中砷黝銅礦、黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)等與黃鐵礦常構(gòu)成銅鐵礦物集合體，黃鐵礦在該集合體中的粒度細(xì)小，多在0.005 mm以下，該銅鐵礦物集合體的形成對(duì)銅鐵分離會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

2.4 主要脈石礦物

1）石英。石英為礦石中主要脈石礦物之一，在礦石中含量高、分布廣，相對(duì)含量為38.68 %。其主要呈他形晶粒狀集合體分布，顆粒比較渾圓，粒度分布以0.053～0.200 mm為主，石英顆粒間常有白云母等鋁硅酸鹽礦物分布，有部分白云母在粒狀石英集合體中呈細(xì)脈狀分布。

2）鉀長(zhǎng)石。鉀長(zhǎng)石為礦石中主要脈石礦物之一，嵌布粒度以0.2～0.4 mm為主，形態(tài)多為板狀，沿a軸延長(zhǎng)呈柱狀，卡斯巴雙晶鏡下較為常見(jiàn)，鏡下顯負(fù)低突起，干涉色為一級(jí)灰至灰白。部分鉀長(zhǎng)石顆粒表面具渾濁現(xiàn)象，易蝕變?yōu)榻佋颇浮?/p>

3）白云母。白云母為礦石中較為常見(jiàn)的脈石礦物，單偏光鏡下為無(wú)色，呈片狀，具一組極完全解理，正交偏光鏡下具鮮艷的二至三級(jí)干涉色、近平行消光、正延性、二軸晶負(fù)光性、光軸角中等特征。白云母單體形態(tài)為板狀或片狀，集合體形態(tài)為磷片狀或葉片狀、放射狀等，多沿石英粒間分布，也常在粒狀石英集合體中呈脈狀或細(xì)脈狀產(chǎn)出。

3 目的礦物嵌布粒度及特征

3.1 銅礦物

對(duì)各種銅礦物嵌布粒度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知：黃銅礦粒度分布不均勻，大部分為-0.100 mm;砷黝銅礦嵌布粒度多在-0.074～+0.010 mm;輝銅礦、銅藍(lán)粒度細(xì)，以-0.010 mm為主。

對(duì)銅礦物在礦石中的嵌布狀態(tài)進(jìn)行了鏡下檢測(cè)及礦物解離分析儀（MLA）測(cè)定，脈石礦物粒間及裂隙為銅礦物主要嵌布場(chǎng)所，少量包裹在脈石礦物中（粒度較細(xì)，以小于0.010 mm為主）。脈石礦物粒間及裂隙中的銅礦物粒度略粗，以大于0.037 mm為主，主要呈獨(dú)立狀態(tài)產(chǎn)出，易于解離，而被脈石礦物包裹及由砷黝銅礦與黃鐵礦構(gòu)成的銅鐵礦物集合體不易解離。銅礦物嵌布狀態(tài)分析結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可知，脈石礦物包裹銅礦物占8.54 %，且銅礦物粒度分布較細(xì)。這部分銅礦物即使達(dá)到一定磨礦細(xì)度，也很難與脈石礦物完全解離，會(huì)影響銅回收率。

3.2 鉬礦物

采用鏡下檢測(cè)并結(jié)合MLA測(cè)定，對(duì)輝鉬礦嵌布粒度及嵌布狀態(tài)進(jìn)行了分析，結(jié)果見(jiàn)表9、表10。

由表9、表10可知：礦石中輝鉬礦嵌布粒度細(xì)小，以-0.053～+0.010 mm為主，占52.97 %;小于0.010 mm占8.96 %。輝鉬礦主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙，合計(jì)占76.93 %。

4 目的礦物回收礦物學(xué)影響因素

4.1 銅礦物影響因素

1）礦石中部分黃銅礦粒度較細(xì)，被脈石礦物包裹的銅礦物占8.54 %，這部分銅礦物即使達(dá)到一定磨礦細(xì)度，也很難與脈石礦物完全解離。通過(guò)對(duì)磨礦細(xì)度-0.074 mm占70 %的原礦樣品考察銅礦物的嵌連關(guān)系，可知單體黃銅礦占79.15 %，與脈石礦物連生或被脈石礦物包裹的黃銅礦占14.03 %。與脈石礦物嵌連密切的黃銅礦容易流失，是影響銅回收的主要原因之一。

2）含銅量較高的次生銅礦物砷黝銅礦等，除部分呈單體狀態(tài)產(chǎn)出外，其余與黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，常構(gòu)成銅鐵礦物集合體，這部分礦物會(huì)影響銅精礦質(zhì)量和銅回收率。

3）礦石中氧化銅分布率為6.53 %，這部分銅難以回收。

4.2 鉬礦物影響因素

1）根據(jù)礦石中鉬礦物嵌布特征，可知包裹在脈石礦物中的輝鉬礦占8.32 %，其中部分輝鉬礦粒度僅為1～2 μm，難以與脈石礦物解離，磨礦過(guò)程中也易與脈石礦物呈貧連生體狀態(tài)。通過(guò)對(duì)磨礦細(xì)度-0.074 mm占70 %的原礦樣品考察輝鉬礦的嵌連關(guān)系，可知在該磨礦細(xì)度下，單體輝鉬礦占80.67 %，與石英、長(zhǎng)石、云母等連生的輝鉬礦占14.40 %。與脈石礦物呈貧連生體狀態(tài)的輝鉬礦易流失到浮選尾礦中，是影響鉬回收的因素之一。

2）礦石中鉬礦物組成以輝鉬礦為主，輝鉬礦中鉬分布率為85.32 %，鎢鉬鈣礦與其他氧化鉬礦物中鉬分布率為14.68 %。由于氧化鉬礦物采用浮選法難以回收，因此會(huì)影響鉬的回收。

3）礦石中含有一定量的白云母、長(zhǎng)石、石膏、方解石等，磨礦過(guò)程中極易產(chǎn)生泥化，也會(huì)影響鉬礦物的浮選效果。

5 結(jié) 論

1）礦石中銅、鉬為主要有價(jià)元素，銅氧化率為6.53 %，礦石工藝類(lèi)型為角巖型少硫化物原生銅鉬礦石。礦石中銅礦物以黃銅礦為主，其次為次生銅礦物;銅礦物粒度主要分布在0.053 mm以下，以嵌布在脈石礦物粒間及裂隙為主。礦石中鉬礦物以輝鉬礦為主，其次為鎢鉬鈣礦;輝鉬礦嵌布粒度主要分布在-0.053～+0.010 mm，嵌布狀態(tài)以脈石礦物粒間及裂隙為主。

2）礦石中有6.53 %的銅以氧化物形式分布，難以回收，且部分黃銅礦粒度較細(xì)，即使達(dá)到一定磨礦細(xì)度，也很難完全與脈石礦物解離。此外，砷黝銅礦與黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，常交代溶蝕黃鐵礦構(gòu)成銅鐵礦物集合體，這部分銅鐵礦物集合體難以解離，進(jìn)入銅精礦會(huì)影響銅精礦質(zhì)量，進(jìn)入尾礦會(huì)造成銅的流失。

3）包裹在脈石礦物中的輝鉬礦占8.32 %，其中部分輝鉬礦的粒度僅為1～2 μm，難以與脈石礦物解離，磨礦過(guò)程中也易與脈石礦物呈貧連生體狀態(tài)，這是影響鉬回收的主要原因。礦石中氧化鉬中鉬占15.00 %，這部分鉬不易通過(guò)浮選法回收。礦石中存在一定量的白云母、長(zhǎng)石、石膏、方解石等，磨礦過(guò)程中極易產(chǎn)生泥化，會(huì)影響浮選效果。

4）礦石中有部分黃銅礦與輝鉬礦嵌布緊密，磨礦過(guò)程中2種礦物不能完全解離，可能會(huì)造成精礦產(chǎn)品中銅鉬互含，影響銅鉬分離浮選。

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Process mineralogy of hornstone copper-molybdenum ore in Jiama，Tibet

Chen Jianlong，Gao Ge，Wang Yan，Wang Tong，Cheng Xiaoxia

（Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：Systematic process mineralogy study on hornstone copper-molybdenum ore in Jiama，Tibet，is carried out by the use of microscope，MLA，electronic probe and chemical analysis，investigates the mineral composition，mine-ral embedding characteristics，ore structure，target mineral type and distribution rate in ores，and discusses the mineralogical factors that influence target mineral recovery from ores.The results show that the relative sulfide content in ores is 4.48 %;the gangue minerals are mainly quartz，feldspar and mica group;copper minerals are mainly chalcopyrite dominated by -0.053 mm grains，and the chalcopyrite closely related to gangue minerals is easily lost，influencing copper recovery;molybdenum minerals are mainly molybdenite dominated by -0.053-+0.010 mm grains，poor locked molybdenite and gangue minerals are easily lost into flotation tailings.The research results provide basis for efficient development and utilization of the ore resource.

Keywords：copper-molybdenum ore;hornstone;mineral liberation analyzer;process mineralogy;embedding characteristic;electronic probe

收稿日期：2021-01-20; 修回日期：2021-04-10

基金項(xiàng)目：中國(guó)黃金集團(tuán)有限公司科研項(xiàng)目（ZJKJ-2016-XY014）

作者簡(jiǎn)介：陳健龍（1990—），男，吉林松原人，工程師，從事工藝礦物學(xué)研究工作;長(zhǎng)春市南湖大路6760號(hào)，長(zhǎng)春黃金研究院有限公司選冶研究所，130012;E-mail：15044124000@163.com