斑岩型低品位铜钼矿石工艺矿物学研究

洪秋阳,梁冬云,王毓华,李 波

(1.中南大学,湖南 长沙 410083) (2.广州有色金属研究院,广东 广州 510651)

斑岩型低品位铜钼矿石工艺矿物学研究

洪秋阳1,2,梁冬云2,王毓华1,李 波2

(1.中南大学,湖南 长沙 410083) (2.广州有色金属研究院,广东 广州 510651)

采用显微镜研究、X-射线衍射分析、电子探针分析等手段,查明了某斑岩型低品位铜钼矿石矿物组成,铜、钼的赋存状态及主要矿物的嵌布特性。根据工艺矿物学研究结果,针对该矿石的性质特点,选矿试验采用铜钼硫混合浮选-铜钼浮选-铜钼分离的原则流程,最终得到良好指标:钼精矿钼品位46.28%,回收率70.26%;铜精矿铜品位22.31%,回收率84.19%;硫精矿硫品位30.24%,回收率69.60%。为了提高矿山的资源利用率,在浮选富集金属矿物之后,应在尾矿中回收钾长石、钠长石。

斑岩型低品位铜钼矿;工艺矿物学;嵌布特性

0 引 言

以铜为主伴生有钼的铜钼矿床常以斑岩铜矿型存在,因其储量大,是目前世界提取铜的重要资源,同时也是钼的重要来源。由于此类矿床具有原矿品位低、嵌布粒度细的特点,并且辉钼矿具有层状结构,有良好的天然可浮性,常与黄铜矿、黄铁矿密切共生,所以铜钼分离较为困难[1]。本文对某低品位斑岩型铜钼矿石的化学性质以及目的矿物工艺特征进行了全面研究,为选择合适的选矿工艺流程及条件,最大限度地回收矿石中的有价矿物提供矿石工艺矿物学方面的依据。

1 矿石的化学组成

根据光谱分析结果,对矿石中所含的主要有益元素和有害元素进行定量化学分析,结果见表1。从表1可知,试样中可回收的有价组分为Mo、Cu、S,有害杂质As含量小于0.005%,不会对产品质量造成影响;其他伴生有价元素如Pb、Zn、Au、Ag等的品位相对较低,未达到综合回收的品位。

2 矿石矿物组成及相对含量

矿石的矿物组成较为复杂,经采用显微镜、电子探针、X-射线衍射等手段,查明该钼矿主要矿物组成及含量见表2,矿石中选矿回收的目的矿物为辉钼矿、黄铜矿和黄铁矿。此外,由于该钼矿成矿母岩为花岗斑岩,钾、钠长石占原矿总量的50%左右,钾、钠长石为玻璃、陶瓷行业的紧缺原料,因此在浮选富集金属矿物之后,可在尾矿中回收长石类矿物。

表1 矿石化学多元素分析结果%(质量分数)

表2 主要矿物相对含量%

3 主要矿物嵌布特征

3.1 主要矿物嵌布粒度

矿石中矿物的嵌布粒度是决定磨矿工艺的最重要的依据[2]。经磨制矿石光片,在显微镜下测定辉钼矿和黄铜矿嵌布粒度,测定结果见图1、图2。从图中可以看出,矿石中辉钼矿和黄铜矿的嵌布粒度不均匀且较细,90%以上的辉钼矿嵌布粒度小于0.08 mm,其中小于0.02 mm的辉钼矿占了近40%;黄铜矿的嵌布粒度略比辉钼矿略粗,但仍属微细粒嵌布类型,约80%的黄铜矿小于0.08 mm,其中小于0.02 mm的黄铜矿占了20%。基于矿石中辉钼矿和黄铜矿均属微细粒嵌布,选矿应采取细磨工艺。

图1 辉钼矿在矿石中的嵌布粒度

图2 黄铜矿在矿石中的嵌布粒度

3.2 主要矿物的单体解离度

辉钼矿和黄铜矿的解离度测定结果见图3。由图3可看出,矿石中辉钼矿较难解离,磨矿细度-0.074 mm占90%时,由于小部分辉钼矿呈微细粒包含于石英中,辉钼矿的解离度仍只有86%;黄铜矿的解离性略优于辉钼矿,磨矿细度-0.074 mm占90%时,仍有少数难解离的黄铜矿,黄铜矿的解离度为93%左右。

图3 铜钼矿物的单体解离度

4 主要矿物嵌布特性

4.1 辉钼矿(MoS2)

辉钼矿是矿石中最重要的金属矿物。采用电子探针波谱测定辉钼矿的化学组成,提纯辉钼矿作单矿物化学分析(Mo含量59.39%);分析结果表明,矿石中辉钼矿含钼量接近理论值(Mo 59.94%,S 40.06%),含有极少量的硅、铝、铁等杂质。显微镜下观察到辉钼矿在矿石中分布不均匀,成群出现在矿石裂隙中或呈片状充填于石英碎裂隙中,有时呈极微细粒充填于石英的微缝隙中;或与黄铜矿伴生,分布于黄铜矿边缘或充填于黄铜矿裂隙中。

4.2 黄铜矿(CuFeS2)

黄铜矿也是矿石中的有价矿物之一,多成群出现,与脉石矿物关系密切,有时与黄铁矿、辉钼矿伴生。电子探针波谱测量和单矿物化学分析表明,矿石中黄铜矿含有少量钼等杂质,含铜量略比理论值偏低。大多数黄铜矿充填于矿石碎裂隙或石英、云母等矿物粒间隙,呈填隙结构。

4.3 黄铁矿(FeS2)

黄铁矿是矿石中的主要含硫矿物,含量虽少,但因其易富集而具综合回收价值。黄铁矿嵌布粒度比黄铜矿略粗,主要嵌布粒度范围在0.02～0.2 mm。矿石中黄铁矿一般嵌布于脉石中,呈不规则粒状分布。

5 铜、钼在矿石中的赋存状态

5.1 钼在矿石中的赋存状态

矿石中钼在各主要矿物中的平衡分配见表3。由表3看出,矿石中钼主要以辉钼矿矿物形式存在,约20%的钼分散于黄铜矿、黄铁矿中或呈微细包裹体分散于脉石中;基本未见有钼华等氧化钼矿物。预计矿石中钼的最高回收率为80%左右。

表3 钼在各主要矿物中的平衡分配(单矿物在0.04 mm以下完成最后提纯)

5.2 铜在矿石中的赋存状态

矿石中铜在各主要矿物中的平衡分配见表4。

表4 铜在各主要矿物中的平衡分配(单矿物在0.04 mm以下完成最后提纯)

由表4看出,矿石中铜矿物比较单一,主要以黄铜矿形式存在,少量铜分散于黄铁矿中,约5%的铜呈黄铜矿微细包裹体分散于脉石中。预计矿石中铜的最高回收率为95%左右。

6 结 语

该矿石属于低品位钼矿床,除辉钼矿为选矿目的矿物之外,可综合回收的矿物为黄铜矿、黄铁矿和钾长石、钠长石。矿石中钼主要以辉钼矿矿物形式存在,占原矿总钼量的80%左右;铜主要以黄铜矿形式存在,占原矿总铜量的95%左右。辉钼矿的嵌布关系较复杂,嵌布粒度较细,特别是嵌布于石英中的微细粒辉钼矿较难解离;约5%的铜呈黄铜矿微细包裹体分散于脉石矿物中,这部分黄铜矿无法回收。

根据工艺矿物学研究结果,针对该矿石的性质特点,选矿试验采用铜钼硫混合浮选-铜钼浮选-铜钼分离的原则流程,最终得到良好指标:钼精矿钼品位46.28%,回收率70.26%;铜精矿铜品位22.31%,回收率84.19%;硫精矿硫品位30.24%,回收率69.60%。

[1] 郭海宁.低品位铜钼矿石铜钼分离选矿工艺试验研究[J].甘肃冶金,2007,4.

[2] 周金平,吴 峰,贾木欣.伊春鹿鸣钼矿工艺矿物学研究[J].矿冶,2008,17(2):111-113.

[3] 袁致涛,程少逸,赵礼兵,等.朝鲜某铜镍矿石工艺矿物学研究[J].金属矿山,2009,6.

[4] 陈江安,龚恩民.福建某钼矿的工艺矿物学研究[J].江西理工大学学报,2009,30(1):8-11.

[5] 刘智林,叶雪均,肖金雄,等.江西某钨钼矿工艺矿物学研究[J].中国钨业,2008,23(6):8-11.

[6] 魏党生.广东某铜钼矿浮选工艺研究[J].有色金属(选矿部分),2009,(2):5-10.

[7] 许洪峰,牛艳萍,丁淑芳,等.黑龙江某铜钼矿石混合浮选试验研究[J].矿产保护与利用,2009,3.

PROCESSM INERALOGY OF A PORPHYRY-TYPE LOW-GRADE COPPER-MOLYBDENU M ORE

HONGQiu-yang1,2,L IANGDong-yun2,WANG Yu-hua,L IBo2
(1.Central South Unversity,Changsha 410083,Hunan,China) (2.Guangzhou Research Institute ofNon-ferrousMetals,Guangzhou 510651,Guangdong,China)

This processmineralogy study was made to identify the mineral composition of a porphyry-type lowgrade copper-molybdenum ore,the occurrence of copper and molybdenum and the dissemination characteristics of the main minerals bymeans ofmicroscope,X-ray diffraction analysis,electron microprobe.According to the results,the principle flowsheet of copper,molybdenum and sulfur bulk flotation-copper and molybdenum bulk flotation-copper and molybdenum separation were adopted in beneficiation test considering the properties of the ore. The good indexes are obtained finally that the grade and recovery of molybdenum concentration are 46.28%and 70.26%respectively,the grade and recovery of copper concentration are 22.31%and 84.19%,the grade and recovery of sulfur concentration are 30.24%and 69.60%.The potash feldspar and albite should be recovered from the tailings of flotating the metalminerals in order to improve the resource utilization ofmines.

porphyry-type low-grade copper-molybdenum ore;processmineralogy;embedded characteristic

TD91

A

1006-2602(2010)04-0006-03

2010-03-19

洪秋阳(1988-),女,中南大学资源与生物工程学院矿物加工工程系,广州有色金属研究院选矿研究所,在读硕士研究生。