我国西南部某低品位钨多金属矿工艺矿物学研究

梁冬云，李 波，洪秋阳

（广州有色金属研究院，广东 广州 510651）

某低品位白钨多金属矿产于我国西南地区，赋存于辉石-石榴石夕卡岩中，是一种新型的白钨资源。虽然矿石中各金属的品位均偏低，但因其贮藏量大，综合产值高而具重大经济价值。然而，该矿石由于品位低且多金属混生，选矿分离各金属极具难度，显而易见，开发利用此类低品位复杂矿石必须具备选矿新技术和新工艺的支撑［1］。工艺矿物学是一门以研究矿石中矿物的性质状态和加工过程的变化为主要内容的学科，通过定量检测矿石的化学成分、矿物组成、矿物的嵌布粒度、矿物在磨矿过程的可解离性、有用和有害元素在矿石中的赋存状态等参数来对矿石进行剖析和研究，研究结果为诠释选矿机理、制定选矿工艺方案和实现选矿过程优化提供矿物学依据。本研究拟从工艺矿物学的角度，查明该矿石矿物组成、各有用矿物的嵌布特征和粒度特征，各有用金属在矿石中的赋存状态，以为此类矿石选矿工艺研究提供基础资料和理论依据。

1 原矿物质组成

对该钨多金属矿石主要元素进行化学分析：WO30.21％；Mo 0.048％；Bi 0.079％；Sn＜0.01％；Cu 0.27％；S2.23％；Fe13.21％；CaO18.91％；MgO2.17％；SiO235.76％；Al2O36.06％；CaF28.89％；CaO315.07％。

经显微镜查定和矿物定量检测，在该矿石中，钨矿物主要为白钨矿，未见有黑钨矿和钨华；金属硫化物种类较多，有黄铜矿、辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、黄铁矿，极少量毒砂、闪锌矿；自然元素矿物有自然铋；脉石矿物有普通辉石、钙铝榴石、硅灰石、长石、石英、萤石、方解石等。主要矿物相对含量见表1。

表1 主要矿物相对含量 ％

2 主要有价矿物的嵌布粒度和可解离性

表2 主要矿物嵌布粒度

经磨制矿石光片，显微镜下测定各主要矿物的嵌布粒度，测定结果如表2所示。由表2可知，辉钼矿的嵌布粒度较粗，主要粒度范围为0.04～0.8mm；白钨矿的嵌布粒度也相对较粗，主要粒度范围为0.04～0.32mm；黄铜矿粒度呈不均匀嵌布，主要分布在0.02～0.64mm粒度范围内；自然铋（包括少量辉铋矿）的嵌布粒度最细，主要粒度范围为0.01～0.08mm，且有约35％的自然铋粒度小于0.02mm，这部分自然铋包含于脉石和磁黄铁矿中，不易解离，将影响铋的回收效果。

为了选择合理的磨矿细度，避免有用金属矿物过磨，分别测定了不同磨矿细度下主要有价矿物的解离度，测定结果如图1～4所示。解离度测定结果表明，白钨矿和辉钼矿易于解离，在磨矿细度-0.074mm占78.16％时已达到良好解离；黄铜矿易解离程度居中，在磨矿细度-0.074mm占86.40％时均能达到较好的解离；而铋矿物（包括自然铋和辉铋矿）则很难解离，在磨矿细度-0.074mm占94.10％时才能达到较好解离。由此可见，在选择磨矿细度和磨矿方式上必须综合考虑各矿物的解离性差异。

图1 白钨矿在各磨矿细度下各粒级的解离度

图2 黄铜矿在各磨矿细度下各粒级的解离度

图3 铋矿物在各磨矿细度下各粒级的解离度

图4 辉钼矿在各磨矿细度下各粒级的解离度

3 主要有价矿物嵌布特征

白钨矿CaWO4：该矿石中白钨矿呈不规则粒状、次圆粒状产出，与普通辉石、方解石、萤石等矿物嵌布关系密切。白钨矿单矿物分析：WO375.14％，Mo 2.56％，结果说明该白钨矿含钨量比理论值（WO380.53％）低。造成该白钨矿含钨量偏低有两个因素：一是钼以类质同象方式进入白钨矿晶格，有2.56％的钼替代了该白钨矿晶格中的钨；二是白钨矿内含微细粒脉石包裹体［2］。

辉钼矿MoS2：该矿石中辉钼矿嵌布粒度较粗，多呈板状或片状嵌布于脉石缝隙中，且多与自然铋伴生，但自然铋的嵌布粒度远比辉钼矿细小。

图5 自然铋呈不规则粒状充填于矿石孔隙中，嵌布粒度大小不一

自然铋Bi和辉铋矿Bi2S3：铋是该矿石的主要回收金属之一，主要为自然铋和少量辉铋矿。自然铋在矿石中分布较广，多呈微细粒充填于矿石缝隙或普通辉石的溶蚀孔中（参见图5），分散且粒度细微，并且表面多已氧化，呈淡红的锖色。有少量粒度极粗的自然铋，充填于矿石裂缝中或在方解石脉中，呈不规则状产出，粗粒的自然铋未见氧化现象。另外，少量的极微细的圆粒状自然铋，包含在方解石中，呈串珠状分布，但这些自然铋多呈新鲜状。包含于普通辉石和方解石中的部分自然铋，粒度过于微细不易解离，是影响铋回收率的因素之一。自然铋在空气中易氧化，尤其是微细粒孔隙充填的自然铋，多见氧化现象，此是影响铋回收率的因素之二。

矿石中仅见有少量辉铋矿，多与自然铋连生，或包裹于自然铋中与自然铋呈熔离状，或见颗粒边缘为自然铋，内核为蚀变残余的辉铋矿。

黄铜矿CuFeS2：黄铜矿在矿石中呈浸染状分布，嵌布粒度粗细不均匀，与脉石矿物之间具有复杂的连生界面，有些黄铜矿内包含微细粒脉石包裹体；部分黄铜矿与磁黄铁矿呈熔融分离，两者都具平直的连生界面。

4 各有价金属在矿石中的分布

4.1 钨在矿石中的分布

根据原矿矿物定量分析和单矿物含钨量分析，钨在主要矿物中的分配如表3所示。由表中结果可见，钨主要以白钨矿矿物形式存在，占88％左右，其余的钨以微细包裹体形式分散在硫化矿物中或分散于脉石矿物中。即钨的理论回收率为88％左右。

表3 钨在各主要矿物中的分配

4.2 铜在矿石中的分布

铜在各主要矿物中的分配见表4，由表中结果可见，铜主要以黄铜矿矿物形式存在，黄铜矿中的铜占原矿总铜的95％以上，分散于硫化铁矿物中的铜约占3％～4％，分散于脉石矿物中的铜约占1％左右。预计铜的最高回收率为95％左右。

表4 铜在各主要矿物中的分配

4.3 铋在矿石中的分布

由表5铋在各主要矿物中的分配可见，铋主要以自然铋和少量辉铋矿的矿物形式存在，自然铋和辉铋矿中的铋占原矿总铋量的79％左右。由于自然铋粒度细微，包裹于辉石、方解石等脉石矿物中，约有20％左右的铋分散在硫化矿物和脉石中，铋的理论回收率仅达79％左右。

表5 铋在各主要矿物中的分配

4.4 钼在矿石中的分布

钼在各主要矿物中的分配如表6所示，由表中结果可见，该矿石中主要钼矿物为辉钼矿，白钨矿含钼达2.56％，白钨矿中的钼占了原矿总钼的13.66％。由于白钨矿包含了约14％左右的钼，从辉钼矿中回收钼，钼的理论回收率仅为80％左右。

表6 钼在各主要矿物中的分配

5 结果和讨论

（1）该矿石有价金属种类多，矿物种类也多，且含量低，给选矿分选带来难度。主要脉石矿物有普通辉石、钙铝榴石、方解石、萤石、石英等，含钙脉石数量较多，对钨的精选有一定影响。

（2）白钨矿、黄铜矿、辉钼矿的嵌布粒度较粗，较易解离，有利于选矿分选，而自然铋的嵌布粒度较细，且嵌布关系较复杂，多包含于辉石、方解石等脉石矿物中，较难解离。因此，磨矿后，前者都有良好的解离度，而铋矿物的解离度相对较差。

（3）自然铋在矿石中分布较广，大多呈微细粒充填于矿石缝隙或普通辉石的溶蚀孔中，分散且粒度细微，并且多已氧化，这是影响铋回收的重要因素之一；少量的极微细圆粒状自然铋，虽然未见氧化现象，但呈串珠状包含在方解石中，这部分自然铋由于粒度过细不易解离，也将影响铋的回收率。

（4）在多金属矿石中，钨主要以白钨矿矿物形式存在，理论回收率为88％左右；铜主要以黄铜矿的形式存在，理论回收率高达95％左右；铋主要以自然铋和少量辉铋矿的矿物形式存在，由于自然铋粒度细微，包裹于辉石、方解石等脉石矿物中，约有20％左右的铋分散在硫化矿物和脉石中，铋的理论回收率仅达79％左右；由于矿石中白钨矿含钼较高，白钨矿中含钼占了原矿总钼的13.66％，辉钼矿中的钼仅占原矿总钼的80％，因此从辉钼矿中回收钼的理论回收率仅约为80％。

［1］张 涛.浅析我国钨矿开发利用过程中存在的问题与对策［J］.中国金属通报.2010，（40）：40-41.

［2］梁冬云，李 波，高玉德.甘肃某白钨矿石工艺矿物学研究［J］.中国钨业，2009，24（6）：17-19.