某难选低品位钨钼共生矿石工艺矿物学研究

洪秋阳，梁冬云，李 波，徐晓萍

（广州有色金属研究院 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东 广州 510650）

某难选低品位钨钼共生矿石工艺矿物学研究

洪秋阳，梁冬云，李 波，徐晓萍

（广州有色金属研究院 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东 广州 510650）

采用MLA技术对难选低品位钨钼矿石进行详细的工艺矿物学研究，测定了矿石矿物组成、嵌布粒度和解离度等工艺矿物学参数，为制定合理的选矿流程提供详实可靠的依据。结果表明，矿石中的主要有价矿物为白钨矿和辉钼矿；脉石矿物以石榴石（钙铁榴石、钙铝榴石）、透闪石、普通辉石、透辉石等磁性脉石为主，还有部分非磁性脉石石英、长石、萤石和方解石等。脉石矿物中富钙脉石含量较高，将对白钨矿选矿产生一定的影响。基于工艺矿物学的研究结果，选矿试验设计了强磁预先丢尾-先浮钼后浮钨的工艺技术路线，取得了钼精矿产率为0.125%，钼品位48.85%，钼回收率64.86%；钨精矿产率为0.27%，WO3品位65.23%，钨回收率74.22%的较好选矿技术指标。

钨钼矿；难选低品位矿石；选矿工艺；MLA；工艺矿物学

中国是钨资源大国，也是钨的消费大国，钨的储量、生产量、消费量和贸易量都居世界第一位[1]。然而，钨矿石品位低，矿物组合繁杂，共伴生元素多是中国大多数钨矿床的重要特征[2-3]。钨钼共生矿是现阶段国内最重要的钨矿石组合类型，从矿石成因上划分，属于斑岩型、斑岩与夕卡岩的过渡类型、夕卡岩型，矿床主要分布在湖南、江西、河南、广西、广东等地[4-5]。该类型矿石有价金属以钨为主，均含数量不等的钼金属，形成钨、钼两者均达到工业品位的共生矿。采用国际先进的MLA自动矿物定量检测技术，并结合传统工艺矿物学方法，对中国西北地区某低品位难选钨钼共生矿石进行详细的工艺矿物学研究[6-7]，定量测定了矿石矿物组成、白钨矿和辉钼矿的嵌布粒度和解离度以及有价元素钨和钼在矿石中的赋存状态等工艺矿物学参数，为制定合理的选矿工艺流程提供依据和指导。

1 试验样品及研究方法

1.1 试样样品

试验样品来自中国西北地区，属于含磁黄铁矿夕卡岩-斑岩型钨钼共生矿石。原矿多元素分析结果为：WO30.25%，Mo0.092%，Cu0.046%，Pb0.013%， Zn 0.064%，S 2.31%。具有矿石品位低，矿物组成复杂的特点。

1.2 MLA测试方法

MLA自动检测系统包括扫描电镜、能谱仪和MLA软件。

测试流程：将样品座放入样品仓—关闭样品仓，样品室抽真空—选择测量方法—设置测试参数（电镜参数，颗粒化参数，能谱参数）—开始测试。将样品分4级制样，每级样品测300～400个视域，约40 000个颗粒，完成一个矿样（4个样品）的检测共需10～15 h。测试过程完成后自动关闭，停止检测。可根据需要增加或减少测定视域，或通过调整放大倍数决定测定的颗粒数量[8-10]。

2 结果与讨论

2.1 矿物组成及各矿物含量

采用MLA检测查明原矿的矿物种类及各矿物相对含量，原矿矿物定量检测结果如表1所示。结果表明：（1）矿石中主要有用矿物是白钨矿和辉钼矿，只有微量黑钨矿，并且基本上不含其他钼矿物，选矿工艺只需考虑白钨矿和辉钼矿的回收；（2）磁性矿物主要为磁黄铁矿和磁铁矿，矿物量占7%左右，其中包括磁铁矿和易磁易浮的单斜磁黄铁矿，少量弱磁难浮的六方磁黄铁矿。由于磁黄铁矿的可浮性参差不齐，易在中矿中循环[11]，这些磁黄铁矿将对辉钼矿和白钨矿的浮选产生干扰作用；（3）少量甚至微量黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、辉铅铋矿、辉锑矿等易浮金属硫化矿物，需要在钼精选过程加以抑制；（4）脉石矿物分为两类：磁性脉石和非磁性脉石。磁性脉石主要为石榴子石（钙铁榴石、钙铝榴石）、透闪石、普通辉石、透辉石和少量黑云母、绿泥石、绿帘石，大约占总矿物量的65%，其中钙铝榴石、钙铁榴石、透辉石为富钙脉石，可浮性与白钨矿的可浮性差异不大，将对白钨矿选矿产生干扰；非磁性脉石主要为石英、长石和萤石、方解石，后者为富钙脉石，将进入白钨粗选精矿，干扰白钨精选[12]。

表1 原矿矿物组成定量检测结果 w/%Tab.1 Mineralogical composition of ore

2.2 矿物理化学性质和嵌布状态

2.2.1 白钨矿的物理化学性质

白钨矿是该矿石的主要钨矿物，呈四方双锥状或等轴粒状，晶体无色透明，少数白钨矿因铁染而呈透明的淡黄色。油脂光泽，硬度中等（莫氏硬度4.5），密度5.8～6.2 g/cm3，性脆，具清楚的解理。在白钨矿晶格中，Mo可呈类质同象替代W。矿石中的白钨矿类质同象替代较普遍，由于W的原子序数为74，而Mo的原子序数为42，钨比钼的原子序数高得多，因此含钨高钼低的部位亮度明显高于钨低钼高部位，在扫描电镜背散射图像中常可见灰度不同的相分区（见图1）。矿石中白钨矿化学成分能谱检测结果如表2所示，由测定结果可知，矿石中白钨矿普遍含钼，含钼量不固定，MoO3含量最小0.60%，最大可达7.44%，而小部分白钨矿极富钼最高含MoO3可达41.66%。白钨矿单矿物分析：WO376.01%，Mo2.93%。2.2.2 钨钼矿物的嵌布粒度和嵌布状态

图1 矿物样品扫描电镜-BSE图Fig.1 SEM-BSE image for mineral samples白钨矿中钼类质同象替代钨而出现的相分区

表2 白钨矿化学成分扫描电镜能谱分析结果 %Tab.2 SEM-EDSanalysisresultsforthechemicalcomponentsofsheelite

白钨矿的嵌布粒度较粗，粒度不均匀，粒度分布范围较广，主要粒度范围为0.01～0.32 mm；辉钼矿的粒度较细，但粗细比较均匀，主要粒度范围为0.02～0.16 mm。矿石中白钨矿多呈自形晶-半自形晶颗粒，结晶较完整，大多与石榴石和透辉石、透闪石连生（图1、图2）。与白钨矿类似，辉钼矿结晶较完整，呈半自形叶片嵌布在石榴石和透辉石、透闪石之间（图3）。

图2 矿物样品反光显微镜照片Fig.2 Reflective micrograph for mineral samples多粒白钨矿与石榴石、透闪石、透辉石连生

图3 矿物样品反光显微镜照片Fig.3 Reflective micrograph for mineral samples多粒辉钼矿嵌布在透闪石和石榴石等脉石之间

2.3 钨钼矿物的解离度

为了给选矿工艺制定合理的磨矿方案提供矿物学依据，测定了在不同磨矿细度下白钨矿和辉钼矿的解离度，结果如表3所示。

由表3中结果可知，白钨矿具有良好的解离性，在磨矿细度为-0.074 mm占80%时，白钨矿总解离度达89.35%，磨矿细度为-0.074 mm占88%时，白钨矿总解离度为93.38%；辉钼矿相对较难解离，在磨矿细度为-0.074 mm占80%时，辉钼矿总解离度为81.80%，磨矿细度为-0.074 mm占88%时，总解离度为86.63%。解离度测定结果表明，虽然白钨矿和辉钼矿与石榴石、透辉石、透闪石等脉石矿物紧密连生，但由于白钨矿和辉钼矿结晶完整，因此在磨矿过程具有良好的解离效果。

表3 不同磨矿细度下解离度测定结果Tab.3 Dissociationmeasurementresultsunderdifferentgrindingfinenesses

2.4 钨、钼在矿石中的赋存状态

根据MLA对原矿矿物定量测定结果和各类矿物的钨和钼化学分析，得出有价金属钨、钼在各主要矿物中的分配，如表4所示。从表中可见，以白钨矿和黑钨矿矿物形式存在的钨分别占原矿总钨的86.56%和2.11%；分散于磁黄铁矿/磁铁矿中的钨占原矿总钨的0.71%；在-0.045 mm细度仍包含于磁性脉石矿物中的钨占原矿总钨的7.21%，非磁性脉石（石英、长石、萤石等）中钨占原矿总钨的0.87%。钨的最高回收率为88%左右，若只选白钨矿，钨的理论回收率为86%。矿石中辉钼矿中的钼占原矿总钼的83.31%，以类质同象进入白钨矿晶格而赋存于含钼白钨矿中，白钨矿中的钼占原矿总钼8.63%；分散于磁黄铁矿/磁铁矿中的钼占原矿总钼2.88%；在-0.045 mm细度下，仍包含于磁性脉石矿物中的钼占原矿总钼的3.86%，仍包含于非磁性脉石中的钼占原矿总钼的0.55%。钼的理论回收率为83%左右。

表4 钨、钼在各主要矿物中的分配 %Tab.4 Distribution of tungsten and molybdenum in the major ores

2.5 矿物磁性分析

为了查明矿石中主要铁矿物和脉石矿物的磁性分布，采用原矿-0.1 mm+0.074 mm粒级产品进行矿物磁性分析，结果如表5所示。在磁场场强为100mT条件下，磁性产品产率为5.81%，主要由磁铁矿和磁黄铁矿组成；在磁场场强为300 mT条件下，磁性产品产率为5.42%，主要是磁黄铁矿、绿泥石和少量石榴石、透辉石；磁场场强为500 mT条件下，磁性产品产率为37.92%，主要由透辉石、透闪石、石榴石和绿泥石组成；在磁场场强为800 mT条件下，磁性产品产率为24.14%，主要是石榴石以及少量透辉石和透闪石；在磁场场强为1 000 mT条件下，磁性产品产率为4.75%，主要由石榴石和少量透闪石组成；非磁性产品产率为21.96%，主要为石英、长石、萤石、方解石等矿物。

表5 原矿矿物磁性分析结果Tab.5 Magnetism analysis results for the ore minerals

2.6 结果分析与选矿工艺流程设计

根据对该钨钼矿石矿物组成分析，磁性脉石占总矿物量的65%，加上以单斜磁黄铁矿为主的磁黄铁矿和磁铁矿，矿石中磁性矿物的总量达到72%左右；非磁性脉石主要是石英、长石、萤石、方解石，大约占总矿物量的22%。虽然钨钼矿物与石榴石和透辉石、透闪石连生，但白钨矿和辉钼矿结晶完整，在适当细磨后具有良好的解离性，解离度分别可达到93%和87%。根据钨、钼在矿石中的分配：分散于磁性矿物（磁黄铁矿、磁铁矿和磁性脉石）中的钨和钼分别占总量的7.92%和6.74%，预先丢掉后钨钼的损失不大。因此，选矿工艺设计磁-浮联合的工艺流程进行选矿小型试验研究，先采用弱磁选回收或预先脱除磁铁矿、磁黄铁矿，强磁选预先分离石榴子石、透辉石、透闪石等中磁性矿物[13]。浮选工艺则按照先钼后钨的原则进行。由于矿石中还含有少量至微量的黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、辉铅铋矿、辉锑矿等非磁性、可浮性较好的硫化矿物，这部分矿物的存在对白钨精矿质量影响较大，在白钨浮选前还需进行浮选脱硫。由于白钨粗精矿中还含有较多萤石、方解石等富钙脉石，需加温精选才能获得合格白钨精矿。

因此，对于本矿石，设计的试验原则流程如图4所示，先磁后浮、先钼硫后白钨的流程，取得了钼精矿产率为0.125%，钼品位48.85%，钼回收率64.86%；钨精矿产率为0.27%，WO3品位65.23%，钨回收率74.22%的较好选矿技术指标。

图4 试验原则流程Fig.4 Principal process for the test

3 结论

（1）试验研究的矿石属于低品位夕卡岩-斑岩型钨钼共生矿，主要有价矿物为白钨矿和辉钼矿，脉石矿物主要是石榴石、透辉石、透闪石和石英，还有一些可对白钨精选造成干扰的富钙脉石萤石和方解石。

（2）矿石中的白钨矿的嵌布粒度较粗，粒度不均匀；辉钼矿的粒度较细，但粗细比较均匀。白钨矿和辉钼矿与石榴石、透辉石、透闪石等脉石矿物紧密连生，但由于结晶完整，在适当细磨后具有良好的解离性。

（3）矿石中钨主要以白钨矿形式存在，钼主要以辉钼矿形式存在。分选白钨矿，钨的理论回收率为86%。由于白钨矿普遍含钼，白钨矿中的钼占原矿总钼8.63%，分选辉钼矿，钼的理论回收率为83%左右。

（4）根据工艺矿物学研究结果，选矿工艺设计磁-浮联合的工艺流程进行选矿小型试验研究。该流程的优势在于磁选抛去大量的磁性脉石，不仅能消除这些矿物对浮选过程的影响，保证生产指标，大幅度降低浮选药剂成本和生产成本，提高浮选车间的处理能力，还能综合回收资源中的有价成分，提高资源综合利用率。

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Process Mineralogy of a Refractory Low-Grade Tungsten-Molybdenum Ore

HONG Qiu-yang,LIANG Dong-yun,LI Bo,XU Xiao-ping
(State Key Laboratory of Rare Metals Separation and Comprehensive Utilization,Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals,Guangzhou 510650, Guangdong,China)

A detailed process mineralogy study was carried out by MLA for a refractory low-grade tungstenmolybdenum ore.The process mineralogy parameters,including mineralogical composition of ore,mineral grain size, and liberation degree were measured quantitatively to provide a basis for designing a reasonable beneficiation flowsheet.According to the process mineralogy results,the valuable minerals in the ore include scheelite and molybdenite;the gangue minerals are dominant with the magnetic gangues,such as garnet(including andradite and grossular),tremolite,augite,diopside,etc.,and some non-magnetic gangues,for example,quartz,feldspar,fluorite, calcite,etc;there are large amounts of C-rich gangues in the ore,which will have a certain influence on separating scheelite.Based on these results,the technology process of pre-discarding the tailings by high intensity magnetic separation combined with floating molybdenum and tungsten sucessively was designed for beneficiation tests.The technology indicators are listed as the following:the yield of molybdenum concentrate is 0.125%with the grade and recovery of Mo being 48.85%and 64.86%respectively;the yield of tungsten concentrate is 0.27%with the grade and recovery of WO3being 65.23%and 74.22%.

tungsten-molybdenum ore;refractory low-grade ore;beneficiation process;MLA;process mineralogy

TD912

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2015.05.010

2014-08-14

洪秋阳（1988-），女，福建泉州人，工程师，主要从事工艺矿物学研究工作。

梁冬云（1958-），女，广东中山人，教授级高级工程师，主要从事工艺矿物学研究工作。