福建某低品位石英脉型钨矿石工艺矿物学研究

李 波，梁冬云，张莉莉，洪秋阳

（广东资源综合利用研究所，广东 广州 510651）

福建某低品位石英脉型钨矿石工艺矿物学研究

李 波，梁冬云，张莉莉，洪秋阳

（广东资源综合利用研究所，广东 广州 510651）

福建某低品位石英脉型钨矿石WO30.14%，钨矿物主要为黑钨矿和白钨矿，两者比例约3∶1，含钨矿物主要有金红石、褐铁矿和硬锰矿，其中含钨金红石的发现属首例。矿石中的黑钨矿大多呈板状嵌布在石英脉中，大多数白钨矿为交代黑钨矿生成，与黑钨矿紧密连生。钨矿物的嵌布粒度较粗，黑钨矿和白钨矿主要粒度范围分别为0.02～1.28 mm和0.02～0.64 mm，均属重选易选粒级；钨矿物的解离性佳，在磨矿细度-0.5 mm占91.85%时，解离度达76%左右。赋存状态研究表明矿石中的钨主要赋存在黑钨矿和白钨矿中，重选回收黑钨矿和白钨矿，钨的最高回收率达90%。

低品位；石英脉型钨矿石；工艺矿物学；MLA；赋存状态；嵌布粒度；解离度

某石英脉型钨矿石岩性较复杂，由花岗岩、变质岩（云母板岩）和破碎带石英脉组成[1-2]。该钨矿石品位低，WO3含量仅为0.14%。研究拟从工艺矿物学的角度，查明该矿石矿物组成、钨矿物的嵌布和粒度特征，有用金属钨在矿石中的赋存状态，为此类矿石选矿工艺研究提供基础资料和理论依据[3]。此外，研究中发现含钨金红石，尚属首例[4-6]。目前已经发现的钨矿物和含钨矿物已有二十多种，但其中具有开采经济价值的仅有黑钨矿和白钨矿[7-8]。含钨褐铁矿和含钨硬锰矿已见前人有过相关研究和报道，含钨金红石的发现，丰富了载钨矿物的种类，对钨的矿物学研究具有一定的学术意义。

1 原矿物质组成

原矿多元素化学分析结果如表1，该矿石可回收利用有价元素主要为钨。采用MLA结合显微镜测定原矿的矿物组成及含量，结果如表2所示。矿石中钨矿物主要是黑钨矿和白钨矿，两者比例约为3∶1；金属硫化矿物含量较少，不足1%，主要是黄铁矿和磁黄铁矿，少量至微量的黄铜矿、毒砂、闪锌矿、辉铋矿、辉钼矿等；金属氧化矿物含量也较少，主要是褐铁矿、钛铁矿、金红石等，微量的含钨金红石和锡石；脉石矿物主要是石英，其次是白云母、黑云母、长石，少量电气石、高岭土、绿泥石、白云石等。

表1 原矿多元素化学分析结果 w/%Tab.1 Multi-element chemical analysis results of ore

2 嵌布粒度和解离度

表2 原矿矿物定量检测结果 %Tab.2 Quantitative composition of the crude ore by MLA

显微镜下测定原矿块矿中黑钨矿和白钨矿的嵌布粒度，结果如图1所示。结果表明矿石中的黑钨矿和白钨矿粒度较粗，主要粒度范围分别为0.02～1.28mm和0.02～0.64mm，均属于重选易选粒级范围。

显微镜下测定原矿混合样和溢流样中黑钨矿（含白钨矿）的解离度结果如表3所示，钨矿物的解离性较好，在-0.15 mm解离度已达到近95%，+0.15 mm中未解离的黑钨大多以富连生体的形式存在。

图1 黑钨矿和白钨矿的嵌布粒度Fig.1 Grain size distribution of wolframite and scheelite

表3 混合样和溢流样中黑钨矿（含白钨矿）解离度测定结果Tab.3 Dissociation degree of wolframite(containing scheelite) respectively in the composite and overflow samples

3 主要钨矿物的选矿工艺特性

3.1 黑钨矿

在黑钨矿[（Mn，Fe）WO4]的化学组成中，锰-铁间呈完全类质同象，根据成分式中锰和铁原子数的不同可分为三个亚种：钨锰矿、钨锰铁矿和钨铁矿，富含铁者具弱磁性。矿石中黑钨矿的化学成分能谱分析结果表明该黑钨矿中铁锰含量变化较大，属于钨锰铁矿，还有极个别黑钨矿含铌，变化范围FeO6.57%～17.00%，MnO 6.23%～16.59%，平均含量WO376.07%，FeO 12.90%，MnO 10.95%，Nb2O50.09%。黑钨矿单矿物分析结果：WO376.01%，FeO 13.57%，MnO 10.13%。

矿石中的黑钨矿有以下嵌布形式：（1）大多数黑钨矿呈厚板状或板状嵌布于石英中，见图2，有时与白云母连生，有时可见白钨矿交代黑钨矿形成“灰钨矿”，见图3；（2）一些微细粒黑钨矿呈浸染状分布在石英微脉中；（3）个别黑钨矿含独居石、钽铌铁矿微细包裹体。

图2 黑钨矿嵌布照片Fig.2 Photo of dissemination state of wolframite

3.2 白钨矿

该白钨矿Ca[（W，Mo）O4]，含少量铁，化学成分能谱分析平均矿物组成为：WO379.77%，CaO20.07%，FeO 0.16%。

矿石中的白钨矿主要有两种嵌布形式：（1）赋存于石英脉中的白钨矿一般为交代黑钨矿而生成，这些白钨矿保留黑钨矿晶形，并常与黑钨矿连生或包含交代残余的黑钨矿，见图3；（2）少量白钨矿赋存于花岗岩中，呈微细颗粒零星分布于长石、石英中，其粒度大部分小于0.02 mm。

图3 白钨矿嵌布照片Fig.3 Photo of dissemination state of scheelite

3.3 含钨金红石

金红石理论化学成分为TiO2100%，常含类质同象或机械混入的杂质。化学成分能谱分析结果表明该矿石中的金红石普遍含铌、铁，并含铝、硅等杂质，平均TiO2含量96.84%。少量金红石含钨，含钨金红石中除含铌、铁、铝、硅外，变化范围WO30.36%～5.03%，平均3.17%。

矿石中金红石主要赋存于云母板岩中。含钨金红石与不含钨金红石呈固溶体分离结构，即金红石含钨量具有不均匀性，见图4。

图4 含钨金红石嵌布照片Fig.4 Photo of dissemination state of rutile containting tungsten

3.4 褐铁矿

该矿石中褐铁矿（Fe2O3·nH2O）含量较少，局部存在，一般分布于破碎石英脉中，见图5。该褐铁矿具电磁性，磁性随硅铝杂质含量增多而变弱，在300～1500 mT场强下进入磁性产品。化学成分能谱分析结果表明该矿石中个别褐铁矿含钨，平均W 0.36%（WO30.45%）。

图5 褐铁矿嵌布照片Fig.5 Photo of dissemination state of limonite

3.5 硬锰矿

图6 硬锰矿嵌布照片Fig.6 Photo of dissemination state of psilomelane

化学成分能谱分析结果表明矿石中硬锰矿（图6）的化学组成较为复杂，Ba（Mn，Cu）2+（Mn，W）O20·3H2O，普遍含钨，变化范围W0.18%～5.62%（WO30.23%～7.09%），平均W 2.66%（WO33.35%）。与褐铁矿类似，含钨硬锰矿也多见于破碎石英脉中，见图6。

4 钨在矿石中的赋存状态

根据原矿矿物定量结果、单矿物分析结果和能谱分析结果，作出钨在各主要矿物的分配如表4。由结果可知，该矿石中虽然含钨的矿物种类比较多，但钨主要以黑钨矿和白钨矿的矿物形式存在，分别占原矿总钨的65.80%和24.84%，合计90.64%；赋存于含钨矿物中含钨金红石、褐铁矿和硬锰矿中的钨分别占原矿总钨的0.58%、0.90%和0.76%；以钨矿物微细包裹体分散在磁黄铁矿和黄铁矿中的钨分别占原矿总钨的0.03%和0.49%，合计0.52%；在-0.04 mm下仍存在于脉石矿物中的钨占原矿总钨的6.60%。

表4 钨在矿石中的平衡分配 %Tab.4 Distribution of tungsten in the minerals

5 结语

（1）该矿石为石英脉型钨矿。主要钨矿物为黑钨矿，其次白钨矿。黑白钨矿物比例约为3∶1；金属硫化矿物含量较少，不足1%；金属氧化矿物含量也较少，化学成分能谱分析检测结果表明部分金红石和褐铁矿含钨，硬锰矿普遍含钨。其中金红石含钨为首次发现。

（2）矿石中的黑钨矿和白钨矿粒度较粗，分别为0.02～1.28 mm和0.02～0.64 mm，均属于重选易选粒级范围。钨矿物的解离性也较好，在磨矿细度-0.5 mm占91.85%时，钨矿物解离度为76%左右，+0.15 mm中未解离的黑钨大多以富连生体的形式存在；溢流产品中钨矿物已基本上完全解离。为了避免钨矿物过粉碎和满足重选要求，可选择粗磨的方式。

（3）矿石中的黑钨矿大多呈板状嵌布在石英脉中，大多数白钨矿为交代黑钨矿生成，与黑钨矿紧密连生，少数白钨矿零星分布在花岗岩中。

（4）赋存在黑钨矿和白钨矿中钨分别占原矿总钨的65.80%和24.84%。回收黑钨矿和白钨矿，钨的最高回收率为90%左右。

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Process Mineralogy of a Low-grade Quartz Veinlet-type Tungsten Ore in Fujian

LI Bo,LIANG Dongyun,ZHANG Lili,HONG Qiuyang
(Guangdong Institute of Resource Comprehensive Utilization,Guangzhou 510651,Guangdong，China)

The WO3grade of a low-grade tungsten ore in Fujian is 0.14.The major minerals are wolframite and scheelite,with a proportion of 3 to 1.Main minerals containing tungsten are rutile,limonite and psilomelane.Wolframite,which is distributed in quartz vein with plate-type,is observed to associate with scheelite,which are produced from replacing the wolframite.The dissemination size of tungsten minerals is coarse,with scheelite and wolframite mainly in 0.02～1.28 mm and 0.02～0.64 mm,which is beneficial for gravity separation.The liberation degree of tungsten minerals is about 76%at the grinding fineness of-0.5 mm occuping 91.85%.The study on occurrence state of tungsten indicate that tungsten mainly exists as wolframinte and scheelite.The theoretical recovery is about 90%by applying gravity concentration.

low grade;quartz vein type tungsten ore;process mineralogy;MLA;occurrence state;particle size; dissociation degree

10.3969/j.issn.1009－0622.2016.02.005

TD912

A

2016-01-26

李 波（1982-），男，湖北监利人，高级工程师，主要从事有色金属工艺矿物学的研究。