西藏甲玛角岩型铜钼矿石工艺矿物学研究

陈健龙 高歌 王艳 王铜 程晓霞

摘要：利用显微镜、MLA、电子探针及化学分析等手段，对西藏甲玛角岩型铜钼矿石进行了系统的工艺矿物学研究，查明了矿石中矿物组成、矿物嵌布特征、矿石结构构造、目的矿物种类及分布率等，并讨论了影响矿石中目的矿物回收的矿物学因素。结果表明：矿石中硫化矿物相对含量为4.48 %，脉石矿物主要为石英、长石及云母类矿物;铜矿物主要为黄铜矿，粒度以小于0.053 mm为主，与脉石矿物嵌连密切的黄铜矿容易流失，会影响铜的回收;钼矿物主要为辉钼矿，粒度以-0.053～+0.010 mm为主，与脉石矿物呈贫连生体状态的辉钼矿易流失到浮选尾矿中。研究结果为该矿石资源的高效开发利用提供了依据。

关键词：铜钼矿石;角岩型;矿物解离分析仪;工艺矿物学;嵌布特征;电子探针

中图分类号：TD91文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）06-0078-05doi：10.11792/hj20210615

引 言

青藏高原冈底斯成矿带是全球巨型成矿带——特提斯—喜马拉雅成矿带的重要组成部分，是西藏地区铜、钼等多金属矿的重点成矿区域，目前已发现多个大型铜多金属矿床[1-3]。西藏华泰龙矿业开发有限公司甲玛铜多金属矿床是青藏高原冈底斯成矿带上一个代表性矿床，2013年该矿区探明资源储量总计为铜金属量752.4万t，钼金属量70万t，铜、钼金属储量巨大，具有很好的找矿前景和巨大的经济价值[4]。该资源的综合利用对青藏高原生态脆弱区同类多金属矿产资源的开发具有引领示范作用，对西藏地区的经济发展具有十分重要的意义[5-6]。

本文针对西藏华泰龙矿业开发有限公司开采的角岩型铜钼矿石开展了全面、系统的工艺矿物学研究，确定了影响矿石选矿技术指标的矿物学因素，为选别工艺条件优化、充分合理利用该矿石资源提供了可靠的矿物学依据。

1 矿石性质

1.1 化学成分及物相分析

采用化学分析法对该角岩型铜钼矿石进行了成分分析及铜、钼物相分析，结果见表1～3。

由表1～3可知：该矿石中主要回收有价元素为铜、钼，金、银为伴生有价元素，铜品位0.490 %、钼品位0.020 %、金品位0.04 g/t、银品位6.04 g/t;铜氧化率为6.53 %，钼氧化率为15.00 %。

1.2 矿物组成

通过显微镜光片鉴定和扫描电镜自动矿物学测定[7]，查明了矿石矿物组成，结果見表4。

由表4可知，矿石中硫化矿物相对含量为4.48 %，脉石矿物以石英、长石及云母类为主。含铜矿物以黄铜矿为主，另有6.53 %的铜以氧化铜形式存在，这部分铜矿物可浮性较差，不利于铜浮选回收。钼矿物主要为辉钼矿，少量钨钼钙矿，钨钼钙矿及其他含钼氧化物分布率为15.00 %，这部分钼矿物不利于钼浮选回收。

1.3 矿石结构构造及工艺类型

矿石结构：黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等形成他形晶粒状结构;黄铁矿呈不完整的立方体、五角十二面体等形成自形晶—半自形晶结构;黄铜矿与黄铁矿形成交代溶蚀结构;辉铜矿、铜蓝沿黄铜矿颗粒边部呈环带结构;黄铜矿呈填隙结构嵌布在黄铁矿粒间;微细粒辉钼矿包裹在砷黝铜矿中形成包含结构等。

矿石构造：黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等呈微细粒星散状浸染于矿石中，形成稀疏浸染状构造;主要金属硫化物以中粗—中细粒浸染于矿石中，构成浸染状构造;部分光片镜下见辉铜矿、铜蓝等沿黄铜矿微裂隙充填交代呈细脉状构造等。

矿石工艺类型为角岩型少硫化物原生铜钼矿石。

2 主要矿物产出特征

2.1 铜矿物

矿石中铜矿物组成及铜分布率见表5。

1）黄铜矿。黄铜矿主要嵌布在脉石矿物粒间及裂隙中，嵌布粒度以0.037～0.150 mm为主，多呈独立状态产出;少量微细粒黄铜矿被脉石矿物紧密包裹，粒度多在0.010 mm以下;黄铜矿与黄铁矿嵌布关系较密切，黄铜矿常沿黄铁矿颗粒周边分布，少量呈填隙结构充填在黄铁矿粒间或交代溶蚀黄铁矿。矿石中见有少量黄铜矿嵌布在辉钼矿中。

2）砷黝铜矿。经电子探针波谱分析，砷黝铜矿中普遍含铁，一般在6.43 %～9.85 %，个别含铁可达10.90 %（铁砷黝铜矿）。砷黝铜矿嵌布粒度以0.010～0.074 mm为主，与黄铁矿嵌布关系密切，常见交代溶蚀黄铁矿现象，小于0.010 mm的黄铁矿与砷黝铜矿往往构成铜铁矿物集合体。少量砷黝铜矿与黄铜矿、辉铜矿连晶分布在矿石中。镜下检测时发现砷黝铜矿与辉钼矿也有一定的嵌布关系，除连晶分布外，见有微细粒辉钼矿嵌布在砷黝铜矿中，也见砷黝铜矿包裹微细粒毒砂。

3）斑铜矿。其嵌布粒度以0.010～0.074 mm为主，多呈他形晶粒状结构分布，显微镜下为玫瑰棕色，显均质性，主要与黄铜矿及辉铜矿、铜蓝等嵌布密切。

4）辉铜矿、铜蓝。辉铜矿、铜蓝主要沿黄铜矿颗粒周边呈环带结构分布，很少呈独立状态产出，其粒度细小，多在0.010 mm以下。铜蓝与辉铜矿常连晶分布在黄铜矿颗粒边部，少量呈细脉状充填在黄铜矿微裂隙中，也见有辉铜矿沿斑铜矿颗粒周边进行交代;辉铜矿、铜蓝在偏光镜下较容易区分，经电子探针波谱分析，2种矿物均含铁，且铜含量较低，成分相近。

2.2 钼矿物

矿石中钼矿物组成及钼分布率见表6，辉钼矿电子探针波谱分析结果见表7。

由表7可知，辉钼矿平均含Mo为58.261 %、S为42.095 %，并含有微量的Al、Ca、Si、Cu、Fe等杂质。

辉钼矿相对含量为0.03 %。反射多色性变化显著，灰白—灰带淡蓝色，强非均质性，白色微带淡粉黄色，嵌布粒度以0.01～0.15 mm为主。微细粒辉钼矿嵌布形态以弯曲的磷片状、叶片状等为主，粒度较细。微细粒辉钼矿主要嵌布在脉石矿物中（见图1）。中粗粒辉钼矿嵌布形态以束状、菊花状及粒状集合体为主，粒度较粗，大粒者在0.3 mm×0.6 mm左右，主要呈独立状态产出。中粗粒辉钼矿中有部分黄铜矿分布其中，也见辉钼矿与砷黝铜矿连生分布。辉钼矿与黄铜矿、砷黝铜矿嵌布关系比较密切，接触关系复杂，这会使钼铜分离产生一定的难度，钼精矿中有铜矿物混杂，会影响钼精矿质量。

2.3 黄铁矿

黄铁矿为矿石中主要的金属硫化矿物，相对含量为2.81 %（含磁黄铁矿）。黄铁矿嵌布粒度以0.037～0.200 mm为主，中粗粒、中细粒黄铁矿主要呈半自形晶粒状结构产出，呈浸染状构造分布，主要嵌布在脉石矿物中，颗粒表面粗糙，没有较好的磨光面，多呈粒状或粒状集合体分布。微细粒黄铁矿以他形晶粒状结构为主，主要嵌布在脉石矿物裂隙，其中少量沿脉石矿物裂隙呈细脉状充填。黄铁矿与黄铜矿有一定的嵌布关系，黄铜矿常沿黄铁矿颗粒边部分布，黄铜矿交代溶蚀黄铁矿，见有微细粒黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等嵌布在黄铁矿孔洞及黄铁矿中等现象。

由于交代溶蚀作用的影响，矿石中砷黝铜矿、黄铜矿、辉铜矿、铜蓝等与黄铁矿常构成铜铁矿物集合体，黄铁矿在该集合体中的粒度细小，多在0.005 mm以下，该铜铁矿物集合体的形成对铜铁分离会产生一定的影响。

2.4 主要脉石矿物

1）石英。石英为矿石中主要脉石矿物之一，在矿石中含量高、分布广，相对含量为38.68 %。其主要呈他形晶粒状集合体分布，颗粒比较浑圆，粒度分布以0.053～0.200 mm为主，石英颗粒间常有白云母等铝硅酸盐矿物分布，有部分白云母在粒状石英集合体中呈细脉状分布。

2）钾长石。钾长石为矿石中主要脉石矿物之一，嵌布粒度以0.2～0.4 mm为主，形态多为板状，沿a轴延长呈柱状，卡斯巴双晶镜下较为常见，镜下显负低突起，干涉色为一级灰至灰白。部分钾长石颗粒表面具浑浊现象，易蚀变为绢云母。

3）白云母。白云母为矿石中较为常见的脉石矿物，单偏光镜下为无色，呈片状，具一组极完全解理，正交偏光镜下具鲜艳的二至三级干涉色、近平行消光、正延性、二轴晶负光性、光轴角中等特征。白云母单体形态为板状或片状，集合体形态为磷片状或叶片状、放射状等，多沿石英粒间分布，也常在粒状石英集合体中呈脉状或细脉状产出。

3 目的矿物嵌布粒度及特征

3.1 铜矿物

对各种铜矿物嵌布粒度进行了测定，结果见图2。

由图2可知：黄铜矿粒度分布不均匀，大部分为-0.100 mm;砷黝铜矿嵌布粒度多在-0.074～+0.010 mm;辉铜矿、铜蓝粒度细，以-0.010 mm为主。

对铜矿物在矿石中的嵌布状态进行了镜下检测及矿物解离分析儀（MLA）测定，脉石矿物粒间及裂隙为铜矿物主要嵌布场所，少量包裹在脉石矿物中（粒度较细，以小于0.010 mm为主）。脉石矿物粒间及裂隙中的铜矿物粒度略粗，以大于0.037 mm为主，主要呈独立状态产出，易于解离，而被脉石矿物包裹及由砷黝铜矿与黄铁矿构成的铜铁矿物集合体不易解离。铜矿物嵌布状态分析结果见表8。

由表8可知，脉石矿物包裹铜矿物占8.54 %，且铜矿物粒度分布较细。这部分铜矿物即使达到一定磨矿细度，也很难与脉石矿物完全解离，会影响铜回收率。

3.2 钼矿物

采用镜下检测并结合MLA测定，对辉钼矿嵌布粒度及嵌布状态进行了分析，结果见表9、表10。

由表9、表10可知：矿石中辉钼矿嵌布粒度细小，以-0.053～+0.010 mm为主，占52.97 %;小于0.010 mm占8.96 %。辉钼矿主要嵌布在脉石矿物粒间及裂隙，合计占76.93 %。

4 目的矿物回收矿物学影响因素

4.1 铜矿物影响因素

1）矿石中部分黄铜矿粒度较细，被脉石矿物包裹的铜矿物占8.54 %，这部分铜矿物即使达到一定磨矿细度，也很难与脉石矿物完全解离。通过对磨矿细度-0.074 mm占70 %的原矿样品考察铜矿物的嵌连关系，可知单体黄铜矿占79.15 %，与脉石矿物连生或被脉石矿物包裹的黄铜矿占14.03 %。与脉石矿物嵌连密切的黄铜矿容易流失，是影响铜回收的主要原因之一。

2）含铜量较高的次生铜矿物砷黝铜矿等，除部分呈单体状态产出外，其余与黄铁矿嵌布关系密切，常构成铜铁矿物集合体，这部分矿物会影响铜精矿质量和铜回收率。

3）矿石中氧化铜分布率为6.53 %，这部分铜难以回收。

4.2 钼矿物影响因素

1）根据矿石中钼矿物嵌布特征，可知包裹在脉石矿物中的辉钼矿占8.32 %，其中部分辉钼矿粒度仅为1～2 μm，难以与脉石矿物解离，磨矿过程中也易与脉石矿物呈贫连生体状态。通过对磨矿细度-0.074 mm占70 %的原矿样品考察辉钼矿的嵌连关系，可知在该磨矿细度下，单体辉钼矿占80.67 %，与石英、长石、云母等连生的辉钼矿占14.40 %。与脉石矿物呈贫连生体状态的辉钼矿易流失到浮选尾矿中，是影响钼回收的因素之一。

2）矿石中钼矿物组成以辉钼矿为主，辉钼矿中钼分布率为85.32 %，钨钼钙矿与其他氧化钼矿物中钼分布率为14.68 %。由于氧化钼矿物采用浮选法难以回收，因此会影响钼的回收。

3）矿石中含有一定量的白云母、长石、石膏、方解石等，磨矿过程中极易产生泥化，也会影响钼矿物的浮选效果。

5 结 论

1）矿石中铜、钼为主要有价元素，铜氧化率为6.53 %，矿石工艺类型为角岩型少硫化物原生铜钼矿石。矿石中铜矿物以黄铜矿为主，其次为次生铜矿物;铜矿物粒度主要分布在0.053 mm以下，以嵌布在脉石矿物粒间及裂隙为主。矿石中钼矿物以辉钼矿为主，其次为钨钼钙矿;辉钼矿嵌布粒度主要分布在-0.053～+0.010 mm，嵌布状态以脉石矿物粒间及裂隙为主。

2）矿石中有6.53 %的铜以氧化物形式分布，难以回收，且部分黄铜矿粒度较细，即使达到一定磨矿细度，也很难完全与脉石矿物解离。此外，砷黝铜矿与黄铁矿嵌布关系密切，常交代溶蚀黄铁矿构成铜铁矿物集合体，这部分铜铁矿物集合体难以解离，进入铜精矿会影响铜精矿质量，进入尾矿会造成铜的流失。

3）包裹在脉石矿物中的辉钼矿占8.32 %，其中部分辉钼矿的粒度仅为1～2 μm，难以与脉石矿物解离，磨矿过程中也易与脉石矿物呈贫连生体状态，这是影响钼回收的主要原因。矿石中氧化钼中钼占15.00 %，这部分钼不易通过浮选法回收。矿石中存在一定量的白云母、长石、石膏、方解石等，磨矿过程中极易产生泥化，会影响浮选效果。

4）矿石中有部分黄铜矿与辉钼矿嵌布紧密，磨矿过程中2种矿物不能完全解离，可能会造成精矿产品中铜钼互含，影响铜钼分离浮选。

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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

基金项目：中国黄金集团有限公司科研项目（ZJKJ-2016-XY014）

作者简介：陈健龙（1990—），男，吉林松原人，工程师，从事工艺矿物学研究工作;长春市南湖大路6760号，长春黄金研究院有限公司选冶研究所，130012;E-mail：15044124000@163.com