广东某低品位复杂钨多金属矿石的工艺矿物学研究

梁 晓 王三海 刘 涛

（长沙矿冶研究院有限责任公司）

我国有丰富的钨资源，约占世界总储量的40%［1］。白钨矿和黑钨矿是我国主要的含钨矿种，其中，白钨矿资源量占钨资源总量的70%。

我国的钨矿床中常伴生有铜、钼、铋、铅、锌等金属硫化物，随着优质矿产资源的日渐枯竭和资源开发利用率意识的不断提高，综合回收钨矿资源中共伴生有价金属逐渐成为一种行业趋势［2-3］。

目前，钨矿物的回收主要采用重选法、浮选法以及磁选法。钨矿浮选面临的主要困难是白钨矿常温浮选较困难，尤其是精选；黑钨矿浮选则更困难［4］。钨矿重选面临的主要困难是细粒的回收，且设备台时效率和分选系统自动化程度低；钨矿磁选面临的问题是黑白钨矿交代部分分离困难，同时细粒钨矿极易造成高梯度磁选机堵塞。因此，难选钨矿石合理分选工艺的确定就离不开科学、严谨的工艺矿物学研究。

1 矿石成分分析

广东某低品位复杂钨多金属矿石主要化学成分分析结果见表1，主要矿物及含量见表2。

注：Ag的含量单位为g/t。

从表1可知：矿石中的主要有价成分为钨，含量为0.15%，为白钨工业开采最低品位下限；伴生铜、钼、铋、银含量均较低，因此，矿石属低品位钨矿石。

从表2可知：矿石中既有黑钨矿又有白钨矿，铜矿物为黄铜矿，铋矿物有辉铋矿、自然铋、辉铅铋矿，其他主要金属硫化矿物还有磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、辉钼矿、毒砂、方铅矿等；脉石矿物主要有石英、钠长石、钾长石、白云母，中长石绿泥石、萤石、磷灰石、黑云母等少量。

2 主要矿物的嵌布特征

采用显微镜及MLA对磨至-0.074 mm占59%的矿样进行主要矿物的嵌布特征分析。

（1）黑钨矿。矿石中黑钨矿为钨锰铁矿，WO3、FeO、MnO平均含量分别为74.53%、12.87%、9.74%。部分黑钨矿中含铌铁矿包裹体，故成分中也含铌。黑钨矿晶体一般呈厚板状或短柱状，颜色随铁、锰含量而变化，含铁越高颜色越深。富含铁者具弱磁性，硬度、密度、磁性强度均随铁含量的增高而增大。矿石中的黑钨矿常呈板状嵌布于石英、长石、云母等脉石矿物间，常见黑钨矿被白钨矿交代，交代残余的黑钨矿包含于白钨矿中，少量黑钨矿与黄铜矿、磁黄铁矿等金属硫化矿物连生。黑钨矿的嵌布特征见图1。

（2）白钨矿。矿石中白钨矿是主要有价矿物，一般呈无色—白色，透明—半透明，油脂光泽，硬度中等，性脆，具清楚的解理。部分白钨矿包含微细粒铌铁矿，故白钨矿含铌。白钨矿常呈自形—半自形晶粒嵌布于石英、长石、云母、绿泥石等脉石矿物中，常见白钨矿交代黑钨矿形成“灰钨矿”，可见白钨矿与磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化矿物连生；偶见白钨矿包含铌铁矿微细颗粒。白钨矿的嵌布特征见图2。

（3）黄铜矿。黄铜矿是矿石中的主要铜矿物，普遍含银，且含少量硅、铝、钙、镁等杂质，并有少量黄铜矿含锌，黄铜矿的Cu、Fe、S平均含量分别为34.40%、30.20%、34.98%。矿石中的黄铜矿常呈不规则粒状浸染或零星分布于脉石矿物中，常见黄铜矿与磁黄铁矿、闪锌矿、黄铁矿、辉铋矿、辉钼矿等金属硫化矿物连生。黄铜矿的嵌布特征见图3。

（4）铋矿物。矿石中的铋矿物种类较多，以辉铋矿为主。辉铋矿等常呈不规则粒状嵌布于石英、云母等脉石中，可见辉铋矿与黄铜矿、磁黄铁矿连生。辉铋矿的嵌布特征见图4。

（5）辉钼矿。辉钼矿呈微细叶片状、聚片状、鳞片状晶体，质软、具韧性。矿石中的辉钼矿呈片状、叠片状嵌布于石英和云母间，也可见辉钼矿与黄铜矿连生；偶见少量辉钼矿呈微细片状包含于石英等脉石中。

3 主要矿物的粒度特征

矿石中黑钨矿、白钨矿和黄铜矿的嵌布粒度测定结果见表3。

注：白钨矿-黑钨矿连生体按单体统计。

从表3可知：黑、白钨矿嵌布粒度均在0.32 mm以下，80%以上的黑、白钨矿嵌布粒度在0.16 mm以下，小于0.08 mm的黑、白钨矿嵌布粒度占60%以上，表明矿石中的白钨矿和黑钨矿的嵌布粒度较细，属于细粒嵌布的黑、白钨矿；与钨矿物相比，黄铜矿的嵌布粒度更细，主要粒度范围为0.01～0.16 mm。

4 主要矿物的单体解离特征

将矿石磨至不同细度，在显微镜下测定白钨矿、黑钨矿和黄铜矿的单体解离度，结果见表4。

从表4可知：磨矿细度为-0.074 mm占59%时，黄铜矿的单体解离度为93.46%，黑、白钨矿的解离度为84.19%，表明在该细度下，主要有价矿物均得到良好的解离。

5 钨在矿石中的赋存状态

在矿石中矿物定量检测的基础上，根据各矿物含钨量，作出钨在矿石中的平衡分配情况，结果见表5。

从表5可知：矿石中的钨主要以黑钨矿和白钨矿的形式存在，占总钨的97.39%；其他矿物含钨均很低，基本没有回收价值。

6 矿石重磁浮工艺敏感性分析

6.1 磁选

为查明磁场对钨矿物回收的影响，对矿石磨矿产品中0.1～0.074 mm粒级进行磁选，结果见表6。

从表6可知：黑钨矿主要富集在300～800 mT磁场强度下的磁性产品中；矿石中有部分白钨矿与黑钨矿交代现象，包含交代残余黑钨矿的白钨矿因而具有弱磁性，大部分白钨矿进入1 000～1 350 mT磁场强度下的磁性产品中；1 350 mT磁场强度下的非磁性产品产率为88.96%，进一步的分析表明，主要矿物为石英、长石，萤石少量。

6.2 重选

为了解矿石重选的可能性，对碎至2～0 mm矿石中的不同粒级分别进行重液（密度为2.82 g/cm3）试验，结果见表7。

从表7可知：粒度越细，重产品中WO3回收率越高，表明钨矿物嵌布粒度较细，因此，合适的磨矿细度对钨重选回收非常重要。

6.3 浮选

（1）白钨矿交代黑钨矿形成“灰钨矿”，导致其可浮性较白钨矿差。

（2）矿石中的磷灰石和萤石等含钙脉石矿物含量远高于白钨矿含量，是影响白钨矿精选指标的突出因素。

7 结论

（1）矿石中钨为主要有价成分，伴生有价成分为Cu、Mo、Bi、Ag，因此，矿石属极低品位钨多金属矿石。

（2）矿石中钨矿物主要为黑钨矿和白钨矿，占总钨的97.39%，白钨矿约占6成。黑、白钨矿嵌布粒度均在0.32 mm以下，80%以上的黑、白钨矿嵌布粒度在0.16 mm以下，小于0.08 mm的黑、白钨矿嵌布粒度占60%以上，表明矿石中的白钨矿和黑钨矿的嵌布粒度较细，属于细粒嵌布的黑、白钨矿；与钨矿物相比，黄铜矿的嵌布粒度更细，主要粒度范围为0.01～0.16 mm。

（3）磨矿细度为-0.074 mm占59%时，黄铜矿的单体解离度为93.46%，黑、白钨矿的解离度为84.19%，表明在该细度下，主要有价矿物均得到良好的解离。

（4）粒度为0.1～0.074 mm的磨矿产品所进行的磁选试验表明，黑钨矿主要富集在300～800 mT磁场强度下的磁性产品中；矿石中有部分白钨矿与黑钨矿交代现象，包含交代残余黑钨矿的白钨矿因而具有弱磁性，因而大部分白钨矿进入1 000～1 350 mT磁场强度下的磁性产品中。进入重选的矿石，粒度越细，重产品中WO3回收率越高，表明钨矿物嵌布粒度较细，因此，合适的磨矿细度对钨重选回收非常重要。由于白钨矿交代黑钨矿形成“灰钨矿”，导致其可浮性较白钨矿差，且在磷灰石和萤石等含钙脉石矿物的干扰下，浮选较难获得高品质精矿。