栗木钽铌钨锡矿石工艺矿物学研究

彭光菊，贾利攀，张新海，彭艳华

（中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004）

0 引 言

原栗木锡矿在2002年被上级主管部门列为政策性关闭破产企业，之前是国有大型二类企业，是一个有近70年开采历史的老矿山企业［1］，也是我国三大钽铌矿原料基地之一.自矿山转为地下开采以来，企业一直处于亏损状态.亏损主要原因是产品单一，只回收钽、铌、锡、钨资源，且选矿回收率低.

随着近年来矿产资源市场的向好，广西有色金属集团规划栗木锡矿2013年复产.为提高栗木锡矿复产后抵御市场风险的能力，笔者对栗木锡矿复产矿山矿石进行工艺矿物学研究，为矿山资源综合利用方案的制定提供依据.

1 试验方法

本研究所用样品由栗木锡矿提供，样品加工由中国有色桂林矿产地质研究院矿物加工组负责，光谱分析、化学测试及能谱测试委托有色金属桂林矿产地质测试中心进行.岩矿鉴定所用的显微镜为德国莱兹，型号为Leitz ORTHOLUX－ⅡPOL BK，图像分析软件由上海米厘特精密仪器有限公司特供.

2 矿石的工艺矿物学特征

2.1 矿石的化学成分

矿石的半定量光谱分析结果见表1，矿石的多元素化学分析结果见表2.

表1 矿石的半定量光谱分析结果Table 1 The semi－quantitative spectral analysis result of the ore

表2 矿石的多元素化学分析结果Table 2 The chemical analysis results of the ore

以上分析表明，矿石中含量达到综合利用工业指标（DZ／T0201－2002、DZ／T0203－2002）要求［2］的元素有钽、铌、钨、锡、铷.

2.2 矿石的结构构造

矿石的结构以自形－他形中～细粒致密镶嵌的花岗结构为主：钠长石、云母等多呈自形粒状、片状产出，钾长石、石英、黄玉、氟磷锰矿等呈他形与钠长石、云母紧密镶嵌产出；其次是交代及交代残余结构，主要表现为小板条钠长石以及鳞片状绢云母交代早期更钠长石、钾长石、云母成交代穿插、港湾、孤岛状结构（见图1、图2）；条纹结构是条纹长石中钠长石嵌晶与钾长石主晶形成的特有结构.

图1 细粒花岗结构 钠长石化花岗岩J150－21×10（＋）Fig.1 Fine－grained granite structure，albitization granite

图2 云母交代长石 白（绢）云母化花岗岩J190－3－24×10（＋）Fig.2 Mica metasomatism feldspar（sericite）White mica granite

矿石的构造以致密块状、浸染状构造为主，局部见斑杂状构造、细脉状构造.主要矿物长石、石英、云母紧密镶嵌成致密块状；少量的锡石等金属矿物主要呈浸染状，偶尔聚集成颜色深的星点状、团斑状不规律地分布于浅色的致密花岗岩中；偶尔有云英岩细脉、绢（白）云母集合体细脉穿插于岩石中（见图3、图4）.

图3 网脉状锡石充填于钾长石、石英粒间或裂纹中J190－3－24×10（不完全正交光下）Fig.3 Mesh－vein cassiterite filled in intergranular or fissure between potash feldspar and quartz

图4 绢云母集合体成网脉状穿插交代钠长石化花岗岩ZK4001－64×10（＋）Fig.4 Albite－granite penetrated and alternated by sericite aggregation in mesh－vein

2.3 矿石的矿物组成及其含量

矿石的主要矿物为钠长石、石英、钾长石，其次是云母、黄玉、氟磷锰矿、绢云母，少量的高岭石、锡石、黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿等.矿石的矿物组成、粒度、含量见表3.

2.4 矿石的后期蚀变

矿石的蚀变类型主要有：钠长石化、绢云母化、白云母化、云英岩化（图1～图4）.另外，钾长石普遍有较重的泥化（如图2）.

表3 栗木锡矿花岗岩锡（钨）钽铌矿石矿物组成、粒度Table 3 Mineral composition and granularity of granite－hosted Sn－W TaNb ore from Limu tin mine

2.5 有价金属元素的赋存状态

2.5.1 锡的赋存状态 原矿中锡物相化学分析结果见表4.

锡石、黝锡矿的X射线能谱成分见表5.

各剂量组实验中期及实验结束前采尾血测定各剂量组血常规各项血液学指标（血红蛋白、红细胞计数、白细胞计数及其分类）。结果与对照组比较均无显著性差异(p＞0.05)，且各项指标均在本实验室正常值范围内。

表4 矿石中锡物相化学分析结果Table 4 Chemical phase analysis results of tin in the ore

表5 矿石中锡石、黝锡矿X射线能谱成分Table 5 The percentage of elements in cassiterite and stannite analyzed by X－ray energy spectrum

以上分析表明，矿石中锡主要以锡石形式存在（约占89.74%），另有10.26%存在于黝锡矿中.另外，锡石成分中一般都含有少量的铌、钽，黝锡矿中具有较高含量的铜.

2.5.2 钨及钽、铌的赋存状态 表6是矿石的钨物相化学分析结果.表7为黑钨矿、铌钽矿物的X射线能谱成分.从表6表7分析可知，矿石中钨主要以黑钨矿的形式存在（约占63.75%），其次在白钨矿中（约占30.97%）、少量以钨华（约占5.28%）存在.黑钨矿中含少量的铌.

表6 矿石中钨的物相化学分析结果Table 6 Chemical phase analysis results of tungsten in the ore

表7 黑钨矿、铌钽矿物的X射线能谱成分Table 7 Wolframite，niobium tantalum minerals composition analyzed by X－ray energy spectrum

矿石中钽铌矿物包括钽铌锰矿、钽铁金红石以及钽铌铁矿及铌钽锰矿，钽铌锰矿平均含Ta2O534.51%，含 Nb2O543.60%；钽铁金红石平均含 Ta2O516.13%，含 Nb2O56.52%.钽铌铁矿及铌钽锰矿矿物含量相对较少.

2.5.3 铷的赋存状态 铷的地球化学性质决定自然界没有独立的铷矿物产出，而是以类质同象的形式赋存于含钾矿物中［4］.矿石中主要含钾矿物的能谱测试结果（见表8）显示，铷主要富集在云母和钾长石中.

表8 矿石中主要含钾矿物的能谱测试结果Table 8 Main potassium－bearing mineral analyzed by energy spectrometer

有价金属矿物重选尾矿砂薄片矿物含量统计与分选的云母、长石、石英单矿物的铷含量化学分析结果（见表9）表明：铷含量最高的矿物是云母，达到0.37%，尾矿中铷在云母中的配分量为148 g／t，其次是长石，铷在钾、钠长石的混合精矿中含量为0.15%，富集不明显；其他矿物中铷含量很少，可忽略不计.

表9 重选尾矿中铷的分配情况Table 9 Distribution of rubidium in the tailings

2.6 矿石工艺矿物学特征小结

以上的研究表明，矿石具有以下特征：

a.矿石的矿物组成相对较简单，主要由石英、钾长石、钠长石及云母组成，三者的含量合计约占矿石的95%，金属矿物含量很少.

c.矿石结构以中～细粒花岗结构为主，且由于钠长石化，钾长石与钠长石穿插、包容，二者难以解离；石英呈他形粒状与其他矿物镶嵌，但内部包裹体甚少，因此，一定的磨矿细度下，石英可以解离；云母为解理发育的片状矿物，易与其他矿物分离.

3 影响目的矿物回收的工艺矿物学因素

3.1 矿石综合回收的目的矿物

根据以上特征，矿石可以综合回收的目的矿物除锡石、黑钨矿、白钨矿、钽铌锰矿、钽铁金红石、钽铌铁矿、铌钽锰矿等有价金属矿物外，云母、石英以及长石也可分离回收.

3.2 影响目的矿物回收的工艺矿物学因素

a.矿石的花岗结构：云母、长石、石英的接触边界常为弯曲状或相互穿插，需细磨才能互相解离；

b.有价金属矿物结晶粒度与脆性：锡石、黑钨矿、白钨矿、钽铌锰矿、钽铁金红石以及钽铌铁矿及铌钽锰矿的粒度细小且呈不均匀嵌布在造岩矿物中，需细磨才能完全解离.但不管是锡石，还是钽铌锰矿，都具有易碎的特性，磨矿过程中，这部分矿物容易进入微细粒级矿浆中，给重选回收带来困难；

c.矿石的后期蚀变：尤其是钠长石化阶段的细粒、微细粒小板条钠长石对钾长石的穿插交代，给钠、钾长石的解离带来了困难；

d.钾长石普遍发育的泥化：使钾长石在碎矿、磨矿阶段易泥化；

e.片状云母易于其他矿物解离，是铷回收的主要对象，但占半数的云母为分布于矿物粒间的微晶鳞片状绢（白）云母，解离了的这部分云母易泥化、溢流而损失；

f.钠长石与钾长石表面特性的相似性［7］，决定了长石的回收产品只能为钾长石与钠长石的混合精矿.

4 结 语

a.矿石可以综合回收的目的矿物包括锡石、黑钨矿、白钨矿、钽铌锰矿、钽铁金红石、钽铌铁矿铌钽锰矿以及石英、云母、长石.

b.影响目的矿物回收的工艺矿物学因素包括：矿石的结构、后期蚀变、矿物自身的脆性以及表面特性的相似性.

［1］李人科，潘其云.广西恭城栗木钨锡稀有金属矿区发现史［J］.广西地质，1994（12）：85－88.Li Renke，Pan Qiyun.Scovery history of limu W－Sn rare metal mine in gongcheng cunty of guangxi［J］.GUANGXI GEOLOGY，1994 （12）：85－88. （in Chinese）

［2］刘光.地质矿产勘查规范与地质环境调查、灾害监测评估实用手册［M］.合肥：安徽文化音像出版社，2003：470－471，572－573.

［3］卢静文，彭晓蕾.金属矿物显微镜鉴定手册［M］.北京：科学出版社，2010：153－154.

［4］刘英俊.元素地球化学［M］.北京：科学出版社，1984：154－156.

［5］王晓，童雄，周永诚.锡石工艺矿物学与选矿工艺［J］.矿冶，2011（12）：15－19.WANG Xiao，TONG Xiong，ZHOU Yong－cheng.Process minerlogy and oredressing process of cassiterite［J］.Mining and Metallurgy，2011（12）：15－19.（in Chinese）

［6］吕子虎，卫敏，吴东印，等.钽铌矿选矿技术研究现状［J］.矿产保护与利用，2010（5）：44－47.LV Zi－hu，WEI Min，WU Dong－yin，et al.Investigation Actuality on Mineral Processing Technology of Tantalum－niobium ores［J］.Conservation and Utilization of Mineral Resources，2010（5）：44－47.（in Chinese）

［7］孙传尧，印万忠.硅酸盐矿物浮选原理［M］.北京：科学出版社，2001.