河北某难选钼矿工艺矿物学研究

马 驰，卞孝东，王守敬

（1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州450006；2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南 郑州450006）

河北某钼矿为中低温热液斑岩型铀－钼矿床，分为单一型钼矿和铀钼矿两种矿石类型，赋矿岩石为火山碎屑岩和火山流纹岩。该矿矿石性质复杂，氧化程度高，易泥化，目的矿物嵌布粒度极其微细，部分以胶状矿物存在，有相当部分钼赋存在褐铁矿中。褐铁矿多呈胶状、细脉－微细脉结构充填在矿石的裂隙、微裂隙中，粒度极细，大部分为几个微米。与其矿床类型相似的矿山，有江西银坑山铀钼矿、浙江蒋村铀钼矿，都属于与火山有关的铀钼矿床［1－2］，但是，目前对于这类铀钼矿的工艺矿物学研究不够，没有彻底弄清这类矿床中钼的赋存状态。本文对河北某钼矿中的钼的赋存状态做了深入的研究，为该类型的矿山开发利用提供依据。

1 原矿的化学分析

化学多项分析表明（表1），原矿 Mo含量为0.26%；SiO2和Al2O3含量较高，二者含量综合接近90%，说明矿石中主要的矿物应为石英和黏土矿物。从原矿钼物相分析（表2）结果看出，矿石中钼的氧化率为54.20%，氧化率较高。

表1 原矿化学多项分析结果

表2 原矿钼物相分析结果

2 原矿矿物组成及矿物含量

通过显微镜下对矿石进行光片、薄片鉴定、X衍射分析和人工重砂鉴定，查明矿石中，主要的含钼矿物为胶硫钼矿、钼钙矿、铀钼矿、蓝钼矿，其他的金属矿物有褐铁矿、黄铁矿，少量的赤铁矿、磁铁矿；脉石矿物主要有石英和黏土矿物（蒙脱石、高岭石、伊利石），以及少量的斜长石、萤石。含量见表3。

表3 矿石中主要矿物的相对含量

3 主要矿物嵌布特征和粒度分析

3.1 褐铁矿

褐铁矿多呈细脉状、网脉状、胶状结构，在矿石中含量约为6%。褐铁矿的脉宽1～100μm之间，多数集中在10μm以下。褐铁矿的电子探针分析结果见表4，褐铁矿含MoO3从1.04%～7.86%，平均含量5.21%。褐铁矿中的Mo到底是何种矿物的形式存在，目前没有仪器可以确定。褐铁矿含有一定量的S、As、Ca、Mg、Si、Al和 Na，含有少量的 U、Ni。褐铁矿的电子探针分析，褐铁矿平均含Mo为3.47%，以褐铁矿的含量为6%计算，褐铁矿中的Mo约占总Mo的71.2%；从分布形式来看，Mo主要应在褐铁矿中。这些褐铁矿细脉多充填在矿石的裂隙、微裂隙中，而且其粒度主要集中在10μm以下。如果磨矿粒度较粗，褐铁矿不能单体解离；如果磨矿粒度较细，由于石英和褐铁矿硬度的差异，这就造成细磨褐铁矿容易泥化，而进入尾矿。

3.2 钼钙矿

钼钙矿为含钼的矿物之一，在重矿物中富集，结晶较差，粒度在0.01～0.025mm之间。电子探针结果见表5，钼钙矿中含有少量的Fe。

3.3 铀钼矿

铀钼矿的重选产品发现有：铀钼矿、硅钙铀矿、钼铀矿。在矿石中含量较低，粒度在0.01～0.02mm之间。电子探针结果见表6。MoO3的含量变化较大，还含有一低含量的Fe、Ca和K等。

3.4 胶硫钼矿

胶硫钼矿主要赋存在胶状黄铁矿中，粒度极细，一般在2μm左右。电子探针分析结果见表7，胶硫钼矿含有少量的As、Ca。

表4 褐铁矿的电子探针分析结果（单位：%）

表5 钼钙矿的电子探针分析结果（单位：%）

表6 铀钼矿的电子探针分析结果／%

表7 胶硫钼矿的电子探针分析结果／%

3.5 蓝钼矿

少量，天蓝色，极易溶于水，溶于水后溶液变为深蓝色。蓝钼矿的粒度在0.01～0.1mm之间，为胶硫钼矿氧化产物。

3.6 黄铁矿

主要呈粒状、胶状、草莓状，呈浸染状分布在矿石中，该黄铁矿含As较高。黄铁矿的粒度在0.02～0.25mm之间。

3.7 石英

多呈他形粒状，粒度粗细不均，粗粒在0.1～0.3mm之间，细粒的石英一般在0.06mm以下。部分石英发生碎裂，裂隙被黏土矿物和褐铁矿充填。黏土矿物：主要是高岭石、伊利石和蒙脱石，呈脉状、团状、云朵状分布在石英粒间，应为长石风化蚀变的产物。

4 钼的赋存状态

为了更好的查清钼的赋存状态，进行了－2mm原矿的筛析试验（表8）和重选产品的电子探针分析。

由表8可见，粒度越细钼和铁含量越高，但微细粒级中钼的金属分布率并不高。铁和钼的金属分布率，在各个级别中基本一致。对Mo和Fe在各个级别的金属量分布率做线性回归（图1），得到的线性回归方程为y＝0.984X（y代表Fe的金属量分布，X代表Mo的金属量分布），二者相关系数r＝0.98，反映出Fe和Mo的关系密切，二者紧密共生。

表8 －2mm原矿粒度筛析结果

图1 Mo和Fe在各个级别的金属量分布率做线性回归图

对重选产品（主要是褐铁矿和石英，少量的锆石和独居石）进行电子探针的面扫描分析（图2、图3）结果发现，独立的含Mo矿物有铀钼矿、胶硫钼矿和钼钙矿，但是含量较低，Mo主要富集在褐铁矿中。对褐铁矿单矿物做面扫描分析发现，Mo在褐铁矿中均匀分布，无明显的富集点。

图2 重选产品的Si、Ca、Fe和Mo元素的面扫描分析

图3 褐铁矿的Si、Ca、Fe和Mo元素的面扫描分析

5 该矿难选的主要原因

选矿试验采用重选、磁选、浮选、重浮联合、浮磁联合等多种流程方案进行探索研究，得到的精矿产品富集比和回收率均较低，尾矿品位也未能大幅降低。其中，浮磁联合流程可以抛掉产率为42.62%、品位为0.099%、回收率为16.13%的尾矿，但采用该流程得到钼精矿品位仅为1.30%，回收率仅为12.00%。

该矿难选的主要原因是：①矿石矿物复杂，有胶硫钼矿、钼钙矿、铀钼矿、蓝钼矿，脉石矿物主要是石英和黏土矿物，且黏土矿物含量在30%左右，这导致矿石容易泥化；②有用矿物粒度细，从光片和电子探针分析结果来看，粒度多在1～2μm，钼钙矿的结晶较差，不利于浮选富集；③褐铁矿中的钼是Mo的主要赋存形式，褐铁矿含量约6%，电子探针分析褐铁矿中平均含Mo为3.47%，说明褐铁矿中的Mo约占总Mo的71.2%。但褐铁矿呈多胶状、细脉－微细脉结构，结晶较差，粒度极细，大部分在10um以下，如果磨矿粒度粗，不能单体解离，如果细磨则容易泥化。如果采用强磁选，粗粒的褐铁矿可以回收，但是细粒泥化部分则很难回收，导致回收率较低；由于褐铁矿中本身Mo含量较低，再加上褐铁矿与石英的连生体，这导致磁选精矿品位较低。④采用重选可回收比重较大、粒度较粗的钼钙矿、铀钼矿以及含钼的褐铁矿，对于粒度极细的、易泥化的钼矿不能回收。

为了更好的开发利用该矿，作者提出磁化焙烧－磁选的方案，选矿指标为钼粗精矿的品位选到0.86%，抛掉近80%的尾矿，回收率近60%的相对较好选矿指标。但是，磁化焙烧成本过高，在实际生产中无法推广使用。

6 小结

1）该矿为中低温热液斑岩型铀－钼矿床，赋矿岩石为火山碎屑岩。主要矿物是褐铁矿、黄铁矿、钼钙矿、铀钼矿，脉石矿物主要是石英、黏土矿物和长石。

2）Mo主要赋存在褐铁矿中，部分以钼钙矿、铀钼矿、蓝钼矿和胶硫钼矿的形式存在。

3）难选的原因，主要是Mo的主要载体矿物褐铁矿粒度较细，Mo的赋存状态复杂多样，其他含Mo矿物粒度细小，结晶较差，这不利于选矿富集。并且该矿石中黏土矿物含量较高，矿石容易泥化。

［1］王启滨，汤国平，叶林春.安远县银坑山铀钼矿地质特征及找矿方向［J］.黑龙江科技信息，2009（31）：57.

［2］金淼张.浙江蒋村铀钼矿地质特征及控矿因素［J］.华东理工大学学报：自然科学版，2011，34（2）：129－134.