某氧化铜钴矿石工艺矿物学研究

黄迎春

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

某氧化铜钴矿石工艺矿物学研究

黄迎春

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

研究对象为黑色页岩型氧化铜钴矿石和铜钴硫化矿石按一定比例配制而成的混合样。通过对氧化铜钴矿石混合样的工艺矿物学研究，查明了矿石的物质组成、矿物的嵌布特征及铜和钴的赋存状态。

氧化铜钴矿；工艺矿物学；物质组成；嵌布特征；赋存状态

随着铜矿资源的大量开采，易选的硫化矿石越来越少。因此，开发和利用氧化铜矿，对于我国铜工业的发展具有重要意义。大多数铜矿床都有氧化带，有的甚至已形成独立的大中型氧化铜矿物床。钴是一种重要的战略物资，我国单独的钴矿床极少，钴矿品位较低，绝大多数为伴生资源。

1 矿石物质组成

某氧化铜钴矿石的化学多元素分析结果和铜、钴物相分析结果分别列于表1、表2、表3。化学多元素分析和铜、钴物相分析结果表明，该氧化铜钴矿石的有价元素是Cu和Co，脉石组分主要为SiO2，次为Al2O3以及MgO等；TC（全碳）的含量也较高，其中可浮性强的有机炭占较大比例，选矿时应注意其对浮选的干扰；铜的赋存状态较复杂，氧化程度高；钴以硫化钴为主，氧化钴次之。

表1 化学多元素分析结果 %

表2 铜物相分析结果 %

表3 钴物相分析结果 %

经显微镜下鉴定及扫描电镜、X衍射分析等手段查明，矿石中主要铜矿物为孔雀石，其次为硅孔雀石，少量的黄铜矿、辉铜矿、铜蓝及微量蓝辉铜矿、斑铜矿、自然铜；钴矿物主要是硫铜钴矿，其次为少量水钴矿及硅钴氧化结合物；铁矿物主要是褐铁矿，少量黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿；脉石矿物主要是石英，其次为绿泥石、绢云母，少量白云石、铁尖晶石、炭质、粘土矿物等。各矿物在矿石中的相对含量列于表4。

表4 各矿物在矿石中的相对含量 %

2 铜矿物、钴矿物的嵌布特征

2.1 孔雀石

孔雀石是矿石中主要的氧化铜矿物，主要分布于黑色页岩矿石中。多呈放射状集合体、不规则粒状或呈脉状、网脉状、皮壳状等形式产出。孔雀石主要有两种嵌布形态（如图1所示），一是分布于脉石矿物粒间或裂隙、孔洞中；二是与硅孔雀石关系密切。这两种产出形式的孔雀石在矿物含量上的大致比例为60∶40。孔雀石的嵌布粒度分布不均匀，主要在0.05～0.8 mm间，但也有部分粒度在0.005～0.02 mm之间。

图1 孔雀石的嵌布形态

2.2 硅孔雀石

硅孔雀石多呈胶状、不规则粒状、脉状、网脉状等形式产出。可见其呈淡蓝绿色、天蓝色等色调。硅孔雀石主要呈不规则状、脉状、网脉状分布于石英等脉石矿物颗粒间隙、裂隙或孔洞中；其次与孔雀石和褐铁矿关系密切，常见硅孔雀石与孔雀石、褐铁矿紧密嵌生。部分硅孔雀石内部常见包含极细粒的褐铁矿或细粒的辉铜矿。硅孔雀石属中粗粒嵌布，粒度主要在0.03～0.7 mm之间。硅孔雀石的嵌布情况如图2所示。

图2 硅孔雀石的嵌布形态

2.3 黄铜矿

黄铜矿主要呈不规则粒状浸染嵌布于脉石中或沿硫铜钴矿边缘及其裂隙交代包裹，其次被辉铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿交代或呈交代残余状包裹于褐铁矿中。

2.4 辉铜矿

辉铜矿主要呈不规则细粒状分布于脉石或褐铁矿中；其次交代黄铜矿形成包裹结构。少量被铜蓝交代或包裹于硅孔雀石、孔雀石中。辉铜矿嵌布粒度细小，属细中粒嵌布，粒度主要在0.01～0.05 mm之间。

2.5 铜 蓝

铜蓝主要与黄铜矿、褐铁矿关系密切，由黄铜矿蚀变为铜蓝、褐铁矿，因此常见三者复杂嵌生。铜蓝嵌布粒度细小，主要在0.01～0.10 mm之间。

2.6 硫铜钴矿

硫铜钴矿呈粒状产出，可见其碎裂结构，裂纹或解理缝隙中常被黄铜矿、铜蓝充填。主要与黄铜矿关系密切，呈不规则粒状被黄铜矿沿其边缘或裂隙充填交代；其次呈他形粒状、自形－半自形粒状嵌布于脉石矿物中。硫铜钴矿的嵌布粒度较粗，主要在0.05～0.50 mm之间。

2.7 水钴矿

水钴矿是矿石中的主要氧化钴矿物，肉眼观察呈黑色。呈粒状集合体产出，主要有两种嵌布情况，一是呈不规则状嵌布于脉石矿物粒间，粒度细小且较均匀，主要在0.01～0.03 mm之间；二是与褐铁矿嵌生，粒度相对较粗，在0.1～0.5 mm之间。为查明水钴矿的化学成分特点，采用扫描电镜对水钴矿进行了能谱微区成分分析，结果表明水钴矿的化学成分不稳定，含有一定量的Cu、Si及少量的P、Mg等。

2.8 硅钴氧化结合物

电镜检测中发现有些物质主要由Si、Co、O组成，一般还含有少量的Cu、Mg等组分。各组成元素的含量都是多变的，没有一个相对固定的数值。偏光显微镜下观察，这些物质也无明确的光学性质，为隐晶质。这些物质暂无法确定其矿物组成矿物名称，其化学成分主要由SiO2及钴、铜、镁等的氧化物组成，这里将这种物质称之为硅钴氧化结合物以便于叙述。

硅钴氧化结合物主要呈脉状或细小粒状分布于脉石矿物中，部分与孔雀石、水钴矿紧密嵌生。经扫描电镜分析表明，硅钴氧化结合物中含有一定量的Cu、Mg，平均含Co 27.03%，Cu 7.78%，Mg 3.99%，Si25.30%，O 35.90%。

3 铜、钴的赋存状态

铜和钴是矿样中最主要的有价元素，为进一步查明它们在矿石中的分布特点，了解矿样中各种铜矿物和钴矿物所占的百分比，用元素平衡分配的方法计算出了铜和钴元素在各种矿物中的分配比例，结果分别列于表5、表6。

表5 矿石中铜的平衡计算结果 %

由表5可以看出，矿样中有48.33%的铜以孔雀石的形式存在，16.54%的铜存在于硅孔雀石中；8.38%的铜以次生硫化铜辉铜矿的状态存在，5.25%的铜以铜蓝的形式存在，7.85%的铜以黄铜矿的形式存在；硫铜钴矿含铜7.15%；以其它形式赋存的铜含量较少。

表6 矿石中钴的平衡计算结果 %

由表6可以看出，钴主要赋存于硫铜钴矿中，其分布率为68.86%，15.09%的钴以水钴矿的形式存在，4.43%的钴存在于硅钴氧化结合物中。

4 结 论

试样由铜钴的氧化矿石和硫化矿石组成，矿石的矿物种类较复杂，铜矿物以孔雀石为主，孔雀石主要分布于脉石矿物中或与硅孔雀石紧密嵌生；其次为硅孔雀石，硅孔雀石与孔雀石、褐铁矿关系密切；黄铜矿、辉铜矿及铜蓝等含量较低。钴矿物主要是硫铜钴矿，与黄铜矿关系密切；其次为水钴矿及少量硅钴氧化结合物，水钴矿主要呈细粒状嵌布于脉石矿物中或与褐铁矿嵌生。脉石矿物主要是石英，其次为绿泥石、绢云母等。

矿石中铜、钴的赋存状态复杂，氧化程度高，且部分铜、钴矿物嵌布粒度细小，再加上炭质的含量较高，这些因素都将影响选矿对铜、钴的回收。

［1］ 李波，梁冬云，张莉莉.云南某氧化铜矿石工艺矿物学研究［J］.金属矿山，2010，（8）：86－101.

［2］ 吴霞，罗琳，罗丕.青海某氧化铜矿选矿工艺研究［J］.矿冶，2009，18（1）：15－18.

［3］ 王濮，潘兆橹，翁玲宝，等.系统矿物学［M］.北京：地质出版社，1982.

Study on the Process M ineralogy of A Oxide Copper-cobalt Ore

HUANG Ying-chun
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

The research object is themixed sample prepared by a black shale－type oxide copper－cobalt ore and a copper－cobalt sulfide ore to a certain proportion.Through the processmineralogy study of the oxide copper－cobalt ore to find out the orematerial composition and themineral dissemination characteristics and the occurrence states of copper and cobalt.

oxide copper-cobalt ore；processmineralogy；material composition；dissemination characteristics；occurrence state

TD91

：A

：1003－5540（2014）04－0019－03

2014－05－20

黄迎春（1985－），女，助理工程师，主要从事岩矿鉴定工作。