河南某含滑石硫化钼矿石工艺矿物学研究

张其东 袁致涛 李小黎 卢冀伟

(1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳110819;2.中国金域黄金物资总公司，北京110101)

钼是一种重要的战略性稀有金属，被广泛应用于钢铁、化工、电气、电子技术、医药和农业等领域［1-4］。随着钼行业的不断发展，钼资源消耗量越来越大，易采、易选的钼矿资源量逐年减少［5-7］，如何实现难选钼资源高效开发利用显得越来越重要［8-9］。本课题对河南某滑石与辉钼矿共生矽卡岩型钼矿石进行系统的工艺矿物学研究，为其合理选矿工艺流程的确定提供依据。

1 矿石物质组成

1.1 矿石化学组成

对矿石进行化学多元素分析，结果见表1。

表1 表明:矿石中有价元素主要为钼，其品位为0.14%，达到最低工业品位，其他有用元素含量均较低;杂质成分主要为SiO2、MgO、CaO。

表1 矿石化学多元素分析结果Table 1 The chemical component analysis results of the raw ore %

钼是该矿石中主要有用元素，也是回收对象，为确定其赋存状态，对其进行了化学物相分析，结果见表2。

表2 原矿钼物相分析结果Table 2 The results of molybdenum chemical phase analysis %

从表2 可见，矿石中钼主要以硫化矿的形式存在，分布率为91. 46%，且矿石氧化率较低，仅为4.76%，属于低品位硫化矿石。

1.2 矿石矿物组成

对矿石进行人工重砂鉴定和X 射线衍射分析，查明矿石中主要矿物及含量，结果见表3。

表3 矿石矿物组成及含量分析结果Table 3 The content of main minerals %

从表3 可以看出:矿石中主要有价矿物为辉钼矿，占0.22%;其他金属硫化矿物主要有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等;金属氧化物主要为磁铁矿和赤铁矿;脉石矿物主要为透辉石、云母、钾长石、石英、蛇纹石、方解石、滑石等硅酸盐类和碳酸盐矿物，其中滑石含量较高，为4.8%，由于滑石与辉钼矿的可浮性相似，将对辉钼矿的浮选产生不利影响［10］。

2 矿石的结构构造

2.1 矿石构造

(1)细脉状构造。叶片状、鳞片状辉钼矿沿石英细脉、钾长石－石英细脉裂隙充填，形成细脉状构造。

(2)星点状、星散状构造。辉钼矿及其他金属矿物呈星点状、星散状分布。

(3)浸染状构造。部分辉钼矿、磁铁矿呈浸染状分布于矿石中，这种辉钼矿呈发丝状、放射状等，不易单体解离。

(4)集合体状构造。辉钼矿呈集合体分布于脉石粒间。

(5)脉状构造。方解石、石英、萤石等呈细脉状充填于岩石裂隙中。

2.2 矿石结构

(1)自形、半自形晶结构。矿石中辉钼矿和黄铁矿分别以六边形片状晶和立方体颗粒产出，形成自形、半自形晶结构，在矿石裂隙中析出(图1(a))或沿裂隙充填分布(图1(b))。

图1 辉钼矿嵌布特征Fig.1 Dissemination characteristics of molybdenite

(2)交代溶蚀或交代残余结构。矿石中黄铁矿被辉钼矿交代溶蚀，赤铁矿交代磁铁矿，形成交代溶蚀或交代残余结构。

(3)包含结构。脉石矿物发生蚀变浸入到辉钼矿孔隙中，构成包含结构(图1(c))。

3 矿石主要矿物嵌布特征

3.1 辉钼矿

辉钼矿是矿石中钼的主要赋存矿物，其产出形态相对复杂，呈自形鳞片状、叶片状、弯曲叶片状分布于矿石中，粒径一般在0.01 ～0.50 mm，部分辉钼矿沿脉石矿物的空隙或裂缝浸入，形成浸染状构造(图1(d))，有的以团窝状(图1(e))、细脉状(图1(f))分布于脉石矿物中。辉钼矿自身结晶程度好，部分辉钼矿层间有脉石矿物充填，形成包含结构。辉钼矿在矿石中以中粗粒级嵌布为主，但是约有14%的辉钼矿嵌布粒度小于20 μm，需要细磨才能单体解离，但细磨易造成泥化，且矿石中绿泥石、蛇纹石、黏土矿物、滑石等含量较高，这将给矿石的分选带来一定困难［9-11］。

3.2 磁铁矿

磁铁矿是矿石中主要的含铁氧化物，为半自形、他形粒状。颗粒细小，粒径一般在0.005 ～0.10 mm，多以星散浸染状或稠密浸染状分布于石英细脉中(图2(a));部分与黄铁矿密切共生，多分布在黄铁矿颗粒的边部(图2(b))。磁铁矿嵌布粒度较细，主要集中在0.02 ～0.05 mm，其中约11%小于10 μm，这部分磁铁矿单体解离困难。

图2 磁铁矿嵌布特征Fig.2 Dissemination characteristics of magnetite

3.3 黄铁矿

黄铁矿是矿石中含量较高的金属矿物之一，也是矿石中主要的金属硫化物。主要以自形、半自形晶粒状或他形细粒状独立产出在脉石中，也有部分与磁铁矿、辉钼矿、黄铜矿连生产出在脉石中，特别是黄铁矿与磁铁矿密切共生(图3)。黄铁矿裂隙发育，常见有脉石矿物呈不规则状集合体充填在其晶粒中，构成筛孔状结构，也有被脉石矿物交代成骸晶状，或黄铁矿呈细脉状穿插在矿石中。黄铁矿在矿石中的嵌布粒度较粗，一般为0.1 ～1.2 mm，少量细粒在0.04 ～0.1 mm。

图3 磁铁矿和黄铁矿混杂共生Fig.3 Image of intergrowth between pyrite and magnetite

3.4 黄铜矿

黄铜矿是矿石的主要含铜矿物，主要呈他形粒状分布，粒度较细，独立产出。主要呈星散状分布在脉石矿物中，部分与黄铁矿、磁铁矿及辉钼矿连生分布在脉石中(图4)，少量被黄铁矿包裹。黄铜矿的嵌布粒度一般为0.03 ～1 mm。

图4 黄铜矿与黄铁矿、磁铁矿紧密共生Fig.4 Image of intergrowth among chalcopyrite，pyrite and magnetite

3.5 云 母

云母是矿石中的主要脉石矿物，占矿物总量的20.1%，主要为黑云母，有少量的白云母，多分布在石英、碳酸盐等脉石矿物粒间，粒度一般在0.06 ～0.2 mm。

3.6 石 英

石英在矿石中多呈自形、半自形粒状分布，结晶粒度粗细不均，多与碳酸盐、白云母、长石等密切共生，嵌布粒度一般在0.05 ～1 mm 之间，粗粒可以达1.5 mm。

3.7 碳酸盐类

碳酸盐主要指白云石和方解石，多以自形粒状或细脉状分布在矿石中，结晶粒度粗细不均，多呈集合体分布在石英等矿物粒间。

3.8 滑 石

滑石多呈网脉状、细脉状或者团窝状分布，部分与辉钼矿、磁铁矿等金属矿物密切共生，在矿石中含量约为5%，滑石结晶粒度细，且可浮性与辉钼矿接近，是辉钼矿选别的主要有害矿物。

3.9 黏土矿物

黏土矿物主要为蒙脱石，多为隐晶质，呈云朵状或脉状，部分黏土矿物与辉钼矿紧密共生。

4 主要金属矿物粒度统计

对矿石中主要金属矿物的原生粒度进行了统计，结果见表4。

表4 主要金属矿物的原生粒度统计结果Table 4 The particle size statistics of the metallic minerals in the ore

从表4 可以看出:矿石中辉钼矿以中粗粒嵌布为主，+0.074 mm 粒级占41.15%，13.99%的辉钼矿粒度小于0.02 mm，这部分需细磨才能单体解离;矿石中磁铁矿嵌布粒度较细，+0.074 mm 粒级仅占7.17%，主要集中在0.02 ～0.45 mm，分布率为43.16%，－0.02 mm占32.66%，这部分磁铁矿单体解离困难。

5 结 论

(1)河南某矽卡岩型钼矿石，钼品位为0.14%，其中91.46%以硫化钼的形式存在。矿石中主要有用矿物是辉钼矿，其余金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿和闪锌矿等，脉石矿物主要为透辉石、云母、长石、石英、蛇纹石等。

(2)矿石中辉钼矿以中粗粒级嵌布为主，+0.074 mm 占41.15%，然而约有14%的辉钼矿粒度小于20 μm，这部分粒度较细，需要细磨才能单体解离，而矿石中绿泥石、蛇纹石、黏土矿物、滑石等矿物含量较高，且与辉钼矿紧密共生，细磨容易造成泥化影响选矿指标，故建议采用阶段磨矿阶段浮选工艺。

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