福建某低品位铜钼矿工艺矿物学研究

马英强,张书超,吴双桥,印万忠,林小亭

(1. 福州大学紫金矿业学院 福建 福州 350116； 2. 紫金矿业集团股份有限公司 福建 上杭 364200)

0 引言

铜钼金属具有广泛的应用领域和发展前景. 随着铜钼金属需求量的增加,富矿减少,使储量巨大的低品位铜钼矿的开发显得尤为重要,由于铜钼矿具有品位低、嵌布粒度细、伴生矿物多等特点而导致选矿困难[1-3]. 因此,加强低品位铜钼矿资源综合高效的利用具有重要的社会和经济意义[4]. 本研究对福建某低品位铜钼矿进行工艺矿物学研究,为综合回收其中的有用资源提供依据. 工艺矿物学主要研究铜钼矿石的化学成分, 矿物组成, 矿石的结构和构造、有用矿物的嵌布粒度及其共生关系, 选矿产物的单体解离度及连生体特征, 粒度组成及矿石与其组成矿物的物理、化学性质等,为诠释铜钼矿选矿机理、制定其选矿工艺方案和实现选矿过程优化提供矿物学依据[5]. 基于此,本文对福建某低品位铜钼矿进行了工艺矿物学性质研究,可为综合回收其中的有用资源提供选矿依据.

1 试样采取与制样

试验样品取自福建某低品位铜钼矿,对矿样进行混匀、缩分、取样. 采用化学分析、扫描电镜、矿物解离分析仪(MLA)等方法对该铜钼矿化学多元素、物相、解离度、矿相组成、铜矿物嵌布特征及共生关系等工艺矿物学性质进行研究.

2 矿石基本组成

2.1 矿样的化学组成

原矿化学多元素分析结果见表1. 由表1可知,矿石中主要有用元素Cu含量为0.20%,Mo含量为0.029 6%,二者品位均较低； 矿石中S含量为3.30 %,可考虑综合回收； 含铼0.12 g·t-1,可以伴生回收在钼精矿中； 主要脉石矿物是SiO2,达到63.57%； 其他元素含量均较低.

表1 原矿化学多元素分析结果

注： 带*的单位为g·t-1.

2.2 主要有价元素的物相分析

矿石中铜、钼物相分析见表2. 由表2可知,铜和钼均以硫化物形式存在,分别占到了98.52%和97.97%.

表2 铜、钼物相分析

2.3 矿石中的矿物组成及相对含量

测试样品粒度为-0.3 mm粒级,为使MLA定量结果更准确,将样品进行分级,分为-0.3 mm+0.043 mm、-0.043 mm两个粒级,其中-0.3 mm+0.043 mm产率为69.5%,-0.043 mm产率为30.5%. 矿物组成及含量分析结果见表3.

表3 原矿矿物组成与相对含量

由表3可知,矿石中主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿,其次为磁/赤铁矿、辉钼矿,少量蓝辉铜矿、斑铜矿等,铜矿物主要是以黄铜矿为主,其它铜矿物含量极少； 钼以辉钼矿形式存在,未发现其它钼矿物. 脉石主要为石英,其次为绢云母、钾长石、石膏、斜长石、黑云母等,少量磷灰石、金红石、粘土矿物等.

3 主要金属矿物的嵌布特征

铜矿物主要以黄铜矿形式存在,微量蓝辉铜矿和斑铜矿,钼矿物主要是辉钼矿,对主要金属矿物进行嵌布特征的分析对于后续的矿物处理尤为重要[6-8].

3.1 黄铜矿的嵌布特征

采用MLA分析仪对黄铜矿的单体解离情况进行分析,分析结果如图1所示.

图1 黄铜矿的颗粒分布Fig.1 Particle distribution of chalcopyrite

由图1可知, -0.3 mm+0.043 mm黄铜矿解离度约为50%,-0.043 mm黄铜矿解离度约为95%,未解离的黄铜矿与闪锌矿、石英、钾长石等矿物连生.

对黄铜矿的嵌布特征进行扫描电镜分析,结果如图2所示. 由图2(a)可知, 约26%的黄铜矿与石英、绢云母连生或被其包裹,黄铜矿呈不规则粒状嵌布在石英、绢云母的集合体颗粒中； 由图2(b)可知, 约16%的黄铜矿与黄铁矿连生,黄铜矿呈近椭圆状长条颗粒被黄铁矿包裹.

图2 黄铜矿的嵌布特征Fig.2 Embedding characteristics of chalcopyrite

3.2 辉钼矿的嵌布特征

采用MLA分析仪对辉钼矿的单体解离情况进行分析,分析结果如图3所示.

图3 辉钼矿颗粒分布Fig.3 Particle distribution of molybdenite

由图3(a)可知,-0.3 mm+0.043 mm粒级中的辉钼矿单体解离度为85%,其中粒度较粗的基本解离,但粒度较细的大部分未解离. 由图3(b)可知,-0.043 mm粒级中辉钼矿解离度为97%,个别未解离者与石英或黄铁矿连生. 由此可见,此矿石中有用矿物辉钼矿嵌布粒度粗细不均匀,磨矿时容易产生过磨现象,因而可考虑采用阶段磨矿、阶段选别的流程处理此矿石以综合回收钼矿资源.

采用扫描电镜对辉钼矿的嵌布特征进行分析,分析结果如图4所示. 由图4可知,辉钼矿形态多呈现粒状或片状、鳞片状晶形,未解离的辉钼矿主要被石英、绢云母等矿物包裹.

图4 辉钼矿的嵌布特征 Fig.4 Embedding characteristics of molybdenite

4 主要金属矿物的粒度分布

4.1 黄铜矿的粒度分布

采用MLA分析仪对黄铜矿的粒度分布情况进行分析,结果见表4. 从表4中可以看出,黄铜矿粒度分布在+0.147 mm粒级占10.99%,-0.01 mm粒级占10.28%,主要集中在-0.043 mm+0.01 mm间.

表4 黄铜矿的粒度分布

4.2 辉钼矿的粒度分布

采用MLA分析仪对辉钼矿的粒度分布情况进行分析,结果见表5,结果显示其粒度较为集中在-0.074 mm+0.02 mm间.

表5 辉钼矿的粒度分布

5 结语

1) 福建此低品位铜钼矿含铜0.20%、钼0.029 6%,是主要的回收对象,硫含量为3.30%,可附带回收,含铼0.12 g·t-1有望在钼精矿中富集,采用冶金方法回收,其它元素不具备回收价值.

2) 铜主要以黄铜矿形式存在,嵌布粒度较细. -0.3 mm+0.043 mm中黄铜矿解离度为50%,未解离的黄铜矿大部分与石英、绢云母连生或被其包裹,黄铜矿呈不规则粒状嵌布在石英、绢云母的集合体颗粒中； 其次为与黄铁矿连生,黄铜矿呈近椭圆状长条颗粒被黄铁矿包裹； 少量被钾长石、斜长石、石膏等矿物包裹. -0.043 mm中黄铜矿解离度为95%,未解离的黄铜矿与绢云母、石英、长石等矿物连生. 黄铜矿粒度分布主要集中在-0.043 mm+0.01 mm间,接近80%,+0.147 mm粒级占10.99%,-0.01 mm粒级占10.28%.

3) 钼以辉钼矿形式存在,嵌布粒度较细. -0.3 mm+0.043 mm中的辉钼矿解离度为85%,粒度较粗的基本解离,较细的大部分未解离,主要被石英、绢云母包裹,少数被长石、石膏、黄铁矿等矿物包裹； -0.043 mm中辉钼矿解离度97%,个别未解离者与石英或黄铁矿连生. 辉钼矿粒度集中在-0.074 mm+0.02 mm间.