工艺矿物学矿物嵌布与形貌特征研究

林小玉

摘要：工艺矿物学，以工业固体原料及其产物的矿物学特征和加工时组成性状为研究目的的边缘性科学。通过矿石的矿物组成和嵌布特征分析结果可知，该矿石中可以回收的有价矿物主要为铜矿物，同时还包含钼、金、银等伴生矿物。硫化铜矿物主要是斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿、铜蓝，氧化铜矿物以硅孔雀石和孔雀石为主，矿石中脉石矿物主要成分为硅灰石、钙铁榴石、方解石、石英等。主要有用矿物与脉石矿物紧密连生，包裹共生，矿石硬度较低，极易破碎。矿石中的有价金属可以随铜矿物一并回收，以增加有价金属综合回收价值。

关键词：工艺矿物学;嵌布与形貌特征;矿物结构构造;混合铜矿。

一、前言

（1）工艺矿物学的概念

工艺矿物学，以工业固体原料及其产物的矿物学特征和加工时组成性状为研究目的的边缘性科学。工艺矿物学工艺矿物学研究的目的在于：对矿床进行合理地综合评价，对矿床、矿石和矿物的物理、化学性质进行研究，为选择与确定最佳的矿石处理方案提供有力的依据。

矿物学是一门综合性很强的学科。一方面要用地质学方法观察这种天然化合物的产状，一方面要用化学和物理学的方法研究他们的化学成分、结晶和物理性质，然后综合地质学、化学和物理学理论进行分析解释。

（2）工艺矿物学的基本任务

研究工业固体原料及其产物的矿物组成及其分布。对影响或制约生产工艺运行质量的矿物性状进行分析，这些性状包括几何、物理、化学等方面的表现与特征。

（3）工艺矿物学的研究方法

偏光显微镜，反光偏光显微镜，单矿物分离，X射线分析，差热分析，电子探针和电镜扫描实验测试分析手段。

二、原矿工艺矿物学研究

（1）矿石结构与构造

矿石的结构构造，包括有用矿物的粒度及其结合关系，有用矿物和脉石矿物的相互结合关系，矿石中的孔洞、裂隙和粒间界线特征。

矿石中金属矿物的主要结构为交代结构、残余结构、反应边结构、包含结构和格状结构，脉石矿物的主要结构为细粒粒状变晶结构、不等粒粒-板状变晶结构、斑状变晶结构和假象结构。矿石中金属矿物呈稀疏浸染状分布，构成矿石的稀疏浸染状构造;钙铁榴石、碳酸盐等脉石矿物集合体呈条带状浸染分布，构成矿石的条带状构造。

（2）矿石的矿物组成、嵌布与形貌特征

矿物嵌布粒度：矿物嵌布粒度可分为结晶粒度和工艺粒度。结晶粒度是指矿物单个晶体的相对大小和由大到小的相对百分含量，主要用于成因研究。工艺粒度：又叫嵌布粒度，是指某些矿物的集合体和矿物单个颗粒的相对大小和由大到小的相对百分含量。矿物的嵌布粒度是决定矿物单体解离的重要因素，也是选择碎矿、磨矿工艺参数的主要依据。

（3）矿物单体解离速度及其影响因素

矿物单体解离度，矿石中回收目的矿物达到单体解离是实现选矿工艺的前提，故单体解离度的测定是一项十分重要的手段无论入选矿物粒径的大小，必须达到单体解离，才能施以选矿工艺，从而得到合格产品。对于精矿质量要求愈接近于有用矿物理论品位者，尤需如此。

矿物单体解离度的影响因素，矿物解离除了涉及到目的矿物工艺粒度，还涉及该矿物和镶嵌矿物的力学性质，磨矿方式和磨矿粒度等诸多因素，使矿物工艺粒度和矿物解离性质之间关系复杂化其次，由于矿物力学性质涉及到如晶体形态、大小、解理、硬度、脆性、韧性、界面形态、晶粒内结合力和界面结合力对比等许多方面，至今没有能够直接计量的方法，以致人们虽然知道它们对矿物解离的影响，却依然只能把它们搁置一旁。

（4）矿石的矿物嵌布与形貌特征

自然铜：分子式是Cu，含量约为0.02%。铜红色，金属光泽。镜下观察，它形粒状，与硅孔雀石、硅灰石、透辉石连生，偶见与闪锌矿连生。粒度在0.005-0.05mm之间。

斑铜矿：分子式是Cu5FeS4，含量约为0.65%。镜下观察，它形粒状，多与辉铜矿、硫铋铜矿、黄铜矿、硅灰石、钙铁榴石等连生，其中，交代黄铜矿比较彻底，偶见黄铜矿残余状分布其中，边沿及裂隙常被辉铜矿交代，偶见包裹硫铋铜矿、硫砷铜矿。部分细粒斑铜矿呈球粒状，与黄铜矿、辉铜矿等包裹于钙铁榴石中。粒度在0.001-0.5mm之间。

黄铜矿：分子式是CuFeS2，含量約为0.06%。镜下观察，它形粒状、残余状，细粒级黄铜矿多包裹于闪锌矿及石榴石等脉石中，部分黄铜矿被斑铜矿、辉铜矿交代，呈残余状分布于斑铜矿及辉铜矿中。另与硅灰石、钙铁榴石、石英等连生。粒度在0.001-0.19mm之间。

硫铋铜矿：分子式是Cu2BiS3，含量约为0.02%。理论化学成分为Cu 38.46%、Bi 42.15%、S 19.39%。钢灰-锡白色，金属光泽，硬度2-3，比重6.19。镜下观察，它形粒状，与辉铜矿、斑铜矿关系密切，多包裹于辉铜矿及斑铜矿中，另与硅孔雀石、方解石连生。粒度在0.001-1.0mm之间。

三、结论

（1）该矿石矿物成分复杂，主要有价金属成分为铜，伴生金属为钼、金、银。多元素分析结果显示Cu含量为1.04%，Mo含量为0.023%，伴生贵金属Au、Ag含量分别为0.5g/t和24.6g/t，脉石矿物主要是SiO2和CaO，含量分别占38.8%和32.86%。X射线衍射分析结果得知，矿石中主要脉石成分为石英、方解石、钙铁榴石、硅灰石等。

（2）矿石主要构造为次块状-块状构造，多数矿石呈稀疏浸染状构造和条带状构造;矿石中金属矿物的主要结构为交代结构、残余结构、反应边结构、包含结构和格状结构，脉石矿物的主要结构为细粒粒状变晶结构、不等粒粒-板状变晶结构、斑状变晶结构和假象结构。

（3）矿石的矿物组成和嵌布特征分析结果可知，矿石中的硫化铜矿除了相互交代共生外，也与硅孔雀石和孔雀石等氧化铜矿连生，并与钙铁榴石、硅灰石、石榴石等脉石矿物连生以及被脉石矿物包裹，有些硫化铜矿如斑铜矿和辉铜矿被钙铁榴石包裹，细粒级黄铜矿多包裹于闪锌矿及石榴石等脉石中。

参考文献

[1]南京大学地质学系岩矿教研室.1978. 结晶学与矿物学[M]. 北京 ：地质出版社.

[2]曹惠昌. 2011. 我国铜矿石选矿技术研究新进展[J]. 有色矿冶， 2011， 27（6）：26-28.

[3]严华山，尹艳芬，艾光华.2015. 某铜铅锌伴生金银多金属矿工艺矿物学研究[J]. 矿业研究与开发，035（002）：32-36.

[4]左小华，谭元敏，苏振宏，等.2015. 硫化铜矿石浮选捕收剂的最新研究进展[J]. 应用化工，（9）：1733-1736.

[5]Marabini A M ， Ciriachi M ， Plescia P ， et al.2007. Chelating reagents for flotation[J]. Minerals Engineering， 2007， 20（10）：1014-1025.

[6]Buchanan L J. 1981. Precious metal deposits associated with volcanic environments in the southern Cordillera[A].In：Dickinson W.Payne WD，eds.Arizona Geological Society digest.14.

成都理工大学 四川 成都 610059