华阳川铀多金属矿工艺矿物学研究_王守敬.pdf

华阳川铀多金属矿工艺矿物学研究 王守敬 1， 2， 3 （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； 3. 国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室， 河南 郑州450006） 摘要陕西华阳川铀多金属超大型矿床具有矿量大、 矿种多、 易开采等特点。为了给该资源的选矿工艺研究 提供依据， 采用MLA分析、 筛分分析和剖面测量等方法对其进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明 矿石铀含量 为162 g/t、 铌含量为237 g/t， 主要赋存在铌钛铀矿、 铅贝塔石和晶质铀矿中； 矿石铅含量0.61、 银含量350 g/t， 主要 赋存在方铅矿和白铅矿中， 未见银的独立矿物； 矿石稀土元素含量较高， 但主要以褐帘石的形式赋存， 综合利用难度 较大。矿石中有用矿物嵌布粒度粗， 多大于0.15 mm。矿体剖面分析显示矿石中有用元素分布不均匀， 大部分样品 中铀含量在100 g/t左右， 仅有少量样品中铀含量达到300 g/t， 且以突变为主。对破碎样的筛分分析显示， 有用元素 在细粒级富集， 说明矿石具有粗粒预选抛尾的可能性。综合分析认为矿石中有用元素分布不均匀、 在破碎过程中分 异明显是矿石粗粒预选的标型特征。 关键词华阳川铀多金属矿粗粒预选抛尾工艺矿物学 中图分类号TD923.3文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -04-116-05 DOI10.19614/ki.jsks.201904023 Process Mineralogy Study on Uranium Polymetallic Ore in Huayangchuan Wang Shoujing1， 2， 32 （1. Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources， CAGS ， Zhengzhou 450006， China； 2. China National Engineering Research Center for Utilization of Industrial Minerals， Zhengzhou 450006， China； 3. Key Laboratory of uation and Multipurpose Utilization of Polymetallic Ore of Ministry of Land and Resources， Zhengzhou 450006， China） AbstractHuayangchuan uranium polymetallic ore of Shaanxi Province belongs to large mineral deposit with proper- ties of large volume mineral，variety types of minerals，and it is exploitable. In order to provide technique basis on miner- al processing technology the MLA，microscopic analysis，sieve analysis，profiling and other analysis was used to study the process mineralogy of it. The result shows that the content of uranium is 162 g/t，niobium is 237 g/t. They exist in be- tafite，plumbobetafite，and uraninite. the content of lead is 0.61，silver is 350 g/t. They exist in galena and cerussite. And there are no independent minerals were found. The useful mineral s particle size is very crude. Most of them are larg- er than 0.15 mm. The profile of typical ore shows that the content of uranium is maldistribution. The content of uranium in most of ore are 100 g/t and only a little oresare higher than 300 g/t. And they are mutation. The sieve analysis shows that the uranium and lead are enriched in fine fraction. So the ore are suitable to be processed by coarse grain preconcentra- tion. And comprehensive analysis shows that the content of useful minerals are maldistribution in primary ore and crushed ore are the typomorphic characteristic of ore suitable to be processed by coarse grain preconcentration. KeywordsHuayangchang uranium polymetallic ore，Process mineralogy，Coarse grain preconcentration 收稿日期2019-03-08 基金项目中国地质调查局地质调查项目 （编号 DD20160014） 。 作者简介王守敬 （1982） 男， 高级工程师， 硕士。 华阳川铀多金属矿位于华阴市罗夫镇。地质上 位于小秦岭西段， 是一个以铀、 铌、 铅矿为主， 共 （伴） 生有金、 银、 铋、 镉、 钡、 锶、 稀土等矿产的超大型矿 床。具有规模大、 矿种多、 品位低、 埋深浅、 易开采的 特点。初步估算矿床已查明铀资源量万t、 铌11 万t、 铅218万t， 伴生银4 300 t ［1］。 总第 514 期 2019 年第 4 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 514 April 2019 116 ChaoXing 前人对华阳川铀多金属矿进行过详细的工艺矿 物学和选矿试验研究 ［2-5］。研究结果显示 矿石铀平 均品位 0.016， 铌平均品位 0.021， 铅平均品位 0.495； 有用矿物主要为铌钛铀矿、 方铅矿等。华阳 川铀多金属矿属于低品位硬岩型铀矿， 对这类矿石 的研究首先应考虑粗粒预选富集， 从而降低矿石的 处理量和处理费用。现有的工艺矿物学研究和选矿 试验研究成果并未明确该矿是否适合粗粒预选富 集。为此， 本研究在对华阳川铀多金属矿进行工艺 矿物学研究的基础上， 确定矿石预选可能性， 为降低 矿石后期选矿处理量、 降低选矿成本提供基础资料。 1矿石物质组成 分15个采样点选取华阳川铀多金属矿坑道和地 表样品。对采集的样品按比例混合后作为试验用 样。矿石化学多元素分析结果见表1。 注 U、 Nb2O5、 RExOy、 Ag含量的单位为g/t。 从表1可以看出 矿石铀、 铌和铅含量较高， 是主 要的有用元素。对铅元素的物相分析结果显示 （表 2） ， 矿石中铅氧化程度较高。 采用MLA分析矿石的矿物组成， 结果见表3。 表3显示 矿石中有用矿物主要为铌钛铀矿和方 铅矿等， 含少量的晶质铀矿和铅贝塔石等含铀矿物。 2矿石结构构造 矿石的赋矿围岩为片麻岩， 容矿构造为伟晶岩 脉和石英碳酸盐脉。矿石主要构造有片麻状构造、 脉状构造、 浸染状构造等， 矿石主要结构有半自形粒 状结构、 他形粒状结构、 交代结构、 包含结构。 片麻状构造 矿石围岩中云母、 角闪石等片柱状 矿物定向排列， 长石、 石英等矿物分布其间， 构成片 麻状构造。 脉状构造 矿石中伟晶岩脉、 石英碳酸盐脉等多 呈脉状分布， 其中伟晶岩脉厚度一般1～2 m， 石英碳 酸盐脉厚度0.1～10 m， 多呈网脉状分布。 浸染状构造 铌钛铀矿等有用矿物主要呈稀疏 浸染状分布。 半自形粒状结构 部分铌钛铀矿结晶较好， 具有 半自形粒状结构。 他形粒状结构 方铅矿等矿物多具有他形粒状、 不规则状晶形， 具有他形粒状结构。 交代结构 矿石氧化程度较高， 可见白铅矿交代 方铅矿， 构成交代结构。 包含结构 铌钛铀矿粒度较粗， 部分包裹微细粒 的晶质铀矿、 磷灰石等矿物， 构成包含结构。 3主要矿物嵌布粒度 采用MLA等分析方法确定了矿石中主要矿物的 嵌布粒度， 结果如表4所示。 王守敬等 华阳川铀多金属矿工艺矿物学研究2019年第4期 117 ChaoXing 从表4可以看出， 矿石中铌钛铀矿、 方铅矿等有 用矿物嵌布粒度较粗， 多大于0.15 mm， 而晶质铀矿 等矿物嵌布粒度较细， 多小于0.15 mm。 4主要矿物嵌布特征 4. 1铀、 铌矿物 矿石中含铀矿物主要有铌钛铀矿、 晶质铀矿、 铅 贝塔石和钍石等。含铌矿物主要赋存在铌钛铀矿、 铅贝塔石和褐钇铌矿中。 铌钛铀矿主要含铌、 钛、 铀和钙元素 （图1 （a） ） 。 矿石中铌钛铀矿多呈浸染状分布在伟晶岩脉和碳酸 盐脉中， 与脉石矿物平直接触 （图1 （b） ） 。矿石中铌 钛铀矿与磷灰石等矿物关系紧密， 多见其包裹磷灰 石等矿物 （图1 （c） ） 。 矿石中晶质铀矿、 铅贝塔石等矿物含量较低， 多 与铌钛铀矿紧密共生 （图1 （d， e） ） ， 可和铌钛铀矿一 起选别。钍石含量较低， 多分布在褐帘石等矿物中 （图1 （f） ） 。褐钇铌矿含量很低， 多呈星散状分布。 4. 2银、 铅矿物 矿石中含铅矿物主要为方铅矿和白铅矿。 矿石中方铅矿多呈浸染状分布在碳酸盐脉中。 其粒度较粗， 与碳酸盐等脉石矿物紧密共生 （图 2 （a） ） 。部分方铅矿被氧化， 表面多蚀变为白铅矿 （图 2 （b） ） ， 对矿石中铅的回收影响较大。电子探针分析 结果显示白铅矿中含一定量的锶 （图2 （c） ） 。 矿石中未见银的独立矿物， 推测其多呈微细粒 赋存在方铅矿等矿物中， 可以和铅一同回收。 4. 3锶、 钡矿物 矿石中锶、 钡主要赋存在重晶石等矿物中， 部分 锶赋存在天青石、 菱锶矿等矿物中。 对重晶石的电子探针分析结果显示其主要组成元 素为钡和硫， 并含有一定量的锶 （图3 （ a ） ） 。矿石中重晶 石多分布在方解石石英脉中， 与方解石、 石英等脉石矿 物紧密共生 （ 图3 （ b ） ） ， 其粒度较粗， 有利于其单体解离。 矿石中天青石和菱锶矿等矿物含量较低， 多呈 浸染状分布在方解石脉中， 与方解石等矿物紧密共 生 （图3 （c） ） 。 金属矿山2019年第4期总第514期 118 ChaoXing 矿石中重晶石含量较低， 综合利用价值不大。锶在矿石中比较分散， 选矿难度较大。 4. 4稀土矿物 矿石中稀土矿物主要为褐帘石以及少量的独居 石等矿物。 矿石中褐帘石多呈浸染状分布在伟晶岩脉和片 麻岩中 （图4 （a） ） ， 与脉石矿物紧密共生。褐帘石粒 度较粗， 可见其包裹独居石和钍石等矿物 （图4 （b） ） 。 独居石在矿石中含量较低， 多呈浸染状分布 （图 4 （c） ） ， 其粒度较细， 单体解离难度较大。 矿石中稀土元素主要分布在褐帘石中。褐帘石 是稀土的硅酸盐矿物。目前可利用的稀土矿物主要 为碳酸盐矿物和磷酸盐矿物。褐帘石中稀土矿物含 量低、 难溶解， 目前暂不能利用。在铀选矿过程中富 集稀土矿物， 可能会在铀浸出过程中一同浸出， 这部 分稀土有可能综合利用。 5矿石预选可行性研究 矿石属于低品位硬岩型铀矿， 具有铀品位低、 矿 体大的特点。其铀平均品位只有0.016， 远低于边界 品位0.03和最低工业品位0.05。对这类矿石的研 究应首先考虑粗粒预选方案， 抛掉低品位废石， 只加 工高品位矿石， 从而降低矿石的处理量和处理费用。 矿石预选的前提是有用矿物在矿石中分布不均 匀。在一部分矿石中含量高， 另一部矿石中含量 低。这种不均匀可以表现为在原生矿石中分布不均 匀， 也可表现为在破碎等加工过程中的分化。为此 本次研究从这2个方面研究矿石的均匀程度。 5. 1原生矿石的均匀性 由于在采矿场采用爆破等方法能将矿石破碎到 20 cm左右， 因此， 采用连续刻槽取样的方法， 每20 cm长作为一个样品， 以代表破碎后的块状样品， 研究 矿石中铀矿物的均匀性。分析结果显示矿石中铀、 铌、 铅含量极不稳定， 变化极大， 且以突变为主。相 邻样品中铀含量可能会有数倍的变化。大部分矿石 的铀品位在0.01左右， 尤其是石英含量高的样品中 铀含量极低， 同时部分样品中铀含量较高， 达到 0.03以上。高品位矿石厚度很小， 一般仅有 0.2～ 0.4 m （图5） 。矿区钻探的测井数据显示矿石的放射 性计量也极不均匀 （图6） 。由于矿石的放射性主要 由铀等放射性元素造成， 因此也反映了矿石中铀含 量极不均匀。 5. 2矿石在破碎等加工过程中的分异 矿石在破碎等加工过程中分异明显。对-100 mm 王守敬等 华阳川铀多金属矿工艺矿物学研究2019年第4期 119 ChaoXing 参 考 文 献 高成， 康清清， 江宏君， 等. 秦岭造山带发现新型铀多金属矿 华阳川与伟晶岩脉和碳酸岩脉有关的超大型铀-铌-铅-稀土矿 床 ［J］ . 地球化学， 2015， 46 （5） 446-455. 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