某难选钼钨矿工艺矿物学研究.pdf

2 0 1 4 年第6 期有色金属 选矿部分 l d o i 1 0 - 3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 6 ．0 0 1 某难选钼钨矿工艺矿物学研究 马驰1 ，一，赵平，一，张艳娇，一，常学勇- 一，王守敬1 , 2 1 ．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州4 5 0 0 0 6 ； 2 ．国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，郑州4 5 0 0 0 6 摘要对某大型钼钨矿进行了工艺矿物学研究，确定了该矿主要矿物组成及含量，并详细研究了钼、钨类矿物的 化学成分、粒度和嵌布特征以及钼、钨等元素的赋存状态。该矿含钼、钨的矿物种类复杂多样，主要为辉钼矿、钼华、白 钨矿、钨钼钙矿。矿石中含有一定量的碳酸盐、滑石、石膏、皂石和蛇纹石，这些脉石矿物严重影响钼、钨的选别。 关键词钼钨矿；工艺矿物学；赋存状态 中图分类号T D 9 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 4 0 6 - 0 0 0 1 - 0 4 S t u d yo nP r o c e s sM i n e r a l o g yo faM o l y b d e n u m - T u n g s t e nO r e M _ AC h i l 一，黝oA 叼1 一，Z 丑4 ⅣGY a n f i a 0 1 一，C H A N GX u e y o n 9 1 ，2W A N GS h o u t i n 9 1 ’8 1 ．Z h e n g z h o uI n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，C h i n e s eA c a d e m y o fG e o l o g i c a lS c i e n c e ，Z h e n g g h o u4 5 0 0 0 6 ，C h i n a ；2 ．N a t i o n a lE n g i n e e r i n gC e n t e rf o r M u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fN o n 讹t a U i cM i n e r a lR e s o u r c e s ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ，C h i n a A b s t r a c t P r o c e s sm i n e r a l o g y s t u d yw a sc o n d u c t e d o na s u p e rl a r g e - s c a l em o l y b d e n u m - t u n g s t e no r e d e p o s i t ．T h e m a i nm i n e r a l s c o m p o s i t i o n a n dr e l a t i v ec o n t e n tw a sd e t e r m i n e d ，a sw e l la sc h e m i c a l c o m p o n e n t s ，s r a i ns i z e ，e m b e d d e dc h a r a c t e r i s t i c s ，o c c u r r e n c es t a t eo fm o l y b d e n u ma n dt u n g s t e nm i n e r a l s ． T h em i n e r a l so c c u r r e n c eo fm o l y b d e n u ma n dt u n g s t e ni sc o m p l i c a t e d ，a n dm o l y b d e n i t e ，m o l y b d i t e ，s c h e e l i t e a n dp o w e l l i t e 砌℃t h em a i nm i n e r a l s ．T h eo r ec o n t a i n sac e r t a i na m o u n to fc a r b o n a t e ，t a l c ， g y p s u ma n d f l u o r i t e ，w h i c hs e r i o u s l ya f f e c tt h es e p a r a t i o no fm o l y b d e n u ma n dt u n g s t e n ． K e yw o r d s m o l y b d e n u m - t u n g s t e no r e ；p r o c e s sm i n e r a l o g y ；o c c u r r e n c es t a t e 1 矿区的地质概况 某钼钨矿床为一以钼为主，钨、铁为次的隐伏 斑岩矽卡岩型矿床。矿体主要位于官道口群龙家 园组与隐伏小花岗斑岩体接触带的矽卡岩中，其次 赋存于斑岩体中。平面上呈环状，剖面上呈向上凸 出的弧状，形状比较规则，从中心向四周呈o1 5 0 的缓倾斜，边部较陡，倾角4 0 0 ～5 0 0 ，其中钼资源 量2 4 ．6 7 55 万t ，钨资源量1 8 ．1 5 86 万t ，伴生铁 的资源量1 9 7 ．8 0 64 万t o 矿区钼品位0 ．1 0 3 ％- 1 ．1 3 6 ％， 平均0 ．11 33 ％，钨品位般0 ．1 0 7 9 铀0 ．1 9 8 ％，平均为 0 ．1 1 02 ％，伴生有低品位磁铁矿[ 1 | 。 但是该矿由于矿物组成复杂，矿物之间嵌布关 系多样，造成选矿的难度较大。主要存在的问题 是 1 矿石中钼的氧化率较高，影响钼的回收； 2 矿浆的p H 调整困难，如果不采用预处理措 施，是一般矿石所需碱用量的1 0 倍以上； 3 在 回收磁铁矿时，在磁性产品中钨的损失严重； 4 矿浆团聚现象严重，严重影响了钼、钨的回收； 5 矿泥含量较高，严重影响有用矿物的选别，加 重了选矿药剂的用量。为了查清以上问题，笔者详 细研究了该矿的工艺矿物学性质，可对选矿工艺的 设计提供依据。 2 矿石的化学成分 对原矿进行了多元素分析和钼、钨的化学物相 分析，结果见表1 3 。 收稿日期2 0 1 3 - - 0 9 2 8修回日期2 0 1 仙9 一1 6 作者简介马驰 1 9 8 1 一 ，陕西武功人，硕士，助理研究员，主要从事工艺矿物学研究。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 1 单位为虮。 由原矿多元素分析结果看出，矿石的有用元素 钼、钨含量均达到工业利用品位。伴生组分铁、 C a r 2 含量低，可以考虑综合回收。 表2 钼物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fm o l y b d e n u mp h a s e ，％ 表3钨物相分析结果 T a b l e3 A n a l y s i sr e s u l t so ft u n g s t e np h a s e ／％ 塑型皂箜翌 塑墨鱼笙 箜箜竺 堡箜塑箜笙生箜璺箜 品位0 ．0 9 6 0 ．0 0 60 ．0 0 1 20 ．0 1 40 ．1 1 7 2 分布率8 1 9 1 5 ．1 21 ．0 21 1 ．9 51 0 0 ．0 表4 T a b l e4 3 矿石的矿物组成 在已查明矿石中矿物组成的基础上，通过 M L A 矿物自动分析系统 得出矿石中主要矿物的 组成及相对含量，见表4 。 4 钼、钨的赋存状态 辉钼矿 M o S z 辉钼矿多以片状为主，主要 呈细脉状、浸染状分布在矿石中 图1 。辉钼矿 在矿石中空间分布不均匀，局部富集，嵌布粒度也 粗细不均匀。主要有以下3 种嵌布形式①辉钼矿 呈叶片状、弯曲揉皱状密集分布在石英、碳酸盐、 矿石中主要矿物的相对含量 T h er e l a t i v ec o n t e n to ft h em a i nm i n e r a l si nt h eo r e，％ 蛇纹石、滑石等脉石矿物的细脉中，这种嵌布形式 的辉钼矿占多数；②辉钼矿呈细小叶片状被石英、 白云石等脉石矿物包裹；③部分辉钼矿全部或者边 缘氧化为钼华，但是还保留辉钼矿的假象 图1 ， 这种氧化或者半氧化的辉钼矿由于可浮性相对较 差，将影响钼的回收。辉钼矿中钼的含量范围 5 8 ．9 9 ％一6 0 ．0 7 ％，硫的含量3 9 ．1 7 ％一3 9 ．7 4 ％，含少 量铁、锰、镍等杂质，平均钼含量5 9 ．6 5 ％。辉钼 矿的嵌布粒度特点是粒度较细 图2 ，属微细 粒不均匀嵌布，主要集中在0 ．0 1 0 ．0 4 3n l l n ，其中 0 ．0 7 4m i l l 仅占l O ％左右 表5 。 辉钼矿与白钨矿均以细粒嵌布为主，但是在相 a 稠致密浸染状的辉钼矿h 细脉状辉钼矿，边缘已氧化为钼华 图1 辉钼矿的嵌布特征 F i g ．1 D i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fm o l y b d e n i t e 万方数据 2 0 1 4 年第6 期马驰等某难选钼钨矿工艺矿物学研究 3 表5辉钼矿与白钨矿的粒度分布 T a b l e5 G r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no f m o l y b d e n i t e a n ds c h e e l i t e，％ 产品名称i 丽丙_ 五丽石石面r { 篡等三五- 写五而 辉锢矿6 ．3 42 6 ．8 93 8 ．9 52 5 ．1 12 ．7 1 零 、 魁 键 醛 蛙 辞 瞎矿细度 一7 4u Ⅲ．等量 ／吼 图2 辉钼矿与白钨矿的单体解离度 F i g ．2 L i b e r a t i o nd e g r e eo fm o l y b d e n i t ea n d s c h e e l i t e 同的磨矿细度下 图2 ，辉钼矿的单体解离度较 高，一般相差1 0 ％左右，这主要是由于辉钼矿多为 片状，片状矿物与粒状矿物相对较易解离的缘故。 可以看出，只有磨矿细度达到- 7 4t r m8 0 ％以上，二 者的解离度才能到9 0 ％以上，所以该矿需要细磨。 白钨矿钼钙矿 C a W O , - C a M 0 0 4 本矿石中 自钨矿钼钙矿结晶程度良好，但粒度多微细，多 见微细粒自形半自形晶粒状白钨矿浸染状嵌布在 白云石、蛇纹石、方解石、石英等矿物中，并且白 钨矿常与萤石、磁铁矿等矿物伴生或连生。 该白钨矿钼钙矿呈连续的类质同象存在， W 0 3 的含量范围0 ～7 6 ．5 8 ％，而M 0 0 3 的含量范围 0 ．5 8 ％一6 7 ．1 5 ％，变化范围大，呈现钼高钨低，钼 低钨高，钼与钨呈完全类质同象，而且还有少量的 镁、铝、铁等元素。从钼和钨的相关性分析结果来 看，二者呈明显的负相关，也印证了二者呈完全类 质同象。钨和钼可以以类质同象取代，部分钙可以 被镁和稀土元素取代，铁、铝可取代钨、钼【2 】。 本矿石中磁铁矿呈微细粒集合体或单粒条带状 或浸染状分布在白云石、蛇纹石、方解石等脉石矿 物中，粒度细小，主要集中在0 ．0 2 加．0 51 1 1 1 1 1 ，而 且磁铁矿与白钨矿紧密共生 图3 ，这是磁性产 品中钨高的主要原因。试验发现，磁选精矿通过细 磨 一7 4p ml O O ％ 后磁选，得到磁性产品中Ⅱ’e 6 3 ．0 8 ％、W 0 30 ．1 4 ％，非磁性产品T F e2 ．8 5 ％、 W O ，0 ．3 5 ％。这与在显微镜观察结果一致。 5 有害脉石矿物 石膏 C a S 0 4 2 H 2 0 关于石膏作为有害矿物， 梁冬云 2 0 0 5 曾报道在兰坪氧化铅锌矿中发现有 一定量的石膏，认为石膏溶解产生大量的钙离子， 硫化钠中的硫离子优先生成硫化钙，干扰了氧化 锌矿物表面生成硫化锌，故影响了氧化锌矿物被 黄药捕收，导致选矿过程硫化钠用量较大[ 5 】。 本矿中石膏主要呈长柱状、针状、放射状和纤 维状，多分布在矿石的裂隙中，经过浮选硫化矿之 后的矿样中，部分的石膏已经部分溶解，形成纺锤 状、棒状或者椭圆状 图4 ，这是水溶解作用的 结果，石膏在矿石中含量约为3 ．2 ％。石膏一般 C a O 的含量在3 3 ．8 2 ％一3 5 ．2 1 ％，S 0 3 的含量在 4 3 ．9 0 ％4 6 ．1 9 ％，含有少量的硅、铁、铬、铝等元 素。石膏在水中溶解使得矿浆显酸性，导致选矿过 程中矿浆p H 的调整困难。 选白钨矿时矿浆一般p H 要调整为碱性，但是 图3白钨矿与磁铁矿紧密共生 F i g ．3 S c h e e l i t ei n t e r g r o w t hw i t hm a g n e t i t e ∞蝤∞黔鲫“加合∞ 万方数据 4 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 图4 石膏的电子探针背散射图像 F i g ．4 B a c k s c a t t e r e de l e c t r o nm i c r o p r o b ei m a g eo f g y p s u m 矿石中含有一定量的石膏，石膏在水中会发生溶 解，当加入N a O H 时会加速石膏的反应，导致碱液 的消耗较大，根据选矿试验消耗碱液的量为一般情 况的1 0 倍左右，为了查清是否是石膏引起，对试 验样品溶液中离子含量进行分析，结果见表6 。 表6样品水溶液中离子的含量 T a b l e6C o n c e n t r a t i o no f i o n si nt h e s a m p l e s o l u t i o n ／ r a g I 『1 、 离子F e “K c 矿A 1 “ s 0 4 2 - M 矿 F - 从溶液的离子分析结果来看，主要的离子是 S 0 4 2 - 、C a 2 、K 和M 矛 ，能离解出这些离子的矿物 应该是石膏和可溶性盐。主要的消耗碱液的离子 是C a 2 和M 矛 ，在温度2 0 ℃时，石膏的溶解度是 24 0 0m g ／L ，白云石是3 2 0m W L ，而该矿中可溶 性的矿物主要是石膏，所以说引起碱消耗量大的 主要原因是石膏。 滑石和皂石钼矿中的滑石是公认的有害矿物 之一[ 3 “] ，含滑石钼矿十分常见，如河南上房沟著 名的特大型钼铁共生矿床、黑龙江鸡西钼矿、湖北 某钼矿等均含有较多的滑石。夜长坪钼矿中滑石的 含量在3 ．2 ％，多呈网脉状、细脉状或者团窝状分 布，与辉钼矿、磁铁矿等金属矿物密切共生，结晶 粒度较细，由于滑石与辉钼矿可浮性十分相似，因 此，选矿专家称滑石与辉钼矿为等可浮性矿物，欲 将两者很好地分离，选矿难度较大。 该矿中存在1 ．2 ％的皂石，皂石与辉钼矿紧密 共生，遇水后迅速溶解呈乳浊状悬浮物，由于皂石 有良好吸附性，会大量的消耗浮选药剂，导致选矿 难度增大。 其它有害矿物本矿中的碳酸盐矿物主要是白 云石，其次是方解石，少量的铁白云石，其中碳酸 盐矿物的含量在2 4 ．9 ％，而萤石的含量在6 ．8 ％， 碳酸盐和萤石等含钙矿物，由于这些含钙矿物与白 钨矿的可浮性相似，造成分选困难。 由于蛇纹石和蒙脱石的硬度较低，在该矿的含 量较大，二者的含量在1 6 ．2 ％左右，这就加大了矿 泥含量的增加，导致选矿的难度加大。 6 结论 1 由于有用矿物辉钼矿和白钨矿的粒度较细， 选矿需细磨，该矿中存在一定量的钼华和半氧化状 态的辉钼矿，导致这部分氧化钼的回收困难；由于 磁铁矿与白钨矿紧密共生，导致在磁性产品中钨的 含量较高，一部分的钨损失在磁性产品中。 2 该矿中的白钨矿钼钙矿系列矿物通过常 规选矿方法不能实现钨、钼元素的分离，只能通过 冶金处理。 3 通过对该矿的研究发现，在工艺矿物学研 究过程中，不仅要关注主要回收元素的赋存状态， 更要研究其有害矿物对选矿的影响。在该矿中由于 石膏的存在，导致矿浆的p H 调整困难；由于皂石 的存在，导致矿浆团聚现象严重，严重干扰了选 矿；由于存在大量的碳酸盐和萤石等含钙矿物，导 致这些含钙矿物与白钨矿分离困难；由于存在大量 的蛇纹石和蒙脱石等硬度较低矿物，使得矿泥含量 增加。可见矿石中有害的脉石矿物的研究在工艺矿 物学研究过程中至关重要。 参考文献 [ 1 ] 肖中军．夜长坪钼钨矿床成矿控制条件及找矿远景分析 [ J ] ．有色金属 矿山部分 ，2 0 0 7 ，5 9 6 2 1 2 3 ． [ 2 ] 刘琰，邓军，邢延炎，等．白钨矿的振动光谱与颜色 成因初探[ J ] ．光谱学与光谱分析，2 0 0 8 ，2 8 1 1 2 1 1 2 3 ． [ 3 ] 王守敬，卞孝东，马驰．上房沟高滑石型钼铁矿石工艺 矿物学研究[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 8 9 4 - 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