广西某锰银矿工艺矿物学及锰的赋存状态.pdf

收稿日期 2005 - 04 -26 基金项目 国家自然科学基金资助项目 50074015; 50274024 ; 辽宁省自然科学基金资助项目 20052030 作者简介 杨洪英 1960- , 女, 河北张家口人, 东北大学教授, 博士生导师; 巩恩普 1958- , 男, 辽宁沈阳人, 东北大学教授, 博士生 导师 第27卷第2期 2006 年 2 月 东北大学 学报自然科学版 Journal of Northeastern University Natural Science Vol27, No. 2 Feb.2 00 6 文章编号 1005 -3026 200602 -0199 -04 广西某锰银矿工艺矿物学及锰的赋存状态 杨洪英1, 巩恩普2, 范有静3 1. 东北大学 材料与冶金学院, 辽宁 沈阳 110004; 2. 东北大学 资源与土木工程学院, 辽宁 沈阳 110004; 3. 东北大学 理学院, 辽宁 沈阳 110004 摘 要 对广西某锰银矿进行了工艺矿物学的研究, 查明了锰银原矿石矿矿物成分金属矿 物主要为硬锰矿、 软锰矿、 黄铁矿、 赤铁矿和少量毒砂、 黄铜矿、 闪锌矿矿石的主要结构是隐晶质 结构、 胶状结构、 显微鳞片结构及砂质结构主要的构造是脉状构造、 胶状构造、 浸染状构造精矿 中银品位是 3923 gt- 1, 锰的赋存状态是独立的锰矿物, 锰矿物是硬锰矿和软锰矿精矿中硬锰矿 在0152 0088mm 粒级范围内占 17 , 0088 0074 mm 粒级范围内占 38 ; 0074 mm 粒 级范围占 40 ; 软锰矿在 0152 0088mm 粒级范围内占 18 , 0088 0074 mm 粒级范围内占 35 ; 0074mm 粒级范围占 37 关 键 词 锰银矿; 锰的赋存状态; 工艺矿物学; 广西 中图分类号 T F831 文献标识码 A 锰银矿是世界上一种重要的矿石资源[ 1 7] 近年来, 我国的广西、 河北、 江西、 内蒙古、 山西、 湖 南、 云南、 安徽、 湖北、 广东、 福建、 北京等地相继发 现了大量的锰银矿[ 8 11]这是一种重要的矿石类 型, 已探明银储量达数千吨由于矿石的工艺矿物 性质比较复杂, 锰、 银的赋存形式比较复杂, 目前 还没有比较成熟的选冶工艺, 矿石尚未得到有效 的开发和利用, 因而这类矿石近年来已经成为研 究热点[12 14]研究矿石的工艺矿物学性质、 赋存 状态可为锰银矿的开发利用提供重要的理论依据 1 锰银原矿石的工艺矿物学研究 1. 1 锰银矿金属矿物 矿石的粒度细小, 采用显微镜观察、 XRD分 析,同时结合矿石化学分析、 矿物集合体特征观察 等方法加以鉴定研究发现广西锰银矿的矿物成 分复杂矿石中金属矿物主要为硬锰矿, 黄铁矿、 毒砂、 少量褐铁矿、 软锰矿、 赤铁矿和锰铅矿, 微量 的黄钾铁钒、 自然银、 辉银矿、 硫铜银矿等; 脉石矿 物主要为石英、 绢云母、 方解石、 长石、 黏土矿物少 量黑云母、 电气石、 锆石、 金红石等, 见表1 和表 2 硬锰矿 以集合体的形式产出, 多以不规则 状的胶体诸如 葡萄状、 肾状、 瘤状、 土状产出, 也 有致密状可见充填在矿石裂隙间、 孔洞内或呈网 脉状胶结石英; 有的呈细脉状穿插或呈短条状充 填于矿石裂隙或角砾间在原矿中少部分硬锰矿 呈零星状分布与矿石中或砂岩中, 粒度一般在 520 0015 mm 间, 硬锰矿普遍含银较高 表 1 广西某锰银矿的主要金属矿物成分质量分数 Table 1 Main metallic mineral componentsof manganese -silver deposit in Guangxi 硬锰矿软锰矿赤铁矿褐铁矿黄铁矿闪锌矿黄铜矿毒砂其他 23. 3110. 342. 087. 2724. 245. 177. 197. 8310. 57 表 2 广西某锰银矿的主要脉石矿物成分质量分数 Table 2 Components of main gangue mineral of the deposit in Guangxi 石英绢云母黏土矿物长石方解石或白云石其他 31. 3818. 4922. 748. 7110. 568. 12 软锰矿 四方晶系, 多呈不规则状、 粉粒状或 皮壳状, 粒径 031 001 mm, 也有以集合体形 式分布于石英等脉石矿物的粒间, 常见与硬锰矿 交织共生有时也以单独的集合体嵌布在石英和 云母颗粒间隙 赤铁矿 多呈结核状分布在矿石的裂隙中, 常 与褐铁矿成环带状充填在角砾间隙, 或呈细脉状、 网脉状穿插胶结于石英集合体的颗粒间, 脉宽 001 004 mm, 结核状为 001 050 mm 褐铁矿 呈皮壳状、 团粒状、 土状等集合体, 粒 度一般为 21 003 mm , 单体呈隐晶质或微细 针状, 部分分布于隐钾锰矿、 软锰矿的同心层间或 各种拟态的表面, 部分呈微细脉状充填于矿石的 裂隙间另有部分呈黄铁矿、 毒砂的假象或不规则 粒状不均匀地散布于脉石矿物间, 常对接触矿物 造成渲染 黄铁矿 黄色, 粒状晶体中裂纹发育, 常以碎 粒状或细粒聚集在一起常被石英等交代、 溶蚀, 粒度一般 0003 002 mm常见部分黄铁矿与硬 锰矿、 软锰矿交生 闪锌矿 粒状, 晶体细小, 常与方铅矿共生, 粒 度一般 0003 01 mm常见闪锌矿与黄铜矿形 成固溶体分离结构 黄铜矿 有的黄铜矿是独立矿物, 有时呈星点 状分布于闪锌矿晶体之中, 与闪锌矿成为固溶体 分离结构 毒砂 粒度细小,以柱状的晶体产出, 含量不多 1. 2 锰银矿脉石矿物 石英 为矿石中最主要的脉石矿物, 基本保持 了原生矿石的产出特征, 常见有铁染现象和石英 颗粒被氧化锰矿物包裹的现象 绢云母 一般呈细小的鳞片状, 与高岭石、 石 英等混杂嵌布, 部分发生重结晶而变为白云母集 合体 黏土矿物 呈微粒状、 鳞片状、 土状, 与石英、 绢云母混杂在细砂岩中; 受淋滤作用强烈者, 则呈 土状、 粉末状充填于矿石的孔洞或孔隙之中 长石 主要是微斜长石, 还有一些正长石长 石为粒状, 具有格子双晶或卡式双晶与石英共 生, 含量较多 方解石 粒状或脉状, 充填于各种矿物之间, 含量较多 1. 3 矿石结构 矿石具有多种结构, 主要有隐晶质和胶状结 构、 微细粒状- 针状结构、 固溶体分离结构、 它形 微粒结构、 针状结构等, 以隐晶质、 微细粒结构和 砂状结构为主 隐晶质结构 主要由隐晶质的硬锰矿、 软锰 矿、 褐铁矿组成 微细粒结构 为硬锰矿、 软锰矿、 褐铁矿及石 英等呈微细粒状态 针状结构 主要是指硬锰矿、 软锰矿、 褐铁矿 呈针状的结晶状态 固溶体分离结构 常见黄铜矿如乳浊状分布 于闪锌矿晶体中, 形成固溶体分离结构 显微鳞片结构 主要由矿化围岩中显微鳞片 状的绢云母组成 砂状结构 主要由碎屑状的石英、 微斜长石等 粒状矿物组成 1. 4 矿石构造 矿石具有复杂多样, 网脉状、 胶状、 浸染状、 角 砾状、 土状构造等多种构造 脉状构造 由硬锰矿、 软锰矿、 褐铁矿呈网脉 状, 构成脉状构造 胶状构造 由隐晶质、 微细粒状硬锰矿、 软锰 矿、 褐铁矿组成的集合体常呈葡萄状、 同心层状、 皮壳状等构造 角砾状构造 由各种矿物及集合体构成角砾, 构成角砾状构造 浸染状构造 由硬锰矿、 软锰矿、 褐铁矿星散 分布于矿石中, 构成浸染状构造 土状构造 绢云母和黏土矿物呈松散土状或 泥状分布于矿石中 2 锰银精矿的工艺矿物学研究 2. 1 锰银精矿化学成分 分析使用的样品是广西某锰银矿, 其化学成 分见表 3该样品是含砷的难处理锰银矿石样品 表 3 广西某锰银矿的主要化学成分质量分数 Table 3 Basic chemical composition of the deposit Au*Ag*MnCuSPbZnAsFeC 1. 683 92318. 685. 5425. 063. 03.2. 154. 0624. 231. 86 注 * 单位 gt- 1 2. 2 精矿的粒级分布 锰银精矿样品的粒度分析见表 4从表 4 可 以看出以细粒为主, 0152 0088 mm 粒级的颗 粒占 1021, 0088 0074 mm 粒级的颗粒占 200东北大学学报 自然科学版 第 27 卷 1145; 0074 mm 粒 级 的 颗 粒 最 多, 占6095 表 4 广西某锰银矿精矿的粒度分布 Table 4 Grain size distribution of manganese -silver concentrations 粒度/mm 0. 074 所占百分数/3. 295. 178. 9310. 2111. 4560. 95 2. 3 锰的赋存状态 锰的赋存状态是独立的锰矿物, 主要有硬锰 矿 Mn, MnO, MnO2, nH2O 和软锰矿 MnO2 它们是锰的氧化物和含水的氢氧化物, 代表是在 氧化的沉积环境条件下结晶形成的, 多数属于胶 体矿物主要构成了矿石的 Ag -C- l Mn 和 Ag -S - Mn 系列的矿物共生组合 2. 4 锰矿物的粒级分布 将精矿加工成团矿, 采用显微镜和体视镜分 析方法, 对精矿中锰矿物的粒度分布进行了分析 研究, 硬锰矿在精矿中粒级的分布见表 5硬锰矿 在 0152 0088 mm 粒级范围内占 17 , 0088 0074 mm 粒级范围内占 38 ; 0074 mm 粒 级范围占 40软锰矿在精矿中粒级的分布见表 6软锰矿在 0152 0088 mm 粒级范围内占 18 ,0088 0074 mm 粒级范围内占 35; 0074mm 粒级范围占 37 表 5 锰银矿精矿中硬锰矿的粒度分布 Table 5 Grain size distribution of psilomelane of manganese -silver concentrations 粒度/mm 0. 074 所占百分数/0. 41. 33. 317. 0138. 040. 0 表 6 锰银矿精矿中软锰矿的粒度分布 Table 6 Grain size distribution of pyrolusite of manganese -silver concentrations 粒度/mm 0. 074 所占百分数/1. 12. 96. 018. 035. 038. 0 3 结 论 1 锰银原矿石中矿物成分复杂, 其中金属 矿物主要为硬锰矿、黄铁矿、 少量褐铁矿、 软锰 矿、 赤铁矿和毒砂、 黄铜矿、 闪锌矿、 方铅矿微量 的黄钾铁钒、 自然银、 辉银矿、 硫铜银矿等脉石 矿物主要为石英、 绢云母、 方解石、 长石、 黏土矿物 等 2 主要矿石结构是隐晶质结构、 微细粒状、 显微鳞片结构及砂质结构主要的构造是脉状构 造、 浸染状构造、 胶状构造、 角砾状构造 3 精矿中含 Au 达到 168 gt- 1, Ag 达到 3923 gt- 1 4 精矿中锰的赋存状态是独立的锰矿物 主要有 硬锰矿、 软锰矿硬锰矿在 0152 0088 mm 粒级范围内占 17, 0088 0074 mm 粒级 范围内占 38 ; 0074mm 粒级范围占 40 ; 软 锰矿在 0152 0088 mm 粒级范围内占 18, 0088 0074 mm 粒级范围内占 35; 0074 mm 粒级范围占 37 参考文献 [ 1 ]Pesic B, Wey J E.Simultaneous recovery of silver and manganese from Ag - Mn ores by acidified thiourea [ A ] . 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Correspondent YANG Hong -ying, professor, E -mail hyyang mail. neu. edu. cn Abstract The technological mineralogy of a manganese -silver deposit in Guangxi is studied.Identifyingits mineral composition, the metallic minerals are revealed consisting of psilomelane, pyrolusite, pyrite and hematite with a few of arsenopyrite, chalcopyrite and sphalerite. The textures of the manganese -silver ore include aphanitic, collo, micro -squama and arenaceous textures, and its structures are mainly the vein, collo and disserminated structures. The silver grade of manganese -silver concentration is 3 923gt- 1. The occurrence state of manganese in the deposit is the sel- f contained manganese mineral including psilomelane and pyrolusite. In the concentration the grain size distribution of psilomelane is 17 in the range 0152 0088 mm, 38 in 0088 0074 mm and 40 0074 mm, while that of pyrolusite is 18 in 0. 152 0. 088mm, 35 in 0088 0074 mm and 37 0074 mm. Key words manganese -silver deposit; manganese occurrence state; technological mineralogy; Guangxi Received April 26, 2005 202东北大学学报 自然科学版 第 27 卷