豫西地區竹園溝鉬礦床礦石組構特征及加工技術性能論評

師書冉，汪慧軍，郭 銳，高璟坤，董曉榮，李大卓，付治國

(河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，河南許昌 461000)

0 引言

河南省豫西地區汝陽竹園溝鉬礦床是近年來發現的為數不多的產于中生代燕山期巨型花崗巖基內接觸帶的斑巖型鉬礦床。該礦床與東溝鉬礦的最大區別是東溝鉬礦賦礦巖石95%以上為中元古界長城系熊耳群火山巖及火山碎屑巖，而竹園溝鉬礦賦礦巖石則全部為花崗巖。筆者在總結歸納竹園溝鉬礦礦石組構特征的基礎上，對礦床礦石加工技術性能也進行了評述。

1 礦石質量

1.1 礦石結構構造

礦石的結構主要為半自形片狀結構，次為半自形—它形粒狀結構。礦石構造主要有細脈狀構造、網脈狀構造、細脈浸染狀構造、薄膜狀構造。

半自形—它形粒狀結構:石英和長石呈它形晶結構。

細脈狀構造:一是葉片狀、鱗片狀輝鉬礦集合體沿裂隙充填;二是葉片狀、鱗片狀、彎曲葉片狀輝鉬礦分布于石英細脈、鉀長石—石英脈等脈體中構成細脈狀構造，或在其兩壁形成細脈狀構造。

網脈狀構造:不同時期的輝鉬礦細脈、輝鉬礦—石英脈、輝鉬礦—鉀長石—石英脈等相互交錯分布，構成網脈狀構造。

細脈浸染狀構造:輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物在石英脈、鉀長石—石英脈中呈細脈浸染狀分布，構成細脈浸染狀構造。

薄膜狀構造:由于后期構造活動，葉片狀、鱗片狀的輝鉬礦礦物沿裂隙揉碎呈粉沫狀分布在裂隙面上，形成薄膜狀構造。

1.2 礦石礦物成分

礦石中金屬礦物組合比較簡單，主要為輝鉬礦，少量磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要為鉀長石、斜長石、石英等組成，絹云母、黑云母、電氣石少量等。

細?；◢弾r型輝鉬礦礦石:礦石礦物主要有輝鉬礦組成，磁鐵礦少量。脈石礦物主要由鉀長石48%、斜長石22%、石英26%等組成，黑云母2%、電氣石0.1%等少量，長石，呈半自形板狀。石英它形粒狀，d=0.06 ～2.76 mm，充填在長石晶體間;黑云母，片狀、鱗片狀，零散分布。次生蝕變礦物有綠泥石、絹云母、黑云母等。

主要礦石礦物特征如下:

輝鉬礦:亮灰色。鱗片狀、半自形片狀、葉片狀、片理大小 0.01 mm ×0.07 mm ～0.07 mm × 0.21 mm，沿裂隙呈微紋狀充填，呈單獨細脈和呈星散浸染狀、稠密浸染狀分布于石英脈、鉀長石—石英脈中。含量一般0.5% ～1%，粒度0.02 ～0.5 mm。

磁鐵礦:褐黑色。自形-半自形粒狀，粒度0.05～0.31 mm，星散狀分布。

黃鐵礦:呈星散狀分布于鉬礦—鉀長石—石英等脈體中。為半自形、它形粒狀，粒度 0.02～0.3 mm。

1.3 礦石的化學成分

礦石化學成分(表1)與賦礦巖石的化學成分基本一致。

表1 主要礦石化學成分含量表 %

河南省巖礦測試中心對礦石中輝鉬礦進行了單礦物分析(表2)，其中Mo、S含量與理論值基本一致，說明有用礦物輝鉬礦純度高。

表2 輝鉬礦分析結果

礦石中主要有益組分 Mo品位在0.03% ～0.34%，最高達 2.63%，單工程品位 0.06% ～0.14%。

1.4 礦物組合及礦物生成順序

根據礦石中脈體的先后次序及含礦性，結合礦物的共生組合關系及結構、構造特征，將礦化劃分為4個熱液作用階段，各階段的代表礦物組合及特征分述如下:

(2)第二階段——輝鉬礦—石英脈階段:該階段的脈體主要有黃鐵礦—輝鉬礦—石英脈、輝鉬礦—石英脈、輝鉬礦細脈。輝鉬礦一是呈葉片狀、彎曲葉片狀或鱗片狀集合體沿微小裂隙充填，脈寬多1～2 mm;二是星散浸染狀分布于石英脈中，脈寬2～5 mm。該階段是主要成礦階段之一。

(3)第三階段——輝鉬礦—鉀長石—石英脈階段［1］:該階段的脈體主要有輝鉬礦—鉀長石—石英脈和輝鉬礦—黃鐵礦—鉀長石—石英脈。輝鉬礦主要呈葉片狀、彎曲葉片狀或鱗片狀集合體沿脈的兩壁分布，次為星散浸染狀分布。自形、半自形、它形粒狀的黃鐵礦主要呈星散狀分布，偶見它形粒狀的黃銅礦與黃鐵礦連晶分布于脈體內。該階段是成礦的主要階段，以脈體寬、輝鉬礦片度大為特征。

(4)第四階段——螢石—鉀長石—石英脈階段:該階段的脈體主要有螢石—黃鐵礦—鉀長石—石英脈、螢石—石英脈、螢石—石英—白云母細脈、石英脈、鉀長石脈。該階段以螢石化為特征，無鉬礦化或弱鉬礦化。

1.5 礦石中伴生有益組分

礦石中主要有益組分為 Mo，品位一般0.03%～0.15%，最高2.63%，品位變化較均勻。單工程鉬品位0.06% ～0.14%。本次工作礦區采取了63個組合分析樣，化驗項目為 WO3、S、Cu、Pb、Zn、Bi、MFe等。經分析:WO3為 0.00% ～0.011%、S為0.043% ～0.277%、mFe為 0.50% ～1.20%、Cu 為(4～174)×10-6、Pb為(12～464)×10-6、Zn為一般(26 ～441)×10-6，有兩個樣為 0.13%、0.22%、Bi為(0.97 ～68.82)×10-6。其伴生有益組分均達不到一般工業指標的要求，為單一鉬型礦床。

1.6 礦石類型

該區主要為硫化礦，礦石自然類型主要為細?；◢弾r型輝鉬礦礦石。細?；◢弾r型輝鉬礦礦石:結構以自形葉片狀為主，次為半自形—它形粒狀結構。構造主要有細脈狀構造、星散浸染狀構造。輝鉬礦一是呈鱗片狀集合體沿微細裂隙充填構成細脈狀，脈寬多小于1 mm;二是葉片狀、彎曲葉片狀輝鉬礦呈星散浸染狀分布在黃鐵礦—磁鐵礦—石英脈、磁鐵礦—黃鐵礦—黃銅礦—鉀長石—石英脈中;三是極少量葉片狀輝鉬礦分布在黃鐵礦—螢石—鉀長石—石英脈中。

2 礦石加工技術性能

基于汝陽縣竹園溝鉬礦的礦石可選性及礦石工業利用性能，汝陽縣鑫昶鉬業有限公司選礦廠于2008年對該鉬礦床進行了選礦試驗，取得了較為可靠的資料。

選礦大樣，樣品采于 ZPD1、ZPD2、ZPD3、ZPD4、ZPD5坑道11個掌子面上(基本涵蓋了礦區的各種礦石類型)，采樣點較集中分布于(332)資源量區內(經與工程分布圖對比，為主要的探礦坑道所屬范圍)，樣重1 000 kg，原礦樣 Mo品位為0.086%，以細粒花崗巖型輝鉬礦礦石為主，具有代表性。

2.1 礦石性質

礦石屬于輝鉬礦化、磁鐵礦化細?；◢弾r［2］。主要蝕變礦物呈鱗片狀集合體與金屬礦物一起不均勻分布在石英、鉀長石、斜長石中。輝鉬礦呈葉片狀、彎曲葉片狀分布于巖石裂隙中。并含微量的方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦等。

4）經驗總結。無核白雞心花前處理，因不同時間、不同地區、不同氣候，處理的濃度有很大不同。應該結合土壤持水量、空氣濕度、新梢長勢及花序分離時間綜合考慮。

2.2 礦石可選性

根據礦石的性質及工藝礦物特性，該礦石屬中等難選礦石，特別是原礦中含有大量的絹云母、赤鐵礦、磁鐵礦，在選別過程中極易富集、浮起，嚴重影響精礦質量，給選礦過程帶來了很大困難。

2.3 選礦試驗的工藝、方法、結果

2.3.1 第一階段選礦試驗的工藝、方法、結果

2.3.1.1 選礦試驗的工藝流程

在選礦試驗的第一階段采用了一段磨礦、Ⅰ粗、Ⅲ掃、Ⅷ精的選礦試驗流程，其原則流程見圖1。

2.3.1.2 藥劑制度

各種藥劑用量見表3。

圖1 第一階段選礦試驗原則流程圖

表3 第一階段藥劑用量一覽表

2.3.1.3 試驗結果

其鉬精礦品位為35% ～40%，回收率為78% ～80%，詳見表4。

表4 第一階段試驗結果一覽表

2.3.1.4 結果分析

從以上試驗結果可以看出，雖然絕大多數技術指標較為理想，但主要技術指標未能達到有關國家行業標準。主要表現在精礦品位不高，回收率較低，所以必須對第一階段的工藝流程、藥劑制度等作進一步的改進。影響選礦的主要因素有:①原礦中易浮礦物進入精礦泡沫之中，因磨礦細度不夠使輝鉬礦未能達到完全解離而導致其他雜質混入。②工藝結構、藥劑制度、操作水平、加藥地點等綜合因素引起回收率較低。

圖2 第二階段選礦試驗原則流程圖

2.3.2 第二階段選礦試驗的工藝、方法、結果

為了對該鉬礦的可浮性作進一步的研究，全面掌握礦石的性質，對工藝結構、藥劑制度、操作水平做出整體調整后，選礦試驗轉入第二階段。

(1)選礦試驗的工藝流程

第二階段選礦試驗原則流程見圖2。

(2)藥劑制度

第二階段藥劑制度見表5。

表5 第二階段藥劑用量一覽表

(3)第二階段試驗結果

其鉬精礦品位為45% ～47%，回收率為81%，詳見表6。

表6 第二階段試驗結果一覽表

(4)第一階段和第二階段試驗結果比較

第二階段選礦試驗技術指標與第一階段相比，整體上得到了提高，鉬精礦品位達到了國家標準，回收率也在較為理想的范圍之內。這些結果的取得大體歸納為兩方面的原因:

①采用了新工藝:第一階段選礦試驗采用的是一段閉路磨礦，磨礦細度為-200目、50% ～67%之間，根據礦物學鑒定，原礦中鉬粒度較細，一段磨礦結果達不到鉬理想的單體解離度，磨礦產品中鉬連生體較多，致使在選別過程中大量雜質隨同鉬一起浮起混入精礦中，導致鉬精礦品位低。另外是大量易浮礦物由于沒有較理想的抑制劑，導致抑制效果不佳。第二階段采取粗精礦再磨工藝，并配制了SR-抑制劑共同作用，達到了較理想的效果。第二階段磨礦產品中-200目含量基本達到70%以上，提高了鉬的單體解離度。另外對原礦中大量的易浮礦物，如:磁鐵礦、赤鐵礦、絹云母、黃鐵礦等，采用SR-綜合抑制劑結果良好。

②采用新設備、更新藥劑制度:第一階段選礦試驗的浮選設備是SF吸氣式浮選機，由于吸氣量不足而造成泡沫層不穩定;第二階段改為充氣式浮選機，提高充氣量，穩定泡沫層，提高浮選效率，亦提高回收率;第二階段的選礦試驗在第一階段的基礎上對藥劑進行了更新，采用了新的更強的SR-綜合抑制劑，對大量易浮礦物進行抑制，從而提高精礦品位。

3 結語

(1)磨礦工藝必須采用兩段磨礦工藝，使磨礦產品達到-200目，含量達到70%以上。試驗結果證實礦石為易選類型。

(2)在選礦過程中，必須對原來傳統的抑制劑進行改革，根據礦石特性配制相應的抑制劑，以達到理想的效果。

(3)完善浮選流程，提高操作水平。

從以上兩個階段的工業試驗來看，對汝陽縣竹園溝鉬礦床礦石的可選性試驗成效顯著，工藝流程性能可靠，藥劑制度理想［3］，符合選礦要求，最終產品達到了國家標準，為礦山大規模機械化開采、利用提供了可靠依據。同時為選礦規模的進一步擴大實驗奠定了堅實的基礎。

［1］馬紅義，吳邦友，黃超勇.河南省汝陽縣竹園溝鉬礦勘探報告［R］.許昌:河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，2009.

［2］呂偉慶，付治國，李濟營.河南省汝陽縣東溝礦區鉬礦勘探報告［R］.許昌:河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，2006.

［3］付治國，班宜紅，郭銳.東天山東戈壁超大型鉬礦床物質組成及選礦新工藝［J］.中國礦業，2011，(25):180-183.