青海某含黃鐵礦石墨礦床工藝礦物學研究

應永朋，蘇世杰，熊 馨，孫曉華，趙玉卿

（1.青海省地質礦產測試應用中心，青海 西寧 810008；2.青海省環境地質調查局，青海 西寧 810000）

石墨是重要的戰略資源，截止2015年，全球探明天然石墨儲量約2.3億t，中國占全球儲量的24%[1]；中國石墨資源豐富，2017年探明石墨儲量5500萬t，主要分布在全國25個省、91個礦區[2]；天然石墨越來越成為支撐眾多領域高新科技發展的重要礦產資源，戰略地位凸顯[3]。針對不同的石墨礦石需采用不同的選礦工藝流程，而詳細的工藝礦物學研究能為選礦工藝流程的制定提供可靠的依據。本文從石墨的含量、工藝粒度特點，石墨賦礦巖石類型對石墨鱗片的影響等多個方面開展系統的工藝礦物學研究，為該地區的石墨資源開發提供理論依據[4]。

1 礦石基本性質

1.1 礦石化學成分

研究所采集礦石樣品含有石墨大理巖和石墨石英巖，依次編號為ND和NS。原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素化學分析結果

1.2 礦石礦物組成

綜合礦石化學成分、XRD物相和顯微鏡鏡下鑒定特征，ND樣和NS樣的礦物組成及含量見表2。

根據表2中礦物組成含量可以看出，ND中的主要脈石礦物為方解石，其次為石英，石墨平均含量為7.57%，NS中的主要脈石礦物為石英，其次為方解石，石墨平均含量為5.5%，兩個礦樣中的主要礦物種類差別不大，主要區別在于礦物含量不同。

表2 礦物組成及含量

1.3 礦石結構構造

ND礦石主要以大理巖為主，礦石構造為稀疏浸染狀，礦石結構有以下幾種：他形粒狀結構，礦石中的鈦鐵礦、黃鐵礦呈他形粒狀結構；揉皺結構，石墨受后期動力作用影響，發生塑性變形，彎曲成微型摺曲，呈揉皺結構。

NS礦石主要以石英巖為主，礦石構造為細脈狀構造、稀疏浸染狀構造；礦石結構有以下幾種：包含結構，礦石中可見石墨與黃鐵礦互相包裹、石墨被黃銅礦包裹；交代結構，礦石中的黃鐵礦后期被褐鐵礦交代；他形粒狀結構，礦石中的黃鐵礦呈他形粒狀結構；揉皺結構，石墨受后期動力作用影響，發生塑性變形，彎曲成微型摺曲，呈揉皺結構。

2 主要礦物顯微鏡下特征

2.1 石墨

ND礦石中石墨平均含量為7.57%。呈片狀、鱗片狀，沿巖石片理分布，具定向性。石墨鱗片粒度在0mm～1mm之間均有產出，石墨與脈石礦物的接觸關系較為簡單，石墨分布于方解石顆粒之間與脈石礦物呈直線接觸，部分粒度在0.074mm～1mm之間的石墨，部分石墨受后期區域動力作用影響，石墨鱗片彎折比較明顯，與脈石礦物呈港灣狀接觸。

NS石墨礦石中石墨平均含量為5.5%。呈片狀、鱗片狀，沿巖石片理分布，具定向性。石墨鱗片粒度在0mm～0.5mm之間均有產出，石墨與脈石礦物的接觸關系較為簡單，細小鱗片狀石墨與脈石礦物多呈直線接觸，部分粒度在0.074mm～0.5mm之間的石墨，受后期動力作用影響，彎折比較明顯，與脈石礦物呈港灣狀接觸。石墨與金屬礦物接觸關系較為復雜，部分石墨被黃鐵礦、黃銅礦包裹，少部分石墨發生破碎、拆離，破碎裂隙被后期金屬熱液充填，形成了黃鐵礦與石墨連生，這部分的石墨不易解離。

2.2 方解石

方解石是構成ND賦礦巖石的主體，方解石粒徑約0.1mm～1mm之間，呈自形—半自形菱面體晶形分布，部分方解石受后期動力作用發生破碎，部分沿解離發生滑移。由于兩種賦礦巖石在同一礦區內，在采集的石英巖礦石中有少量的大理巖混入，故石英巖選礦樣中的方解石大部分為大理巖帶入。

2.3 石英

石英是NS礦石中的主要脈石礦物之一。NS礦石中大部分石英顆粒粒徑大于1mm以上，呈他形不規則粒狀產出，彼此之間緊密鑲嵌分布；ND礦石中大部分石英顆粒粒徑大于1mm以上，呈他形不規則粒狀，不均勻分布于方解石顆粒之間。

表3 石墨的嵌布粒度

2.4 黃鐵礦

黃鐵礦主要以半自形—他形不規則粒狀形式在兩種礦石中產出，粒徑在0.02mm～0.24mm之間均有產出，呈稀疏浸染狀或細脈狀分布。兩種礦石中可見黃鐵礦包裹石墨，呈連生體分布。

3 石墨的嵌布粒度

通過偏光顯微鏡對ND、NS中的石墨鱗片長徑粒度進行了詳細的工藝粒度統計，統計結果見表3。

由表3可知，ND樣中的石墨粒度較粗，NS樣中的石墨粒度較細。樣品中+0.15mm和-0.0385mm粒級的累積分布率，ND樣分別為73.59%和2.64%；NS樣分別為37.09%和22.55%，綜合各粒級的累積分布率的變化可知，ND樣與NS樣的粒度差別較大。

4 結論

①查明了青海某含黃鐵礦石墨礦床兩種石墨礦石的巖石類型，礦石礦物的種類、含量及礦石的結構特征。②查明了兩個礦樣中的石墨賦存狀態，石墨均受區域變質作用影響，具定向性，沿巖石片理化分布。③查明了兩個礦樣中石墨的工藝礦物學粒度，綜合各粒級的累積分布率的變化可知，ND樣與NS樣的粒度差別較大。