廣東省廣寧縣某鈮鉭礦共（伴）生礦產賦存狀態淺析

王垚波

（廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526020）

鈮鉭礦由于其具有高熔點、耐腐蝕、超導性、單極導電性和高溫下強度高等特殊的物理性質，一直受到高科技產業的青睞，因此我國也對此類礦產進行了大力的勘查，當前我國此類礦產儲量位居世界前列[1]。鈮鉭礦常與其它金屬共（伴）生，如鈹、銣、鋰等，其中鈹由于其具有密度低、拉伸強度大、熔點高、尺寸穩定性好等優異的物理性質，是航天、航空、電子和核工業等高科技領域的重要材料，銣由于其活躍的化學性質也被廣泛應用于能源、電子、特種玻璃和醫學領域，因此對鈮鉭礦中共（伴）生礦產的綜合研究對提高礦山經濟價值具有重要意義。

本鈮鉭礦是位于廣東省廣寧縣內的一個中型稀有金屬礦，屬于花崗偉晶巖型鉭鈮銣鈹礦，當前已經完成了礦區的詳查工作，礦區主礦種為鈮礦和鉭礦，在礦石質量組合分析過程中，發現礦石中還含有大量的共（伴）生礦產，如鈹和銣。為響應國家資源綜合評價綜合利用的要求，提高礦山的經濟價值，化“廢”為寶，充分、合理的利用和開發礦產資源，增強礦山保護，故對礦體中鈹和銣等礦產的賦存狀態進行了綜合研究，為礦石選冶實驗提供依據，為后期礦山建設提供依據。

1 礦區地質特征

礦區位于廣寧羅定構造帶北段畢隴復式背斜的中段，區內構造發育，南東角有廣寧巖體侵入，為本偉晶巖型鈮鉭礦的形成提供了物質來源[2]。

礦區主要出露的地層為一套震旦系淺變質巖，原巖為淺海相的碎屑巖，后期由于區域巖漿巖的侵入，地層巖石普遍發生熱接觸變質作用而發生角巖化。

礦區位于畢隴復式褶皺的中段，區內斷裂和褶皺發育，構造整體走向為北北東向，主要發育SN向和NW向的斷裂，位于礦區西部的F1呈SN向貫徹礦區，礦區的偉晶巖脈呈近似平行的脈狀充填于F1斷裂帶東側的斷裂中。

礦區東部為區域規模較大的中酸性廣寧巖體，此外還有小規模的中酸性脈巖侵入。

礦區遭受了多種變質作用疊加作用。早期地層主要以區域淺變質作用為主，在巖體侵入后，地層普遍發生熱接觸變質，發生角巖化，巖脈接觸帶附近局部發生熱液交代變質作用，斷裂帶附近發生動力變質作用。

2 礦體地質特征

礦區位于廣寧巖體西側的震旦系沉積變質巖區內，礦床距巖體較遠，距侵入接觸界線約1000m，礦區的礦體主要受礦區內發育的偉晶巖控制，偉晶巖脈整體呈NNE向，傾向NWW，產狀較緩，脈體呈群呈組的脈狀近平行分布[2，3]，切穿地層，見圖1。

圖1 礦區地質簡圖

礦區共圈定了25條含鈮鉭礦偉晶巖脈，其中14條為工業礦體。依據礦體走向、產狀變化規律以及礦體分布位置，主要有110號脈組、402號脈組、216號脈組及17號脈組，其中402號脈組品位相對較高但是脈體厚度薄，17號脈組為礦化體，有前景的主要為110號脈組和216號脈組。

110號脈組走向為北北東向，傾向為W～NW向。共有15條礦（化）體，其中工業礦體有110、1、2、4、6、8、12、10、405等9條，其中110號礦體規模最大，其他規模較大的有405、4、8號礦體[4]。

216號脈組走向為近南北向，傾向為NW向，有216、135、215等3條脈體，其中216、215為工業礦體，216號礦體特征見圖2，礦石照片見圖3。

圖2 216號礦體地質剖面圖

圖3 礦區216號礦體礦石照片

3 礦石特征

3.1 礦石化學組分

為了解該礦床礦體內礦石的化學成分組成，對-2mm原礦進行多元素化學分析，結果見表1。

表1 -2mm原礦多元素化學分析結果

原礦多元素分析結果表明，礦石中的鉭和鈮均達到礦床邊界品位（0.008%），但未達到工業品位（0.012%）；鈹達到鈹礦床規范推薦邊界品位（0.04%），但低于規范推薦工業品位（0.08%）；銣達到伴生綜合回收參考性工業要求品位（0.1%），可綜合回收，故可把銣和鈹定為共（伴）生礦床[5]。

3.2 礦石礦物組成與含量

根據對礦石進行巖礦鑒定可知，礦石主要礦物為石英、鈉長石、白云母和鉀長石，含高嶺土和三水鋁石等少量[6]。

礦石的詳細礦物組成以及其含量見表2。從表中可知，含鉭鈮的礦物主要為鉭鈮鐵礦至鈮鉭鐵礦的類質同象體；含鈹的礦物主要為綠柱石和硅鈹石；含銣的礦物主要為長石和云母[5]。此外還含有少量金屬硫化物和硅酸鹽礦物。

表2 原礦礦物組成及含量

4 共（伴）生礦產賦存狀態

4.1 鈹的賦存狀態

根據礦石的礦物組成和各礦物中BeO的含量，鈹在礦石中的平衡分配見表3。由表可知，主要含鈹的礦物主要為綠柱石和硅鈹石，其鈹的含量分別占礦石中鈹總含量的71.01%和20.29%，此外，長石、粘土礦物、云母和石英中也含有少量鈹，但其含量相對較少，均不大于5%。從礦石中分離綠柱石和硅鈹石，獲得的鈹精礦BeO最高品位可達13.46%。

表3 原礦中鈹的平衡分配表

綠柱石一般呈自形-半自形粒狀，晶體較大，但分布極不均勻，主要呈嵌布于石英、云母等礦物顆粒間隙，可見少量綠柱石具溶蝕特征，被次生的粘土礦物充填，次生礦物主要為三水鋁石。

硅鈹石，粒度較小，主要呈不規則粒狀嵌布于白云母和綠泥石等礦物中，少量與鈉長石連生。

4.2 銣的賦存狀態

根據礦石中的礦物組成和各礦物中Rb2O的含量，作出銣在礦中的平衡分配表4。由表可知，含銣的主要礦物為云母和長石，其銣含量分別占總含量的74.94%和20.24%，其它礦物（粘土礦物和石英）中銣含量較少，其含量均小于5%。從礦石中可獲得的銣精礦最高品位Rb2O可達0.70%。

表4 原礦中銣的平衡分配表

礦石中白云母含量較高，黑云母較少。云母主要呈片狀和葉片狀，少數呈鱗片狀集合體，可見與石英、長石連生或沿礦石空隙充填，呈疊片狀集合體，見圖4。

圖4 礦石中疊片狀白云母

礦石中的長石以鈉長石和鉀長石為主，其中鈉長石含量較多，鉀長石含量較少，礦石中銣主要賦存于鉀長石中，鈉長石基本不含銣。鉀長石多呈板狀，表面渾濁，雙晶不明顯，見少數卡氏雙晶，常與石英、云母呈復雜連生嵌布于礦石中[5]。

5 共伴生礦選礦實驗研究

廣東省資源綜合利用研究所按礦體儲量配礦制成選礦試驗礦樣，進行選礦試驗研究。依據該礦主要回收有用礦物的嵌布特征和分選特性，研究出“洗礦-磁選預富集鉭鈮-鉭鈮精選-磁選尾礦浮云母-尾礦收長石”的鉭鈮、銣、長石綜合回收工藝。

銣選礦回收工藝：原礦經磁選后，少部分鐵染的云母富集于磁選磁性產品中，而大部分無磁性的白云母則存在于磁選尾礦中，可采用浮選回收；部分云母進入磁選精礦后，經搖床重選，富集于搖床尾礦中，采用浮選對搖床尾礦中的銣進行回收；原礦樣經洗礦破碎后，在磨礦細度為-0.074mm占59%時，經“磁選粗選鉭鈮-重選-重選尾礦回收云母”和磁選尾礦浮選回收云母。經過以上選冶流程原礦產率為9.77%，可達到含Rb2O 0.70%的含銣云母精礦，綜合回收利用率較高[5]。

對鈹礦進行了酸法選礦（對云母浮選尾礦進行堿法浮選）及堿法選礦（對云母浮選尾礦進行堿法浮選）探索試驗，鈹均未得到有效的富集，礦石中的鈹礦難以回收利用。

6 共（伴）生礦產資源評價

礦區針對110、4、8、405、402、403以及216共7條礦體做了組合分析。根據鈹和銣的選礦實驗情況，推薦伴生銣的指標為：（Rb2O）0.04%，據此指標，7條礦體銣均達到綜合回收指標，經濟價值較高。

鈹礦由于難以回收利用，暫無利用價值，后期需繼續進行選冶實驗，探究其有效的選冶方法。

7 結論

（1）廣東省廣寧縣某鈮鉭礦，通過對伴生的銣和鈹含量及其賦存狀態分析發現，礦石中鈹達到礦床一般工業要求邊界品位（0.04%），但低于工業品位（0.08%），主要賦存于綠柱石和硅鈹石中，其鈹含量分別占原礦總含量的71.01%和20.29%；銣達到伴生工業要求品位（0.1%），主要賦存于云母和長石中，其銣含量分別占總含量的74.94%和20.24%。

（2）通過選礦試驗，礦石中銣綜合回收利用率較高，而鈹礦難以回收利用，礦石中伴生的銣礦經濟價值較高，在后期礦山建設和選冶中需進行綜合利用，但鈹礦暫無利用價值，還需進行選冶方法研究。