洪秋陽(yáng)，梁冬云，李 波，徐曉萍

（廣州有色金屬研究院 稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510650）

某難選低品位鎢鉬共生礦石工藝礦物學(xué)研究

洪秋陽(yáng)，梁冬云，李 波，徐曉萍

（廣州有色金屬研究院 稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510650）

采用MLA技術(shù)對(duì)難選低品位鎢鉬礦石進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，測(cè)定了礦石礦物組成、嵌布粒度和解離度等工藝礦物學(xué)參數(shù)，為制定合理的選礦流程提供詳實(shí)可靠的依據(jù)。結(jié)果表明，礦石中的主要有價(jià)礦物為白鎢礦和輝鉬礦；脈石礦物以石榴石（鈣鐵榴石、鈣鋁榴石）、透閃石、普通輝石、透輝石等磁性脈石為主，還有部分非磁性脈石石英、長(zhǎng)石、螢石和方解石等。脈石礦物中富鈣脈石含量較高，將對(duì)白鎢礦選礦產(chǎn)生一定的影響?；诠に嚨V物學(xué)的研究結(jié)果，選礦試驗(yàn)設(shè)計(jì)了強(qiáng)磁預(yù)先丟尾-先浮鉬后浮鎢的工藝技術(shù)路線，取得了鉬精礦產(chǎn)率為0.125%，鉬品位48.85%，鉬回收率64.86%；鎢精礦產(chǎn)率為0.27%，WO3品位65.23%，鎢回收率74.22%的較好選礦技術(shù)指標(biāo)。

鎢鉬礦；難選低品位礦石；選礦工藝；MLA；工藝礦物學(xué)

中國(guó)是鎢資源大國(guó)，也是鎢的消費(fèi)大國(guó)，鎢的儲(chǔ)量、生產(chǎn)量、消費(fèi)量和貿(mào)易量都居世界第一位[1]。然而，鎢礦石品位低，礦物組合繁雜，共伴生元素多是中國(guó)大多數(shù)鎢礦床的重要特征[2-3]。鎢鉬共生礦是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)最重要的鎢礦石組合類型，從礦石成因上劃分，屬于斑巖型、斑巖與夕卡巖的過(guò)渡類型、夕卡巖型，礦床主要分布在湖南、江西、河南、廣西、廣東等地[4-5]。該類型礦石有價(jià)金屬以鎢為主，均含數(shù)量不等的鉬金屬，形成鎢、鉬兩者均達(dá)到工業(yè)品位的共生礦。采用國(guó)際先進(jìn)的MLA自動(dòng)礦物定量檢測(cè)技術(shù)，并結(jié)合傳統(tǒng)工藝礦物學(xué)方法，對(duì)中國(guó)西北地區(qū)某低品位難選鎢鉬共生礦石進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究[6-7]，定量測(cè)定了礦石礦物組成、白鎢礦和輝鉬礦的嵌布粒度和解離度以及有價(jià)元素鎢和鉬在礦石中的賦存狀態(tài)等工藝礦物學(xué)參數(shù)，為制定合理的選礦工藝流程提供依據(jù)和指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)樣品及研究方法

1.1 試樣樣品

試驗(yàn)樣品來(lái)自中國(guó)西北地區(qū)，屬于含磁黃鐵礦夕卡巖-斑巖型鎢鉬共生礦石。原礦多元素分析結(jié)果為：WO30.25%，Mo0.092%，Cu0.046%，Pb0.013%， Zn 0.064%，S 2.31%。具有礦石品位低，礦物組成復(fù)雜的特點(diǎn)。

1.2 MLA測(cè)試方法

MLA自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括掃描電鏡、能譜儀和MLA軟件。

測(cè)試流程：將樣品座放入樣品倉(cāng)—關(guān)閉樣品倉(cāng)，樣品室抽真空—選擇測(cè)量方法—設(shè)置測(cè)試參數(shù)（電鏡參數(shù)，顆?；瘏?shù)，能譜參數(shù)）—開(kāi)始測(cè)試。將樣品分4級(jí)制樣，每級(jí)樣品測(cè)300～400個(gè)視域，約40 000個(gè)顆粒，完成一個(gè)礦樣（4個(gè)樣品）的檢測(cè)共需10～15 h。測(cè)試過(guò)程完成后自動(dòng)關(guān)閉，停止檢測(cè)?？筛鶕?jù)需要增加或減少測(cè)定視域，或通過(guò)調(diào)整放大倍數(shù)決定測(cè)定的顆粒數(shù)量[8-10]。

2 結(jié)果與討論

2.1 礦物組成及各礦物含量

采用MLA檢測(cè)查明原礦的礦物種類及各礦物相對(duì)含量，原礦礦物定量檢測(cè)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明：（1）礦石中主要有用礦物是白鎢礦和輝鉬礦，只有微量黑鎢礦，并且基本上不含其他鉬礦物，選礦工藝只需考慮白鎢礦和輝鉬礦的回收；（2）磁性礦物主要為磁黃鐵礦和磁鐵礦，礦物量占7%左右，其中包括磁鐵礦和易磁易浮的單斜磁黃鐵礦，少量弱磁難浮的六方磁黃鐵礦。由于磁黃鐵礦的可浮性參差不齊，易在中礦中循環(huán)[11]，這些磁黃鐵礦將對(duì)輝鉬礦和白鎢礦的浮選產(chǎn)生干擾作用；（3）少量甚至微量黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、輝鉛鉍礦、輝銻礦等易浮金屬硫化礦物，需要在鉬精選過(guò)程加以抑制；（4）脈石礦物分為兩類：磁性脈石和非磁性脈石。磁性脈石主要為石榴子石（鈣鐵榴石、鈣鋁榴石）、透閃石、普通輝石、透輝石和少量黑云母、綠泥石、綠簾石，大約占總礦物量的65%，其中鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、透輝石為富鈣脈石，可浮性與白鎢礦的可浮性差異不大，將對(duì)白鎢礦選礦產(chǎn)生干擾；非磁性脈石主要為石英、長(zhǎng)石和螢石、方解石，后者為富鈣脈石，將進(jìn)入白鎢粗選精礦，干擾白鎢精選[12]。

表1 原礦礦物組成定量檢測(cè)結(jié)果 w/%Tab.1 Mineralogical composition of ore

2.2 礦物理化學(xué)性質(zhì)和嵌布狀態(tài)

2.2.1 白鎢礦的物理化學(xué)性質(zhì)

白鎢礦是該礦石的主要鎢礦物，呈四方雙錐狀或等軸粒狀，晶體無(wú)色透明，少數(shù)白鎢礦因鐵染而呈透明的淡黃色。油脂光澤，硬度中等（莫氏硬度4.5），密度5.8～6.2 g/cm3，性脆，具清楚的解理。在白鎢礦晶格中，Mo可呈類質(zhì)同象替代W。礦石中的白鎢礦類質(zhì)同象替代較普遍，由于W的原子序數(shù)為74，而Mo的原子序數(shù)為42，鎢比鉬的原子序數(shù)高得多，因此含鎢高鉬低的部位亮度明顯高于鎢低鉬高部位，在掃描電鏡背散射圖像中?？梢?jiàn)灰度不同的相分區(qū)（見(jiàn)圖1）。礦石中白鎢礦化學(xué)成分能譜檢測(cè)結(jié)果如表2所示，由測(cè)定結(jié)果可知，礦石中白鎢礦普遍含鉬，含鉬量不固定，MoO3含量最小0.60%，最大可達(dá)7.44%，而小部分白鎢礦極富鉬最高含MoO3可達(dá)41.66%。白鎢礦單礦物分析：WO376.01%，Mo2.93%。2.2.2 鎢鉬礦物的嵌布粒度和嵌布狀態(tài)

圖1 礦物樣品掃描電鏡-BSE圖Fig.1 SEM-BSE image for mineral samples白鎢礦中鉬類質(zhì)同象替代鎢而出現(xiàn)的相分區(qū)

表2 白鎢礦化學(xué)成分掃描電鏡能譜分析結(jié)果 %Tab.2 SEM-EDSanalysisresultsforthechemicalcomponentsofsheelite

白鎢礦的嵌布粒度較粗，粒度不均勻，粒度分布范圍較廣，主要粒度范圍為0.01～0.32 mm；輝鉬礦的粒度較細(xì)，但粗細(xì)比較均勻，主要粒度范圍為0.02～0.16 mm。礦石中白鎢礦多呈自形晶-半自形晶顆粒，結(jié)晶較完整，大多與石榴石和透輝石、透閃石連生（圖1、圖2）。與白鎢礦類似，輝鉬礦結(jié)晶較完整，呈半自形葉片嵌布在石榴石和透輝石、透閃石之間（圖3）。

圖2 礦物樣品反光顯微鏡照片F(xiàn)ig.2 Reflective micrograph for mineral samples多粒白鎢礦與石榴石、透閃石、透輝石連生

圖3 礦物樣品反光顯微鏡照片F(xiàn)ig.3 Reflective micrograph for mineral samples多粒輝鉬礦嵌布在透閃石和石榴石等脈石之間

2.3 鎢鉬礦物的解離度

為了給選礦工藝制定合理的磨礦方案提供礦物學(xué)依據(jù)，測(cè)定了在不同磨礦細(xì)度下白鎢礦和輝鉬礦的解離度，結(jié)果如表3所示。

由表3中結(jié)果可知，白鎢礦具有良好的解離性，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%時(shí)，白鎢礦總解離度達(dá)89.35%，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占88%時(shí)，白鎢礦總解離度為93.38%；輝鉬礦相對(duì)較難解離，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%時(shí)，輝鉬礦總解離度為81.80%，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占88%時(shí)，總解離度為86.63%。解離度測(cè)定結(jié)果表明，雖然白鎢礦和輝鉬礦與石榴石、透輝石、透閃石等脈石礦物緊密連生，但由于白鎢礦和輝鉬礦結(jié)晶完整，因此在磨礦過(guò)程具有良好的解離效果。

表3 不同磨礦細(xì)度下解離度測(cè)定結(jié)果Tab.3 Dissociationmeasurementresultsunderdifferentgrindingfinenesses

2.4 鎢、鉬在礦石中的賦存狀態(tài)

根據(jù)MLA對(duì)原礦礦物定量測(cè)定結(jié)果和各類礦物的鎢和鉬化學(xué)分析，得出有價(jià)金屬鎢、鉬在各主要礦物中的分配，如表4所示。從表中可見(jiàn)，以白鎢礦和黑鎢礦礦物形式存在的鎢分別占原礦總鎢的86.56%和2.11%；分散于磁黃鐵礦/磁鐵礦中的鎢占原礦總鎢的0.71%；在-0.045 mm細(xì)度仍包含于磁性脈石礦物中的鎢占原礦總鎢的7.21%，非磁性脈石（石英、長(zhǎng)石、螢石等）中鎢占原礦總鎢的0.87%。鎢的最高回收率為88%左右，若只選白鎢礦，鎢的理論回收率為86%。礦石中輝鉬礦中的鉬占原礦總鉬的83.31%，以類質(zhì)同象進(jìn)入白鎢礦晶格而賦存于含鉬白鎢礦中，白鎢礦中的鉬占原礦總鉬8.63%；分散于磁黃鐵礦/磁鐵礦中的鉬占原礦總鉬2.88%；在-0.045 mm細(xì)度下，仍包含于磁性脈石礦物中的鉬占原礦總鉬的3.86%，仍包含于非磁性脈石中的鉬占原礦總鉬的0.55%。鉬的理論回收率為83%左右。

表4 鎢、鉬在各主要礦物中的分配 %Tab.4 Distribution of tungsten and molybdenum in the major ores

2.5 礦物磁性分析

為了查明礦石中主要鐵礦物和脈石礦物的磁性分布，采用原礦-0.1 mm+0.074 mm粒級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行礦物磁性分析，結(jié)果如表5所示。在磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為100mT條件下，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為5.81%，主要由磁鐵礦和磁黃鐵礦組成；在磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為300 mT條件下，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為5.42%，主要是磁黃鐵礦、綠泥石和少量石榴石、透輝石；磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為500 mT條件下，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為37.92%，主要由透輝石、透閃石、石榴石和綠泥石組成；在磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為800 mT條件下，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為24.14%，主要是石榴石以及少量透輝石和透閃石；在磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為1 000 mT條件下，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為4.75%，主要由石榴石和少量透閃石組成；非磁性產(chǎn)品產(chǎn)率為21.96%，主要為石英、長(zhǎng)石、螢石、方解石等礦物。

表5 原礦礦物磁性分析結(jié)果Tab.5 Magnetism analysis results for the ore minerals

2.6 結(jié)果分析與選礦工藝流程設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)該鎢鉬礦石礦物組成分析，磁性脈石占總礦物量的65%，加上以單斜磁黃鐵礦為主的磁黃鐵礦和磁鐵礦，礦石中磁性礦物的總量達(dá)到72%左右；非磁性脈石主要是石英、長(zhǎng)石、螢石、方解石，大約占總礦物量的22%。雖然鎢鉬礦物與石榴石和透輝石、透閃石連生，但白鎢礦和輝鉬礦結(jié)晶完整，在適當(dāng)細(xì)磨后具有良好的解離性，解離度分別可達(dá)到93%和87%。根據(jù)鎢、鉬在礦石中的分配：分散于磁性礦物（磁黃鐵礦、磁鐵礦和磁性脈石）中的鎢和鉬分別占總量的7.92%和6.74%，預(yù)先丟掉后鎢鉬的損失不大。因此，選礦工藝設(shè)計(jì)磁-浮聯(lián)合的工藝流程進(jìn)行選礦小型試驗(yàn)研究，先采用弱磁選回收或預(yù)先脫除磁鐵礦、磁黃鐵礦，強(qiáng)磁選預(yù)先分離石榴子石、透輝石、透閃石等中磁性礦物[13]。浮選工藝則按照先鉬后鎢的原則進(jìn)行。由于礦石中還含有少量至微量的黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、輝鉛鉍礦、輝銻礦等非磁性、可浮性較好的硫化礦物，這部分礦物的存在對(duì)白鎢精礦質(zhì)量影響較大，在白鎢浮選前還需進(jìn)行浮選脫硫。由于白鎢粗精礦中還含有較多螢石、方解石等富鈣脈石，需加溫精選才能獲得合格白鎢精礦。

因此，對(duì)于本礦石，設(shè)計(jì)的試驗(yàn)原則流程如圖4所示，先磁后浮、先鉬硫后白鎢的流程，取得了鉬精礦產(chǎn)率為0.125%，鉬品位48.85%，鉬回收率64.86%；鎢精礦產(chǎn)率為0.27%，WO3品位65.23%，鎢回收率74.22%的較好選礦技術(shù)指標(biāo)。

圖4 試驗(yàn)原則流程Fig.4 Principal process for the test

3 結(jié)論

（1）試驗(yàn)研究的礦石屬于低品位夕卡巖-斑巖型鎢鉬共生礦，主要有價(jià)礦物為白鎢礦和輝鉬礦，脈石礦物主要是石榴石、透輝石、透閃石和石英，還有一些可對(duì)白鎢精選造成干擾的富鈣脈石螢石和方解石。

（2）礦石中的白鎢礦的嵌布粒度較粗，粒度不均勻；輝鉬礦的粒度較細(xì)，但粗細(xì)比較均勻。白鎢礦和輝鉬礦與石榴石、透輝石、透閃石等脈石礦物緊密連生，但由于結(jié)晶完整，在適當(dāng)細(xì)磨后具有良好的解離性。

（3）礦石中鎢主要以白鎢礦形式存在，鉬主要以輝鉬礦形式存在。分選白鎢礦，鎢的理論回收率為86%。由于白鎢礦普遍含鉬，白鎢礦中的鉬占原礦總鉬8.63%，分選輝鉬礦，鉬的理論回收率為83%左右。

（4）根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，選礦工藝設(shè)計(jì)磁-浮聯(lián)合的工藝流程進(jìn)行選礦小型試驗(yàn)研究。該流程的優(yōu)勢(shì)在于磁選拋去大量的磁性脈石，不僅能消除這些礦物對(duì)浮選過(guò)程的影響，保證生產(chǎn)指標(biāo)，大幅度降低浮選藥劑成本和生產(chǎn)成本，提高浮選車間的處理能力，還能綜合回收資源中的有價(jià)成分，提高資源綜合利用率。

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Process Mineralogy of a Refractory Low-Grade Tungsten-Molybdenum Ore

HONG Qiu-yang,LIANG Dong-yun,LI Bo,XU Xiao-ping
(State Key Laboratory of Rare Metals Separation and Comprehensive Utilization,Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals,Guangzhou 510650, Guangdong,China)

A detailed process mineralogy study was carried out by MLA for a refractory low-grade tungstenmolybdenum ore.The process mineralogy parameters,including mineralogical composition of ore,mineral grain size, and liberation degree were measured quantitatively to provide a basis for designing a reasonable beneficiation flowsheet.According to the process mineralogy results,the valuable minerals in the ore include scheelite and molybdenite;the gangue minerals are dominant with the magnetic gangues,such as garnet(including andradite and grossular),tremolite,augite,diopside,etc.,and some non-magnetic gangues,for example,quartz,feldspar,fluorite, calcite,etc;there are large amounts of C-rich gangues in the ore,which will have a certain influence on separating scheelite.Based on these results,the technology process of pre-discarding the tailings by high intensity magnetic separation combined with floating molybdenum and tungsten sucessively was designed for beneficiation tests.The technology indicators are listed as the following:the yield of molybdenum concentrate is 0.125%with the grade and recovery of Mo being 48.85%and 64.86%respectively;the yield of tungsten concentrate is 0.27%with the grade and recovery of WO3being 65.23%and 74.22%.

tungsten-molybdenum ore;refractory low-grade ore;beneficiation process;MLA;process mineralogy

TD912

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2015.05.010

2014-08-14

洪秋陽(yáng)（1988-），女，福建泉州人，工程師，主要從事工藝礦物學(xué)研究工作。

梁冬云（1958-），女，廣東中山人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事工藝礦物學(xué)研究工作。