李明君,郝 波,夏 瑜,覃 鵬,羅 星,李 勇
(1.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司,廣西 桂林 541004 ;2.謙比希濕法冶煉有限公司,贊比亞 基特韋 22592)
贊比亞的銅-鈷礦資源主要賦存在世界著名的中非新元古代沉積型銅-鈷成礦帶上,銅礦鈷床集中產(chǎn)出在銅帶省和西北省地區(qū),平均品位達(dá)2.5%[1-3]。近年來,隨著域內(nèi)銅資源大規(guī)模開采,高品位銅礦資源量迅速減少,礦產(chǎn)資源的綜合利用難度逐漸加大,開展低品位銅礦工藝礦物學(xué)研究的重要性日益凸顯[4-6]。本文選取贊比亞銅帶省某低品位銅礦床開展工藝礦物學(xué)研究,旨在查明其硫化銅礦石工藝特性及各組分的賦存狀態(tài)等,為后期制定該銅礦的選礦工藝提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。
光譜半定量分析是根據(jù)元素的特征譜線確定被測(cè)元素的存在,然后根據(jù)譜線的黑度估計(jì)其含量的光譜分析。經(jīng)測(cè)定,某銅礦原礦光譜半定量分解結(jié)果見表1。
表1 原礦光譜半定量分析結(jié)果
根據(jù)其結(jié)果對(duì)原礦中Ciu、Co、Fe、S等目標(biāo)元素進(jìn)行了化學(xué)多元素分析,結(jié)果顯示Cu品位1.57%,Co含量0.002%,F(xiàn)e為2.53%,S為1.14%,Co、Fe、S三元素均低于銅礦床伴生有用組分指標(biāo)要求。此外,銅物相分析結(jié)果顯示氧化銅相僅占4.27%,硫化銅相為95.73%,原礦中銅主要以硫化銅的形式存在,礦石屬于硫化物型銅礦。
硫化銅礦石,新鮮面呈灰色,片狀構(gòu)造,局部見綠泥石化和絹云母化。賦礦圍巖主要為石英白云母片巖、二云母片巖和白云母片巖。
銅的金屬硫化物以黃銅礦、斑銅礦為主,次為輝銅礦、藍(lán)輝銅礦,含量較少。此外,還可見銅的氧化物,如銅藍(lán)、赤銅礦、孔雀石等,含量極少;礦石中其他金屬礦物為褐鐵礦和黃鐵礦。脈石礦物主要見白云母、石英和黑云母,少量綠泥石、碳酸鹽礦物等。
礦石結(jié)構(gòu):按照結(jié)晶程度劃分為片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、他形晶粒結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu);根據(jù)礦物接觸關(guān)系,以交代結(jié)構(gòu)為主,細(xì)分為交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、假晶結(jié)構(gòu)、侵蝕結(jié)構(gòu)等。
礦石構(gòu)造:主要為片狀構(gòu)造,金屬礦物構(gòu)造以浸染狀為主,其次為條帶-似條帶狀、團(tuán)塊狀、脈狀構(gòu)造等。
主要銅礦物黃銅礦、斑銅礦在各深度基本都可見,黃銅礦在地表以下100m上相對(duì)富集,斑銅礦在100m下相對(duì)富集,二者密切共生,與硅化關(guān)系密切,常見硅化—黃銅礦—斑銅礦脈(圖1)。
圖1 斑銅礦-黃銅礦-硅化脈
(1)黃銅礦。黃銅礦是礦體上部最主要的硫化銅礦物和回收對(duì)象。中等反射率,中低硬度,銅黃色,磨光性好;弱非均質(zhì)性;他形粒狀晶,粒徑范圍0.0001mm~5.0mm,多集中分布于0.05mm~2.0mm之間。晶體內(nèi)可見石英、云母和黃鐵礦等礦物充填,亦可見沿解理縫被多以不規(guī)則粒云母、褐鐵礦、銅藍(lán)等礦物交代,礦物晶體形狀不規(guī)則,多以尖角狀、條帶狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出(圖2)。
圖2 黃銅礦沿石英粒間縫隙不規(guī)則尖角狀產(chǎn)出
(2)斑銅礦。斑銅礦是礦體下部最主要的硫化銅礦物和回收對(duì)象。較低反射率,中等硬度,淺玫瑰紅色,表面氧化常見紫藍(lán)色的錆色膜,顯均質(zhì)性;不規(guī)則粒狀,粒徑0.01mm~5.0mm不等,集中于0.05mm~2.0mm;多與黃銅礦密切共生(圖3),常沿黃銅礦顆粒邊部侵蝕交代,有時(shí)包含乳滴狀、葉片狀黃銅礦、輝銅礦或以葉片狀產(chǎn)于輝銅礦中形成固溶分離結(jié)構(gòu)(圖4);偶見其交代云母、綠泥石呈其片狀假晶,在礦石中呈浸染狀、脈狀、條帶狀產(chǎn)出。
圖3 斑銅礦與黃銅礦接觸邊界清晰平直
圖4 斑銅礦中見葉片狀的輝銅礦固溶分離體
(3)輝銅礦。中等反射率,中等硬度,灰色帶藍(lán)色色調(diào);他形粒狀,粒徑0.01mm~1.0mm;與黃銅礦、斑銅礦關(guān)系密切,可呈葉片狀固溶分離體產(chǎn)于斑銅礦中,也可包含葉片狀的斑銅礦固溶分離體,主要以不規(guī)則尖角狀產(chǎn)出產(chǎn)于裂隙之中。
(4)藍(lán)輝銅礦。中低等硬度,中等反射率,灰藍(lán)色;主要以細(xì)片狀固溶分離體產(chǎn)于斑銅礦中。
(5)銅藍(lán)。中低反射率,低硬度,藍(lán)灰色-藍(lán)白色,顯著多色性,典型強(qiáng)非均質(zhì)性(火橙-薔薇-橙黃);多呈不規(guī)則粒狀、細(xì)板狀,粒徑0.001mm~0.05mm,主要沿著斑銅礦、黃銅礦邊部交代。
(6)赤銅礦?;?guī){(lán)色調(diào),無(wú)多色性,均質(zhì)性,黃褐-櫻紅內(nèi)反射色;他形粒狀,粒徑與銅藍(lán)大致相同,粒徑范圍0.001mm~0.05mm;主要沿著斑銅礦、黃銅礦邊緣呈不規(guī)則粒狀、微脈狀交代產(chǎn)出。
(7)孔雀石。墨綠色,見多色性,強(qiáng)非均質(zhì)性,翠綠色內(nèi)反射色;含量極少,偶見于黃銅礦晶面凹坑,粒徑0.04mm左右。
結(jié)合礦物收標(biāo)本和顯微鏡下鑒定結(jié)果可知,巖石中銅礦化有關(guān)的礦物共生組合主要為“石英—黃銅礦—斑銅礦”,局部可見“碳酸鹽礦物—黃銅礦—斑銅礦”、“綠泥石—黃銅礦—斑銅礦”。
對(duì)原礦進(jìn)行篩析試驗(yàn),原礦中Cu的目標(biāo)礦物嵌布粒度較粗,結(jié)果顯示70.91%的銅分布于+0.074mm粒級(jí);中間粒級(jí)-0.3mm+0.074mm的品位較高,均大于2%;中粗粒級(jí)+0.3mm中銅分布率高達(dá)33.58%,Cu品位僅為1.19%~1.68%,表明礦石需要進(jìn)一步細(xì)磨以增加目標(biāo)礦物解離度,才能達(dá)到較好的解離效果。
①礦石中主要有益組分為Cu,礦石類型屬硫化銅礦石,銅礦物以黃銅礦、斑銅礦為主,脈石礦物以白云母、石英、黑云母為主。②礦石的金屬礦物類型較為單一,主要以他形粒狀產(chǎn)出,嵌布粒度集中于中—細(xì)粒結(jié)構(gòu),礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類型較為簡(jiǎn)單,金屬礦物在礦石中不均勻散布。屬于較容易回收的礦石類型。③礦石中存在的侵蝕交代結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)結(jié)構(gòu)以及浸染狀構(gòu)造使得金屬礦物較難以通過選礦與脈石礦物完全分離,進(jìn)而增加了分選難度,對(duì)選礦工藝方面可能會(huì)增加目標(biāo)礦物的回收難度。