西藏甲瑪角巖型銅鉬礦石工藝礦物學研究

陳健龍 高歌 王艷 王銅 程曉霞

摘要：利用顯微鏡、MLA、電子探針及化學分析等手段，對西藏甲瑪角巖型銅鉬礦石進行了系統的工藝礦物學研究，查明了礦石中礦物組成、礦物嵌布特征、礦石結構構造、目的礦物種類及分布率等，并討論了影響礦石中目的礦物回收的礦物學因素。結果表明：礦石中硫化礦物相對含量為4.48 %，脈石礦物主要為石英、長石及云母類礦物;銅礦物主要為黃銅礦，粒度以小于0.053 mm為主，與脈石礦物嵌連密切的黃銅礦容易流失，會影響銅的回收;鉬礦物主要為輝鉬礦，粒度以-0.053～+0.010 mm為主，與脈石礦物呈貧連生體狀態的輝鉬礦易流失到浮選尾礦中。研究結果為該礦石資源的高效開發利用提供了依據。

關鍵詞：銅鉬礦石;角巖型;礦物解離分析儀;工藝礦物學;嵌布特征;電子探針

中圖分類號：TD91文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）06-0078-05doi：10.11792/hj20210615

引 言

青藏高原岡底斯成礦帶是全球巨型成礦帶——特提斯—喜馬拉雅成礦帶的重要組成部分，是西藏地區銅、鉬等多金屬礦的重點成礦區域，目前已發現多個大型銅多金屬礦床[1-3]。西藏華泰龍礦業開發有限公司甲瑪銅多金屬礦床是青藏高原岡底斯成礦帶上一個代表性礦床，2013年該礦區探明資源儲量總計為銅金屬量752.4萬t，鉬金屬量70萬t，銅、鉬金屬儲量巨大，具有很好的找礦前景和巨大的經濟價值[4]。該資源的綜合利用對青藏高原生態脆弱區同類多金屬礦產資源的開發具有引領示范作用，對西藏地區的經濟發展具有十分重要的意義[5-6]。

本文針對西藏華泰龍礦業開發有限公司開采的角巖型銅鉬礦石開展了全面、系統的工藝礦物學研究，確定了影響礦石選礦技術指標的礦物學因素，為選別工藝條件優化、充分合理利用該礦石資源提供了可靠的礦物學依據。

1 礦石性質

1.1 化學成分及物相分析

采用化學分析法對該角巖型銅鉬礦石進行了成分分析及銅、鉬物相分析，結果見表1～3。

由表1～3可知：該礦石中主要回收有價元素為銅、鉬，金、銀為伴生有價元素，銅品位0.490 %、鉬品位0.020 %、金品位0.04 g/t、銀品位6.04 g/t;銅氧化率為6.53 %，鉬氧化率為15.00 %。

1.2 礦物組成

通過顯微鏡光片鑒定和掃描電鏡自動礦物學測定[7]，查明了礦石礦物組成，結果見表4。

由表4可知，礦石中硫化礦物相對含量為4.48 %，脈石礦物以石英、長石及云母類為主。含銅礦物以黃銅礦為主，另有6.53 %的銅以氧化銅形式存在，這部分銅礦物可浮性較差，不利于銅浮選回收。鉬礦物主要為輝鉬礦，少量鎢鉬鈣礦，鎢鉬鈣礦及其他含鉬氧化物分布率為15.00 %，這部分鉬礦物不利于鉬浮選回收。

1.3 礦石結構構造及工藝類型

礦石結構：黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等形成他形晶粒狀結構;黃鐵礦呈不完整的立方體、五角十二面體等形成自形晶—半自形晶結構;黃銅礦與黃鐵礦形成交代溶蝕結構;輝銅礦、銅藍沿黃銅礦顆粒邊部呈環帶結構;黃銅礦呈填隙結構嵌布在黃鐵礦粒間;微細粒輝鉬礦包裹在砷黝銅礦中形成包含結構等。

礦石構造：黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等呈微細粒星散狀浸染于礦石中，形成稀疏浸染狀構造;主要金屬硫化物以中粗—中細粒浸染于礦石中，構成浸染狀構造;部分光片鏡下見輝銅礦、銅藍等沿黃銅礦微裂隙充填交代呈細脈狀構造等。

礦石工藝類型為角巖型少硫化物原生銅鉬礦石。

2 主要礦物產出特征

2.1 銅礦物

礦石中銅礦物組成及銅分布率見表5。

1）黃銅礦。黃銅礦主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中，嵌布粒度以0.037～0.150 mm為主，多呈獨立狀態產出;少量微細粒黃銅礦被脈石礦物緊密包裹，粒度多在0.010 mm以下;黃銅礦與黃鐵礦嵌布關系較密切，黃銅礦常沿黃鐵礦顆粒周邊分布，少量呈填隙結構充填在黃鐵礦粒間或交代溶蝕黃鐵礦。礦石中見有少量黃銅礦嵌布在輝鉬礦中。

2）砷黝銅礦。經電子探針波譜分析，砷黝銅礦中普遍含鐵，一般在6.43 %～9.85 %，個別含鐵可達10.90 %（鐵砷黝銅礦）。砷黝銅礦嵌布粒度以0.010～0.074 mm為主，與黃鐵礦嵌布關系密切，常見交代溶蝕黃鐵礦現象，小于0.010 mm的黃鐵礦與砷黝銅礦往往構成銅鐵礦物集合體。少量砷黝銅礦與黃銅礦、輝銅礦連晶分布在礦石中。鏡下檢測時發現砷黝銅礦與輝鉬礦也有一定的嵌布關系，除連晶分布外，見有微細粒輝鉬礦嵌布在砷黝銅礦中，也見砷黝銅礦包裹微細粒毒砂。

3）斑銅礦。其嵌布粒度以0.010～0.074 mm為主，多呈他形晶粒狀結構分布，顯微鏡下為玫瑰棕色，顯均質性，主要與黃銅礦及輝銅礦、銅藍等嵌布密切。

4）輝銅礦、銅藍。輝銅礦、銅藍主要沿黃銅礦顆粒周邊呈環帶結構分布，很少呈獨立狀態產出，其粒度細小，多在0.010 mm以下。銅藍與輝銅礦常連晶分布在黃銅礦顆粒邊部，少量呈細脈狀充填在黃銅礦微裂隙中，也見有輝銅礦沿斑銅礦顆粒周邊進行交代;輝銅礦、銅藍在偏光鏡下較容易區分，經電子探針波譜分析，2種礦物均含鐵，且銅含量較低，成分相近。

2.2 鉬礦物

礦石中鉬礦物組成及鉬分布率見表6，輝鉬礦電子探針波譜分析結果見表7。

由表7可知，輝鉬礦平均含Mo為58.261 %、S為42.095 %，并含有微量的Al、Ca、Si、Cu、Fe等雜質。

輝鉬礦相對含量為0.03 %。反射多色性變化顯著，灰白—灰帶淡藍色，強非均質性，白色微帶淡粉黃色，嵌布粒度以0.01～0.15 mm為主。微細粒輝鉬礦嵌布形態以彎曲的磷片狀、葉片狀等為主，粒度較細。微細粒輝鉬礦主要嵌布在脈石礦物中（見圖1）。中粗粒輝鉬礦嵌布形態以束狀、菊花狀及粒狀集合體為主，粒度較粗，大粒者在0.3 mm×0.6 mm左右，主要呈獨立狀態產出。中粗粒輝鉬礦中有部分黃銅礦分布其中，也見輝鉬礦與砷黝銅礦連生分布。輝鉬礦與黃銅礦、砷黝銅礦嵌布關系比較密切，接觸關系復雜，這會使鉬銅分離產生一定的難度，鉬精礦中有銅礦物混雜，會影響鉬精礦質量。

2.3 黃鐵礦

黃鐵礦為礦石中主要的金屬硫化礦物，相對含量為2.81 %（含磁黃鐵礦）。黃鐵礦嵌布粒度以0.037～0.200 mm為主，中粗粒、中細粒黃鐵礦主要呈半自形晶粒狀結構產出，呈浸染狀構造分布，主要嵌布在脈石礦物中，顆粒表面粗糙，沒有較好的磨光面，多呈粒狀或粒狀集合體分布。微細粒黃鐵礦以他形晶粒狀結構為主，主要嵌布在脈石礦物裂隙，其中少量沿脈石礦物裂隙呈細脈狀充填。黃鐵礦與黃銅礦有一定的嵌布關系，黃銅礦常沿黃鐵礦顆粒邊部分布，黃銅礦交代溶蝕黃鐵礦，見有微細粒黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等嵌布在黃鐵礦孔洞及黃鐵礦中等現象。

由于交代溶蝕作用的影響，礦石中砷黝銅礦、黃銅礦、輝銅礦、銅藍等與黃鐵礦常構成銅鐵礦物集合體，黃鐵礦在該集合體中的粒度細小，多在0.005 mm以下，該銅鐵礦物集合體的形成對銅鐵分離會產生一定的影響。

2.4 主要脈石礦物

1）石英。石英為礦石中主要脈石礦物之一，在礦石中含量高、分布廣，相對含量為38.68 %。其主要呈他形晶粒狀集合體分布，顆粒比較渾圓，粒度分布以0.053～0.200 mm為主，石英顆粒間常有白云母等鋁硅酸鹽礦物分布，有部分白云母在粒狀石英集合體中呈細脈狀分布。

2）鉀長石。鉀長石為礦石中主要脈石礦物之一，嵌布粒度以0.2～0.4 mm為主，形態多為板狀，沿a軸延長呈柱狀，卡斯巴雙晶鏡下較為常見，鏡下顯負低突起，干涉色為一級灰至灰白。部分鉀長石顆粒表面具渾濁現象，易蝕變為絹云母。

3）白云母。白云母為礦石中較為常見的脈石礦物，單偏光鏡下為無色，呈片狀，具一組極完全解理，正交偏光鏡下具鮮艷的二至三級干涉色、近平行消光、正延性、二軸晶負光性、光軸角中等特征。白云母單體形態為板狀或片狀，集合體形態為磷片狀或葉片狀、放射狀等，多沿石英粒間分布，也常在粒狀石英集合體中呈脈狀或細脈狀產出。

3 目的礦物嵌布粒度及特征

3.1 銅礦物

對各種銅礦物嵌布粒度進行了測定，結果見圖2。

由圖2可知：黃銅礦粒度分布不均勻，大部分為-0.100 mm;砷黝銅礦嵌布粒度多在-0.074～+0.010 mm;輝銅礦、銅藍粒度細，以-0.010 mm為主。

對銅礦物在礦石中的嵌布狀態進行了鏡下檢測及礦物解離分析儀（MLA）測定，脈石礦物粒間及裂隙為銅礦物主要嵌布場所，少量包裹在脈石礦物中（粒度較細，以小于0.010 mm為主）。脈石礦物粒間及裂隙中的銅礦物粒度略粗，以大于0.037 mm為主，主要呈獨立狀態產出，易于解離，而被脈石礦物包裹及由砷黝銅礦與黃鐵礦構成的銅鐵礦物集合體不易解離。銅礦物嵌布狀態分析結果見表8。

由表8可知，脈石礦物包裹銅礦物占8.54 %，且銅礦物粒度分布較細。這部分銅礦物即使達到一定磨礦細度，也很難與脈石礦物完全解離，會影響銅回收率。

3.2 鉬礦物

采用鏡下檢測并結合MLA測定，對輝鉬礦嵌布粒度及嵌布狀態進行了分析，結果見表9、表10。

由表9、表10可知：礦石中輝鉬礦嵌布粒度細小，以-0.053～+0.010 mm為主，占52.97 %;小于0.010 mm占8.96 %。輝鉬礦主要嵌布在脈石礦物粒間及裂隙，合計占76.93 %。

4 目的礦物回收礦物學影響因素

4.1 銅礦物影響因素

1）礦石中部分黃銅礦粒度較細，被脈石礦物包裹的銅礦物占8.54 %，這部分銅礦物即使達到一定磨礦細度，也很難與脈石礦物完全解離。通過對磨礦細度-0.074 mm占70 %的原礦樣品考察銅礦物的嵌連關系，可知單體黃銅礦占79.15 %，與脈石礦物連生或被脈石礦物包裹的黃銅礦占14.03 %。與脈石礦物嵌連密切的黃銅礦容易流失，是影響銅回收的主要原因之一。

2）含銅量較高的次生銅礦物砷黝銅礦等，除部分呈單體狀態產出外，其余與黃鐵礦嵌布關系密切，常構成銅鐵礦物集合體，這部分礦物會影響銅精礦質量和銅回收率。

3）礦石中氧化銅分布率為6.53 %，這部分銅難以回收。

4.2 鉬礦物影響因素

1）根據礦石中鉬礦物嵌布特征，可知包裹在脈石礦物中的輝鉬礦占8.32 %，其中部分輝鉬礦粒度僅為1～2 μm，難以與脈石礦物解離，磨礦過程中也易與脈石礦物呈貧連生體狀態。通過對磨礦細度-0.074 mm占70 %的原礦樣品考察輝鉬礦的嵌連關系，可知在該磨礦細度下，單體輝鉬礦占80.67 %，與石英、長石、云母等連生的輝鉬礦占14.40 %。與脈石礦物呈貧連生體狀態的輝鉬礦易流失到浮選尾礦中，是影響鉬回收的因素之一。

2）礦石中鉬礦物組成以輝鉬礦為主，輝鉬礦中鉬分布率為85.32 %，鎢鉬鈣礦與其他氧化鉬礦物中鉬分布率為14.68 %。由于氧化鉬礦物采用浮選法難以回收，因此會影響鉬的回收。

3）礦石中含有一定量的白云母、長石、石膏、方解石等，磨礦過程中極易產生泥化，也會影響鉬礦物的浮選效果。

5 結 論

1）礦石中銅、鉬為主要有價元素，銅氧化率為6.53 %，礦石工藝類型為角巖型少硫化物原生銅鉬礦石。礦石中銅礦物以黃銅礦為主，其次為次生銅礦物;銅礦物粒度主要分布在0.053 mm以下，以嵌布在脈石礦物粒間及裂隙為主。礦石中鉬礦物以輝鉬礦為主，其次為鎢鉬鈣礦;輝鉬礦嵌布粒度主要分布在-0.053～+0.010 mm，嵌布狀態以脈石礦物粒間及裂隙為主。

2）礦石中有6.53 %的銅以氧化物形式分布，難以回收，且部分黃銅礦粒度較細，即使達到一定磨礦細度，也很難完全與脈石礦物解離。此外，砷黝銅礦與黃鐵礦嵌布關系密切，常交代溶蝕黃鐵礦構成銅鐵礦物集合體，這部分銅鐵礦物集合體難以解離，進入銅精礦會影響銅精礦質量，進入尾礦會造成銅的流失。

3）包裹在脈石礦物中的輝鉬礦占8.32 %，其中部分輝鉬礦的粒度僅為1～2 μm，難以與脈石礦物解離，磨礦過程中也易與脈石礦物呈貧連生體狀態，這是影響鉬回收的主要原因。礦石中氧化鉬中鉬占15.00 %，這部分鉬不易通過浮選法回收。礦石中存在一定量的白云母、長石、石膏、方解石等，磨礦過程中極易產生泥化，會影響浮選效果。

4）礦石中有部分黃銅礦與輝鉬礦嵌布緊密，磨礦過程中2種礦物不能完全解離，可能會造成精礦產品中銅鉬互含，影響銅鉬分離浮選。

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Process mineralogy of hornstone copper-molybdenum ore in Jiama，Tibet

Chen Jianlong，Gao Ge，Wang Yan，Wang Tong，Cheng Xiaoxia

（Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：Systematic process mineralogy study on hornstone copper-molybdenum ore in Jiama，Tibet，is carried out by the use of microscope，MLA，electronic probe and chemical analysis，investigates the mineral composition，mine-ral embedding characteristics，ore structure，target mineral type and distribution rate in ores，and discusses the mineralogical factors that influence target mineral recovery from ores.The results show that the relative sulfide content in ores is 4.48 %;the gangue minerals are mainly quartz，feldspar and mica group;copper minerals are mainly chalcopyrite dominated by -0.053 mm grains，and the chalcopyrite closely related to gangue minerals is easily lost，influencing copper recovery;molybdenum minerals are mainly molybdenite dominated by -0.053-+0.010 mm grains，poor locked molybdenite and gangue minerals are easily lost into flotation tailings.The research results provide basis for efficient development and utilization of the ore resource.

Keywords：copper-molybdenum ore;hornstone;mineral liberation analyzer;process mineralogy;embedding characteristic;electronic probe

收稿日期：2021-01-20; 修回日期：2021-04-10

基金項目：中國黃金集團有限公司科研項目（ZJKJ-2016-XY014）

作者簡介：陳健龍（1990—），男，吉林松原人，工程師，從事工藝礦物學研究工作;長春市南湖大路6760號，長春黃金研究院有限公司選冶研究所，130012;E-mail：15044124000@163.com