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1、某铜镇矿工艺矿物学特性及其影响分析孙志勇I,孙颜波2(1.陕西天地建设有限公司，陕西西安710199：2.西安交通大学城市学院，陕西西安710018)摘要，我国西部某大型铜银矿具有极大的资源战略地位，矿石自然类型为浸染状硫化镇贫矿石。试验对该矿石进行了详尽的工艺矿物学研究，查明了矿石的化学成分、矿物组成、粒度组成、元素赋存状态及矿物嵌布特征等，并探讨分析了对选矿工艺的影响。研究得知：矿石可回收的目的元素Ni含量为0.41%,综合伴生元素为Cu、Co、AU和Ag,银和铜的硫化相占有率分别为63.41%和77.89%：银矿物嵌布特征复杂，主要以银黄铁矿为主，部分银黄铁矿具有粒度较细、乳浊状、包裹状
2、等不利因素，部分Ni元素以分散状存在于褐铁矿、脉石矿物中，必然造成银的损失：矿石中含CU矿物主要为黄铜矿，黄铜矿与银黄铁矿、磁黄铁矿浸染状密切连生，对Ni的选矿回收造成一定程度影响。关键词：银矿；矿石性质：矿物学：银黄铁矿。引言我国铜矿资源相对丰富，在已查明矿产地中，全国各省、自治区、直辖市等均有铜资源分布，但我国的银资源相比较为短缺，作为战略性矿产资源，其对外依存度高达90-94%,来源集中度亦超过90%,每年需从印尼、菲律宾等国家大量进口，我国可谓“贫锲国”。引银作为“工业维生素，大量应用于不锈钢产业上，其全球消费量占比高达65%,我国不锈钢的锲消耗量约占85%凶；此外锂电行业的蓬勃发展，
3、进一步加剧了对锲的需求，当前三元锂电池对锲的消费占比逐步提升，需求增速高达21-40%。全球银的供需方面总体为短缺状态，铢的行情受到格外关注,银资源的开发有望进入新的阶段,锲资源的战略性越发凸显。该矿石是我国西部地区探明的大型铜锲矿，储量达百万吨级，据称是我国潜力最大的铜银矿区，具有重大的内在价值，对补缺我国锲矿资源紧缺短板具有极其重要的战略意义。为进一步科学、详尽的掌握该矿石特征，全面搭建起矿产资源的基础数据资料，提升矿产资源开发的科学性、高效性，试验针对该矿石的工艺矿物学开展了大量的基础研究。1工艺矿物学研究作者简介：孙志勇(1984-),男，内蒙古乌兰察布市人，硕士研究生，副高级工程师，
4、主要从事金属矿技术工艺研发及资源综合利用。Email:feige0er1.1 矿石化学组成对样品进行了化学成分化验分析，其化学组成分析结果列表1。注：*单位为g/t。表1矿石化学组成分析结果成份Au*Ag*PbCuZnTFeSAsCoNiSb含量/%0.192.400.0020.190.0018.200.960.080.020.410.008成份CaOMgOAI2O3K2ONa2OMnSiO2TiO2SnCr2O.1LOI含量/%2.5630.623.290.100.470.2537.900.231.520.346.50由表1可知，矿石化学成分以Sio2、MgO为主，其次是TFe、AI2O3C
5、aO等。矿石中主要目的元素为Ni,含量为0.41%；可伴生综合利用的元素为Cu、Co、Au、Ag0矿石中Mge）含量较高，为30.62%,可能对锲产品的质量产生不利影响。1.2 物相分析为分析有价元素的物相形态，对矿石目的元素Ni及伴生元素Cu分别进行了物相化学分析，结果列表2和表3。表2银物相分析结果相类础化银中银硫化银中银氧化银中银硅酸盐中镁合计含量/%0.020.260.030.100.41占有率/%4.8863.417.3224.39100.00表3铜物相分析结果相类氧化铜中铜硫化铜中铜结合铜中铜合计含量/%0.0390.1480.0030.190占有率/%20.5377.891.58
6、100.00由表可知，矿石中镇以硫化相为主，占有率为63.41%,其次是硅酸盐中银,占有率为24.39%,其它相类占有率较少；矿石中铜以硫化相为主，占有率为77.89%,其次是氧化铜中铜，占有率为20.53%,结合相的铜占有率较少。1.3 矿石矿物组成经显微镜详细鉴定分析，矿石中的矿物组成及含量列表4。龙4矿石矿物组成及含量矿物名称含量/%矿物名称含量/%矿物名称含量/%矿物名称含量/%橄榄石Qn黑云母微量磁黄铁矿2.0蓝辉铜矿御集辉石JUU钠长石微量黄铜矿0.5黝铜矿角闪石绿泥石微量红碑银矿0.1孔雀石蛇纹石磁铁矿0.1神锲矿0.02墨铜矿纤闪石格铁矿0.3褐铁矿自然铜斜长石钛铁矿0.5黄铁
7、矿微量方解石5.O银黄铁矿0.7斑铜矿由表4可知，矿石中脉石矿物主要为橄榄石、辉石、角闪石、斜长石和方解石等,金属矿物磁黄铁矿含量约2.0%、黄铜矿含量约0.5%、银黄铁矿含量约0.7%,是矿石中主要的金属矿物，其余金属矿物含量较少。1.4 矿物化学成分对矿石中的主要含Ni矿物和含Cu矿物分别进行了多个样点的化学成分能谱分析，将各样点的平均值分析结果列表5和表6。及5主要锲矿物的化学成分分析矿物名称一NiFe化学成分及含量小SAsSb0Co银黄铁矿35.7931.8032.41红碑银矿46.1852.000.221.60碑银矿51.990.7145.781.010.33表6主要铜矿物的化学成分
8、分析矿物名称化学成分及含量小FeCuSNi0Mg黄铜矿29.6835.4134.91斑铜矿化黄铜矿28.8742.3728.77氧化黄铜矿28.7333.9125.443.686.491.14褐铁矿化黄铜矿49.4515.7915.8218.12斑铜矿11.4760.8425.911.78自然铜0.4399.57由表5可知，锲黄铁矿的含Ni量为35.79%,介于其理论值22-42%；红碑锲矿的含AS量、含Ni量与理论值(NiAS)接近，并含少量的Sb和O；神银矿的化学成分与理论值(Ni3As2)相近，但也含有少量Fe、CO和0。由表6可知，黄铜矿化学成分与理论值相近，但黄铜矿次生矿物的化学成分
9、变化较大；斑铜矿和自然铜的化学成分与理论值基本相近。1.5 矿物粒度特征对矿石中主要含Ni矿物的粒度进行了统计分析，分析结果列表70表7主要银矿物粒度统计分析粒级mm银黄铁矿/%红碎银矿/%银矿/%-0.32+0.1616.4538.9528.36-0.16+0.0836.499.748.22-0.08+0.0431.1025.3230.20-0.04+0.0213.8817.6522.81-0.02+0.011.716.188.14-0.010.372.162.27合计100.00100.00100.00由表7可知，锲黄铁矿的粒度主要分布在+0.02-0.32mm,占97.92%,其中+0.
10、04-0.32mm占84.04%。红碑锲矿的粒度主要分布在+0.02-0.32mm,占91.66%,粒度变化不连续，有两个粒度集中分布区，+0.16-0.32mm及+0.02-0.08mm粒级区间含量比较高，分别为38.95%和42.97%。碑锲矿粒度粗细不均，与红碑银矿粒度规律相似。1.6 嵌布特征及矿物形态1.6.1 镁矿物(1)银黄铁矿：是矿石中主要的含Ni矿物。银黄铁矿形成时间晚于橄榄石和辉石，早于纤闪石、蛇纹石，与磁黄铁矿、黄铁矿密切共生，以浸染状分布于脉石矿物中，其嵌布类型具有五种形态：一是与磁黄铁矿、黄铜矿密切共生且连生，呈浸染状分布于脉石矿物粒间，接触边界比较平直，该部分锲黄铁
11、矿多为自形一半自形粒状和圆粒状，约占总量90-95%。二是单独产出于脉石中，以它形粒状沿岩石裂隙分布，具有碎裂的特征，部分矿物沿碎裂纹发生了褐铁矿化，该锲黄铁矿约占总量5%。三是以乳浊状、叶片状的固熔体分解物分布包裹在部分磁黄铁矿中，与磁黄铁矿嵌布紧密，呈现明显的定向排列特征(见图1),这部分锲黄铁矿粒度细小至0.001-0.005mm,含量小于0.1%。四是与磁黄铁矿形成集合体，被纤闪石交代，呈现细粒状和纤片状，该部分锲黄铁矿同样粒度细小，含量极少。五是锲黄铁矿包裹着乳浊状(0.001-0.003mm).火焰状、不规则状(0.005-0.02mm)的磁黄铁矿，粒度较细且含量极少。Pyr-磁黄
12、铁矿;Pe-银黄铁矿图1磁黄铁矿包裹锲黄铁矿（2）红神银矿：主要分布在基性岩中，具有两种嵌布类型：一是单独产出于脉石中，呈现浸染状、浸染-团粒状，粒度粗细不等。二是与黄铜矿、碑银矿密切连生,主要以浸染状分布于脉石矿物中，部分红碑银矿以细脉状交代黄铜矿。（3）神银矿：大部分分布在红碑银矿周围，少数独立产出于脉石中或黄铜矿中。（4）分散银：在岩浆成因的与橄榄石有关的银矿床中，Ni往往也存在于橄榄岩有关的硫化矿石中，也以类质同象替代Mg,存在于橄榄石、辉石、蛇纹石中。矿石银物相知硅酸盐中银含量较高，结合矿物的能谱分析，本矿石的磁黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、褐铁矿及橄榄石、辉石和蛇纹石等矿物中都含有银元素
13、。1.6.2 铜矿物（1）黄铜矿：是该矿石中的主要含铜矿物，分布较广，镜下可见黄铜矿嵌布特征有三类，一是单独产出；二是与银黄铁矿、磁黄铁矿以它形不规则粒状、集合体浸染状（见图2）、不规则细脉状等分布在脉石矿物中。矿石中部分黄铜矿包裹细粒黝铜矿，并与斑铜矿、蓝辉铜矿、褐铁矿、铭铁矿交代。Ch-黄铜矿;Pyr-磁黄铁矿图2黄铜矿与磁黄铁矿浸染状分布（2）黝铜矿：主要以不规则状存在黄铜矿中，粒度约为0.005-0.0Imm.（3）斑铜矿：或以细网脉状交代黄铜矿，脉宽约0.002-0.005mm;或以它形粒状与褐铁矿、碎银矿共生。（4）蓝辉铜矿：主要以粒状、细脉状交代黄铜矿，粒度细小，约为0.004-
14、0.0Immo（5）自然铜：主要以扁豆状、透镜状存在褐铁矿中和黄铜矿裂隙中，个别粒度较细，约0.005mm。（6）墨铜矿：主要以粒状沿边部交代银黄铁矿，粒度约0.03-0.08mm01.6.3 磁黄铁矿矿石中的磁黄铁矿粒度粗细不均，有0.2mm的大晶粒，也有0.005mm的细粒，形态多为它形不规则粒状，解离发育较好。嵌布特征较多，一是单独产出；二是与银黄铁矿、黄铜矿连生，被毛发状、针片状的纤闪石交代；三是以乳浊、叶片或火焰状包裹于银黄铁矿中（见图3）,该部分磁黄铁矿含Ni9.23%、Fe55.55%、02.01%、S33.22%oPyr-磁黄铁矿；Pe-银黄铁矿图3锲黄铁矿包裹磁黄铁矿1.6.
15、4 褐铁矿矿石中褐铁矿含量较少，但粒度较粗，约为0.1-0.3mm0褐铁矿交代的矿物比较复杂，或与磁黄铁矿呈假象，或与黄铜矿、银黄铁矿、斑铜矿等交代，因此褐铁矿的化学成分较多，经能谱统计分析，其含Ni3.17%Fe57.70%Cul.37%S5.04%、Mg3.08%SiO.52%,1.6.5 脉石矿物矿石中脉石矿物主要为橄榄石、辉石、角闪石、斜长石、蛇纹石、纤闪石等，其中橄榄石、辉石、斜长石结晶时期早，结晶粒度较粗，呈现自形、半自形的形态。橄榄石、辉石发生蛇纹石化和纤闪石化，矿石中的磁黄铁矿、银黄铁矿、黄铜矿被纤闪石交代穿插，与纤闪石紧密相嵌，呈纤片状、针片状，金属矿物粒度随之变小，难以解离
16、。1.7 矿石结构构造通过矿物嵌布特征详细研究，确定矿石的结构主要为自形-它形粒状结构，其次为乳浊状、叶片状、火焰状结构、交代结构和局部少见的海绵陨铁结构。矿石的构造较为简单，主要为浸染状构造，其次为不发育的不规则细脉状构造。1.8 矿石自然类型硫化银矿床一般以矿石的硫化率进行划分，该矿石具有浸染状构造、矿石中硫化物含量Vl0%、银黄铁矿与磁黄铁矿、黄铜矿密切共生的特征，根据有色金属硫化矿选矿划分标准，该矿石的自然类型为浸染状硫化银贫矿石。2对选矿的影响分析从化学成分上分析，该矿石属于可回收多金属元素的矿石，Ni是矿石的主要目的元素，其余Cu、Co、AU和Ag作为伴生综合元素加以考虑。物相结果
17、显示，硫化相的银占有率为63.41%,硫化相的铜占有率为77.89%,硫化相的整体占有率不高，其余相类一般可选性较差，在浮选工艺上，可能造成Ni和Cu的回收率不够理想。从矿物嵌布特征上分析，馍黄铁矿粒度0.02mm以上超过90%,利于矿物颗粒解离。银黄铁矿约99%以浸染状分布在脉石矿物间或单独沿脉石裂隙分布，具有较易解离的结构特征，仅有很少部分呈现细小、固熔体、包裹等不利于选矿的因素，但矿石中分散镇无法回收，客观上，银的矿物学决定了部分银在选矿中损失具有一定必然性。矿石中CU矿物主要为黄铜矿，与银黄铁矿、磁黄铁矿关系密切且发育较好，是实现CU较好回收的有利条件，但黄铜矿与磁黄铁矿的密切关系，造
18、成磁黄铁矿含有CU元素，加之褐铁矿也含有分散铜，说明矿石中的部分CU也具有一定回收难度，当作为单一铜精矿产品产出时,可能对银的回收效果产生较大影响。l8-,013结论(1)本矿石化学成分和矿物组成比较复杂。可回收的目的元素是Ni,综合伴生元素Cu、Co、AU和Ag需在矿石工艺技术研究中加以考虑。矿石中含Ni的矿物和含CU的矿物都具有比较复杂多样的种类，可选性差异较大，对有价元素的回收有所影响。(2)银矿物嵌布特征复杂，大部分银黄铁矿易于解离，但少部分锲黄铁矿粒度可细至0.001mm,以乳浊状、叶片状分布，通常解离较难；馍黄铁矿与磁黄铁矿的关系紧密，与褐铁矿、脉石矿物存在分散共生关系，该特征对银
19、的回收有一定影响。(3)矿.石中CU矿物以黄铜矿为主，具有较好的可选性，但铜矿物含有Ni元素，并与银黄铁矿、磁黄铁矿浸染状连生，其单独产出的铜精矿产品可能造成Ni的部分损失，应结合矿物学综合考虑计价元素产品的产出方式。参考文献IH成金华，汤尚颖.中国矿产资源产业发展报告2020R.武汉：中国地质大学出版社，2021.2程少逸，高正波，曹建.我国战略性矿产资源供应安全的挑战与应对J.矿冶，2022,31(01)：126-130.3唐萍芝，陈欣，王京.全球锲资源供需和产业结构分析J.矿产勘查，2022,13(01)：152-156.4任鑫,陈其慎，邢佳韵,等.2021-2035年全球硫酸银供需形势
20、分析J中国矿业，202L30(09)：1-7.5佚名.全球银产业或由供应过剩转入短缺J.当代化工，2016,45(08)：1929.6佚名.若羌发现特大型银矿J.中国矿山工程,2012,41(06)：66.|7周乐光.工艺矿物学M.北京：冶金工业出版社，2002：212-220.8蒋英，李波，洪秋阳，等.某铜锲多金属矿石工艺矿物学研窕J.金属矿山，2021,(2)：103-109.9唐广群，王虹，马松博.有效回收甘肃某低品位铜银混合矿的工艺矿物学研究J有色金属(选矿部分2014,(3)：6-9.10孙晶，冯博.新疆某铜镇矿石工艺矿物学研究J.现代矿业，2019,(4)：105-108.Stud
21、yandInfluenceAnalysisonProcessMineralogyCharacteristicsofaCopper-NickelMineSUNZhiyong1,SUNYanbo2(1.ShaanxiTiandiConstructionCo.,Ltd,Xi,an710199,China;2.CollegeofXianJiaotongUniversity,Xian710()18,China)Abstract:AIaigecopper-nickeldepositinwesternChinaisofgreatstrategicimportance,whosenaturaloretypes
22、isdisseminatedsulfidenickelleanore.Theprocessmineralogyoftheorewasstudiedindetail,andthechemicalcompositions,mineralcompositions,particlesizecompositions,elementoccurrencestatesandmineraldistributioncharacteristicsoftheorewerefoundout.Theinfluenceonthebeneficiationprocesswasalsodiscussed.Theresultss
23、howthattherecoverabletargetelementNicontentoforeis0.41%,thecomprehensiveassociatedelementsareCu,Co,AuandAg,andthesulfidephaseshareofnickelandcopperis63.41%and77.89%,respectively.Thedistributioncharacteristicsofnickelmineralsarecomplex,mainlypyrite,andsomenickelpyriteshavedisadvantageousfactorssuchas
24、fineparticlesize,turbidityandencapsulation,andsomeNielementsexistinlimoniteandganguemineralsindispersionform,whichwillinevitablycausethelossofnickel.Cuintheoremainlyoccursinchalcopyrite,andchalcopyriteiscloselyassociatedwithnickelpyriteandpyrrhotite,whichaffectstherecoveryofNi.Keywords:nickelore;orecharacteristics;mineralogy;pentlandite
