某夕卡岩型难选钨锡多金属矿石工艺矿物学研究

梁冬云，洪秋阳，2，李 波

（1.广州有色金属研究院；广东 广州 510651 2.中南大学 资源加工与生物工程学院；湖南 长沙 410083）

0 引言

因矿产资源不可再生的特点，使得可供人类工业利用的资源日趋减少。特别是近代大工业的建立，世界各国正以前所未有的规模和速度消耗着地下资源，资源危机已成为当今世界一个普遍性的社会问题。充分合理地利用有限的矿产资源，加强资源综合利用，高效合理回收矿石中的有用组分，是应对这一问题的有效途径［1-2］。某夕卡岩型钨锡多金属矿为一个夕卡岩-构造蚀变复合作用形成的钨、锡多金属矿床，具有储量大，有价金属种类多，品位偏低，矿石性质复杂多变的特点，本文对该矿石进行详细的工艺矿物学研究，为选矿试验综合回收其中有用金属提供重要的矿物学依据。

1 矿石基本性质

矿石多元素化学成分（w/％）：WO30.34，Sn 0.32，Cu 0.35，Fe 15.27，Ag 24.0g/t，As 0.31，S 3.41，Al2O36.34，SiO235.90，MgO 5.76，CaO16.01，CaCO37.36，CaF210.30。矿石有用金属种类较多，锡、钨、铜均达到并略超出工业品位要求，铁和银达到综合利用的品位要求。

经矿石磨制光片显微镜下鉴定、电子显微镜能谱分析以及MLA矿物自动检测技术对原矿进行矿物查定和定量测定。钨矿物为白钨矿和黑钨矿，两者比例约为1∶1；锡矿物只有单一锡石；铜矿物主要为黄铜矿，偶见铜蓝交代黄铜矿；铁矿物种类较多，除磁铁矿、褐铁矿外，还有白铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿和其他含铁硅酸盐矿物。脉石矿物具有夕卡岩矿物特点，种类繁多，主要有透辉石、透闪石、黑云母、白云母、绿帘石、钙铁榴石、萤石、方解石、石英、长石等。

2 主要矿物的嵌布特征及嵌布粒度和解离性

2.1 主要矿物的嵌布特征

白钨矿（CaWO3）：该矿石中完整的白钨矿晶体具四方双锥晶形。白钨矿呈自形晶或半自形单晶分布在长石、石英、透闪石等脉石中，由于白钨矿结晶滞后于其他矿物，可见白钨矿晶体中包含一些矿物，如微细粒锡石和叶片状白云母等。在该矿石中较为奇特的现象是夕卡岩成矿期形成的白钨矿在后期的构造活动中被铁、锰交代，部分或全颗粒变化为黑钨矿。

黑钨矿（MnFe）WO4：该矿石中少部分黑钨矿具板状晶体，大部分黑钨矿具有如同白钨矿的四方双锥晶体，即黑钨矿具白钨矿假象，这种假象黑钨矿在钨矿石中较为罕见。黑钨矿的主要嵌布形式有：①假象黑钨矿交代白钨矿，形成黑、白钨矿连生体，或见假象黑钨矿晶粒成群在白铁矿周边或充填交代于白铁矿的粒间隙中；②黑钨矿呈粗细不等的板状穿插嵌布在脉石中，常见在厚板状、板状黑钨矿中包含脉石包裹体。

锡石（SnO2）：该矿石中锡石大多晶形完好，具四方双锥或四方柱状晶、针状晶。矿石中锡石以自形或半自形晶，成群嵌布于石英、云母、长石、萤石中，呈芝麻点状分布。该矿石锡石的特点是结晶较早，微细粒的锡石晶体被完全包裹于石英、长石或萤石晶体中，并见有超微细的锡石（＜1μm）包裹于萤石中；少量锡石分布于磁铁矿与黄铜矿粒间或分布于黄铜矿边缘。该矿石中锡石的嵌布特点是粒度微细，并嵌布于石英等矿物粒间或完全包裹于矿物晶体中，后者在磨矿产品中不易解离，是造成锡石回收率低的重要原因。

2.2 主要矿物的嵌布粒度

矿石块矿磨制光片，显微镜下测定各矿物的嵌布粒度，测定结果如图1。锡石的嵌布粒度非常细，主要集中在＜0.08mm粒级，属微细粒嵌布类型；白钨矿的嵌布粒度比锡石粗得多，粒度分布也较均匀，集中在＞0.08mm粒级；而黑钨矿的嵌布粒度与白钨矿类似，嵌布粒度比白钨矿略细；黄铜矿嵌布粒度粗细不均匀，从0.01～0.32mm各粒级含量差别不大，属细至微粒不均匀嵌布类型。

图1 主要矿物嵌布粒度

2.3 主要矿物的解离特性

采用MLA矿物自动定量系统测定了锡石、黑钨矿和白钨矿、黄铜矿的解离度，结果见图2。由测定结果可见，在磨矿细度＜0.074mm占80.13％时，从粗粒级至细粒级，钨矿物解离速度较快，总解离度达到86.83％，而锡石由于嵌布粒度微细，并包含于脉石矿物中，极难解离，其总解离度只有58.98％。

图2 磨矿产品中主要矿物单体解离度

3 矿石中钨锡的赋存状态

3.1 矿石中钨的赋存状态

钨在各主要矿物中的分配见表1。由表中可见矿石中钨主要以白钨矿和黑钨矿矿物形式存在；分散于白铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿和褐铁矿中的钨较少。在＜0.045mm细度时包含于脉石矿物中的钨仍占原矿总钨的4.04％左右，在此细度条件下，钨的理论最高回收率可达94％左右。

表1 钨在各主要矿物中的分配

3.2 锡在矿石中的赋存状态

锡在各主要矿物的分配见表2。由表2可见，在＜0.045mm细度下，已解离的锡石中锡仅占原矿总锡的68％；在＜0.045mm细度仍以微细包裹体包含于萤石和其他脉石矿物中的锡占原矿总锡的15％左右，包含于磁铁矿和硫化矿物中的锡约占5％；以类质同象方式存在于钙铁榴石中的锡占原矿总锡的12％；因此，将矿石磨细至＜0.045mm，锡的理论最高回收率只能达68％左右。

表2 锡在各主要矿物中的分配

4 结果和讨论

（1）该矿石属夕卡岩-构造蚀变复合型钨锡多金属矿石，具有有用金属种类较多，品位低的特点。

（2）研究中发现，该矿石中钨矿物具多期成矿，早期夕卡岩成矿期形成的白钨矿在后期构造作用下被铁锰交代，变化为黑钨矿，保留白钨矿的四方双锥晶形，后期形成的白钨矿晶体中包含锡石和叶片状白云母。矿石中除了交代白钨矿生成的假象黑钨矿外，也有溶液结晶的板状晶黑钨矿。在选矿工艺研究中须关注钨矿物晶形和成分上的差异可能带来可选性差别。

（3）矿石中含有较多的钙铁榴石，钙铁榴石单矿物分析表明钙铁榴石含Sn 0.3％，扫描电镜查定表明，锡以类质同象的方式进入钙铁榴石晶格，锡在钙铁榴石中均匀分布。

（4）钨矿物嵌布粒度适中，将矿石磨细至＜0.045mm，钨的理论最高回收率可达94％；而锡石嵌布粒度细，难以获得解离，在＜0.045mm细度时，已解离的锡石中锡仅占原矿总锡的68％；在＜0.045mm细度时，以微细包裹体包含于萤石和其他脉石矿物中的锡仍占原矿总锡的15％左右；以类质同象方式存在于钙铁榴石中的锡占原矿总锡的12％。因此，将矿石磨细至＜0.045mm，锡的理论最高回收率仅能达68％左右。

（5）该矿石中锡石的嵌布特点是粒度微细，嵌布于石英等矿物粒间或完全包裹于矿物晶体中，矿石磨得越细，锡石从脉石矿物中解离出来就越多，然而磨矿细度增加，选矿工艺工程化的难度就越大，成本越高，需综合权衡，制定合理工艺流程。

［1］杨 磊，刘厚明，刘飞燕，等.某多金属硫化矿石的工艺矿物学研究［J］.矿产综合利用，2008，12（6）：32-33.

［2］梁冬云，李 波，高玉德.甘肃某白钨矿石工艺矿物学研究［J］.中国钨业，2009，24（6）：17-19.