内蒙古自治区阿拉善左旗元山子地区黑色岩系镍钼矿矿石特征及选矿方法

梁利东 柴德亮

（1、中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川750021 2、宁夏回族自治区矿产地质调查院，宁夏 银川750021）

1 矿床特征

元山子镍钼矿成因类型为沉积变质热液改造型。赋存于寒武系张夏组（∈2z）地层中，有2 个镍钼矿（化）层，赋存于含碳或夹石英绢云母千枚岩、黑色（含镍、钼等元素）含碳石英绢云母千枚岩地层之中。1 号矿层镍、钼基本同体共生，平均厚度5.45m；镍最高品位1.61%，最低品位0.20%，平均品位0.37%。钼最高品位0.564%，最低品位0.011%，平均0.097%，为区内的可采矿层。2 号矿层位于1 号矿层下部，相距3～55m，钼矿体最大厚度2.69m，最小厚度2.53m，平均2.61m，厚度变化不大较稳定，钼平均品位0.079%，镍达不到工业品位。

2 矿石特征

2.1 矿石的结构构造

2.1.1 矿石的结构

矿石矿物以粒状结构为主，同时具交代结构、胶状结构、生长结构等。交代生物残留结构：大部分为黄铁矿及辉钼矿交代细胞状集合体团块或蜂窝状外形的生物残留结构。变质生长结构：炭质类矿物沿矿石片理方向生长呈定向排列。粒状结构：黄铁矿、辉砷镍矿呈不具任何外形的块状，有些黄铁矿呈自形晶。胶状结构：少数黄铁矿呈树枝状，二硫镍矿、辉砷镍矿呈环带状，亦见到针镍矿、砷黝铜矿围绕辉砷矿外围呈环带状生长。

2.1.2 矿石的构造

细脉浸染状构造：硫化物主要呈细脉状沿千枚岩片理分布，宽小于1mm，肉眼可见黄铁矿，少数为辉铁镍矿。浸染状构造：片理不完全的千枚岩，硫化物除沿片理分布外，并在千枚岩中呈块状，直径可达1cm，肉眼观察硫化物几乎为黄铁矿。

2.2 矿石的矿物成分

矿石矿物主要为辉钼矿（含量0.06%）、辉砷镍矿（含量0.29%）、针镍矿（0.02%）、辉铁镍矿（0.03%），其他矿物含量甚微，有黄铁矿、辉铜矿、闪锌矿、黄铜矿、褐铁矿、毒砂、铜蓝等。非金属矿物主要以石英、绢云母及碳质物组成。辉钼矿呈微细粒星散状分布，碳质物呈鳞片状分布，与镍、钼关系较密切，碳质物含量高时镍、钼含量相应也变高。

2.3 矿石的化学特征

矿石中主要有益元素Ni、Mo 分布变化较大，全矿区矿层镍最高品位1.61%，最低品位0.20%，平均品位0.37%，变化系数为47.57%。钼最高品位0.564%，最低品位0.011%，平均0.097%，变化系数为52.52%。

3 选矿试验

3.1 采样方法、种类及代表性

3.1.1 样品采集

本次样品采集在详查区内规模较大的1 号矿（体）层，分别采集于钻孔和斜井平巷中。矿石样品由选技术人员按选冶加工试验规范要求进行采集, 第一次采样由于品位达不到矿山工业品位,因此进行第二次采样。第一次和第二次采集的矿石样品为选冶试验的原矿样品。有一定的代表性。配样结果见表1。

表1 配样结果

3.1.2 样品制备

原矿粒度, 最大约为100mm, 由于样品的粒度较大需处理为适合于试验及分析用样品的粒度。经过三段破碎 ( 两段开路,一段闭路) 制成-1mm 的试验原矿样品,原矿样品混匀缩分分别按要求破碎 至所需的粒度。

3.2 选矿试验方法、种类及结果

元山子矿区原矿为灰黑色页状、千枚状构造，片理、千枚理较发育，矿石内发育石英及方解石细脉，硫化物主要呈细脉状沿矿石片理、千枚理分布，脉宽小于1mm，肉眼可见黄铁矿，少数为辉铁镍矿。该类矿石中硫化物除沿片理外，还可见呈结状、团块状集合体出现，直径可达1cm 以上。矿石自然类型属黑色页岩型镍钼矿石。

根据矿石中镍、钼矿物结晶特点可以看出，-1mm 的该矿应该属于中等可碎性矿石。对已破碎至-1mm 的原矿进赛筛分，分为六个粒级，并对各粒级产品进行化学分析，以考察各级粒极产品中有用元素Mo 和Ni 的分布情况。结果见表2。

表2 原矿粒度分析结果表

从分析结果可以看出，钼和镍在各粒级中品位基本无变化，属均匀分布。根据-1mm 原矿粒度特性数据，该矿属于中等可碎性矿石,见表3。

表3 原矿粒度特性数据

矿石的可选性:

根据试验样品中有用元素钼、镍的特性，试验采用浮选方法。浮选试验采用的浮选机型号为: 搅拌式浮选机XFD-63型离心式浮选机( 容积分别为6L,3L),0.75 L 、0.5L)。粗选浮选浓度为30%左右,扫选和精选浮选浓度相应降低。

3.3 选矿工艺流程及最终结果

3.3.1 原矿细磨浮选试验条件及流程见图1。

图1 选矿流程

由图1 可以看出，根据前面的条件试验分析:要想获得合格的钼精矿和镍精矿必须细磨才行，考虑到生产中控制条件的问题，选择原矿一次细磨到-200 目95%时进行试验。

3.3.2 试验数据及结果

本次试验主要考察提高细度能否提高镍的品位及回收率。采用原矿细磨、钼镍优先浮选流程，试验结果见表4。本试验是球磨60 分钟后进行浮选试验的, 经过筛析测得球磨60 分钟细度为-200 目占95.0%。从表4 中数据可以看出,经过两次精选后镍的品位就可以上升至3.53%,回收率达70.07%,效果比较明显。因此，确定采用原矿细磨至-200 目占95%作为最终磨矿细度。

表4 原矿细磨试验结果表

3.3.3 浮选试验小结

该入矿原矿为炭质黑色页岩型钼镍矿矿石(俗称黑矿),经化学分析结果钼品位为0.081%、镍品位为0.35%,经工业分析固定碳12.06%、挥发分1.73%、灰分86.22%。原矿中含有较多炭质物，由于炭质物的存在，使浮选过程不易控制。对该原矿进行3500C 温度下1.5 小时焙烧处理, 钼和镍品位分别提高到0.15%、0.40%，将处理后的焙烧矿进行浮选试验,细磨优先浮选钼然后浮选镍，可以得到合格的钼精矿和镍精矿。

3.3.4 最终产品分析

最终产品化学多项分析，钼精矿多元素分析结果：Mo45.88% ，Ni1.06% ，Cu0.51% ，Pb0.01% ，SiO27.95% ，As0.02% ，Sn0.01%，CaO1.89%。镍精矿多元素分析结果：Ni3.62%，Mo0.31%，MgO0.32%，Fe2O320.44%，SiO210.25%。

3.3.5 最终产品物相分析

对最终产品进行钼和镍的物相分析并与原矿分析进行对比,钼物相分析原矿Mo/MoS2为0.068%，最终产品为44.98%；原矿Mo/MoO3为0.002%，最终产品0.90%；原矿合计0.070%，最终产品合计45.88%。镍物相分析原矿Ni/NiS0.29%，最终产品为3.49%；原矿Ni/NiSO0.004%，最终产品0.012%；原矿Ni/NiSO40.031%，最终产品0.09%；原矿Ni/NiSO30.023%，最终产品0.028%；原矿合计0.347%，最终产品合计3.62%。

4 结论

内蒙古阿拉善左旗元山子镍钼多金属矿矿石成分和结构较为复杂，选矿难度较大。选矿试验选择矿石化学组分中钼品位0.070%、镍品位0.35%。矿石属中等可碎性矿石,在试验过程中发现该矿相当难磨；大量碳的存在,使浮选过程不易控制；对该原矿进行3500C 温度下1.5 小时焙烧处理,钼和镍品位分别提高到0.15%、0.40%，将处理后的焙烧矿进行浮选试验,可以得到合格的钼精矿和镍精矿。经过浮选试验，最终钼精矿产率0.23%，品位45.88%，钼回收率70.35 %。最终镍精矿产率8.46%，品位3.62%，镍回收率76.56 %，该矿石为较难选矿石。经过试验，能够选出合格的钼精矿和镍精矿，试验报告的数据可以做为地质评价的依据。建议在矿山开发利用时继续进行详细的流程试验及扩大连续试验，为生产提供合理的工艺流程条件和指标。