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铜钨矿选矿设备与矿石性质的关系和研究

 某地铜钨矿属阳起石石榴石矽卡岩型铜钨矿，矿石的形成经历了矽卡岩期和石英一萤石金属硫化物期，矽卡岩期主要形成白钨矿，石英一萤石金属硫化物期主要形成黄铜矿等多金属硫化物。通过对矿石中有益、有害元素赋存状态的综合测试研究，分析了影响选矿指标的矿物学因素，为制定经济合理的选矿工艺流程及工艺参数提供了可靠的工艺矿物学依据。
1 矿石性质
 原矿多元素分析结果见表 1。由表 1可知，矿石中主要有用元素为钨，含W03 0.81%，其次是铜，金、银达到了综合回收品位；有害元素砷、磷等含量低，对钨、铜回收影响不大。
矿石矿物组成见表2。由表2可知，矿石中主要矿石矿物为白钨矿和黄铜矿，主要脉石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、钙铁石榴石和阳起石等。在本矿样中未见到金、银的独立矿物。
2  钨的赋存状态
 通过显微镜下详细鉴定及扫描电镜观察、能谱分析等，查明了钨元素主要赋存于白钨矿中。
2.1 白钨矿的化学成分
 为了解白钨矿化学成分，选择具有代表性的样品5件，进行能谱分析，白钨矿中W03含量为64.24% -64.98%，钙含量为13.32%-13.69%，氧含量为21.56%-22.09%。基本与白钨矿理论值相近。
2.2  白钨矿粒度统计
 白钨矿粒度大小为0.01-0.68mm，白钨矿粒度差异较大，为了全面了解白钨矿的粒度分布，用面测法对白钨矿粒度进行了测定，测定结果见表30由表3可知，白钨矿粒度主要集中分布在0.04-0.64 mm，其中大于0.08 mm占82.53%，粒度的差异较大，可能需要多段磨矿方可充分解离。
2.3 白钨矿嵌布特征
 白钨矿在较富矿石中呈浸染状，局部呈稠密浸染状分布，可见连晶、集晶；在较贫矿石中呈星散状、星点状分布，以单晶为主，主要位于非金属矿物粒问，少量位于金属矿物粒问。原矿进行选矿抛尾预处理的可能性不大。
 白钨矿与非金属矿物的连生关系。白钨矿呈半自形一自形粒状，与钙铁榴石、阳起石、萤石、石英等关系密切，主要分布其粒问，与其呈规则一半规则连生。普遍容易解离，解离程度的关键取决于白钨矿的粒度大小。
 白钨矿与金属硫化物的连生关系。白钨矿与金属硫化物连生关系较少，主要有三种连生关系：
1)规则一半规则连生。白钨矿分布于黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿粒间，呈规则一半规则连生，是白钨矿与金属矿物的主要连生关系，比较容易解离。
2)包裹连生关系。白钨矿包裹于黄铜矿、磁黄铁矿中，白钨矿的解离程度，取决于白钨矿的粒度大小，粗粒白钨矿容易解理，细粒则需要较细的磨矿细度，这种连生关系较少，对选矿指标影响不大。
3)黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、白铁矿等呈细脉状分布于白钨矿裂隙中，白钨矿的解离程度取决于硫化矿物脉体的宽窄，宽者需要磨矿细度较粗，窄者需要磨矿细度较细，这种连生关系很少见，对选矿指标影响不大。
3 铜的赋存状态
 矿石中含铜的矿物主要为黄铜矿，其次有少量铜蓝和孔雀石，孔雀石分布于黄铜矿、铜蓝边部，在浮选过程中，大部分可以与黄铜矿、铜蓝一起进入铜精矿。
3.1  黄铜矿化学成分
 为了了解黄铜矿化学成分，选择具有代表性的样品5件，进行能谱分析，黄铜矿铜含量32.62%  -33.83%，铁含量28.96%-29.50%，硫含量34.94%-35.56%。黄铜矿中有少量的金、银赋存。这部分金、银呈类质同象形式存在，它将随载体矿物的回收而回收，丢失而丢失。
3.2  黄铜矿粒度统计
 黄铜矿粒度大小为0.01-0.6mm，为了全面了解黄铜矿的粒度分布，用面测法对黄铜矿粒度进行了测定，测定结果见表 4。由表 4可知，大于0. 08mm粒度占78.10%。与白钨矿相比，粒度较细。
3.3  黄铜矿嵌布特征
 黄铜矿呈它形粒状、不规则状、细脉状等分布于岩石中，在铜富矿石中，黄铜矿呈浸染状分布‘4），在铜贫矿石中，呈星散状、星点状分布。
3. 3.1  黄铜矿与非金属矿物的连生关系
 粗粒黄铜矿（短径粒度大于74μm）与非金属矿物的连生关系有两种：1）较粗粒黄铜矿呈半自形一它形粒状，主要呈浸染状、局部呈团块状分布于非金属矿物粒问，大部分与非金属矿物如石榴石、石英等呈规则一半规则连生，这种连生关系比较容易解离；2)包裹连生关系。在部分粗粒黄铜矿中有细粒、长条状非金属矿物包裹体存在。这部分非金属矿物虽然含量不高，但如果不能较好解离，则是影响铜产品质量的因素之一。
 较细粒黄铜矿与非金属矿物的连生关系。较细 粒黄铜矿主要呈微细粒状、针状、线状、细脉状、蠕虫状、乳滴状等，分布于非金属矿物粒间、解理中或包裹于非金属矿物中，这部分黄铜矿粒度小于74μm（短径），针状、线状的黄铜矿，主要交代阳起石，充填于阳起石解理及放射状阳起石集合体中，其次分布于放射状绿泥石粒间等。这部分黄铜矿对磨矿细度要求高，如果磨矿细度较粗，则与相邻矿物形成连生体，与脉石贫连者，将进入浮选尾矿，造成铜的损失；与脉石富连者，将携带脉石进入铜精矿，影响铜精矿品位。如果磨矿细度太细，黄铜矿解离度高，但容易造成细泥化，不利于铜的回收。因此，黄铜矿与相邻矿物的解离是获得理想选矿指标的关键。
3. 3.2  黄铜矿与磁黄铁矿的连生关系
 黄铜矿与磁黄铁矿的连生关系密切，主要连生关系有：1）黄铜矿与磁黄铁矿呈规则连生。黄铜矿呈半自形粒状，与较粗粒磁黄铁矿连生界线呈平直状，二者结晶时间基本相同，形成规则连生关系，这种连生关系容易解离。2）黄铜矿与磁黄铁矿呈半规则一不规则连生。黄铜矿呈它形粒状，与磁黄铁矿接触界线呈弯曲状、锯齿状、港湾状等，二者连生紧密，在粗磨时，二者在接触界线处容易形成连生体，这部分连生体需要磨矿细度较高，才可充分解离。这种嵌布类型是黄铜矿与磁黄铁矿的主要连生关系。3）包裹与半包裹连生。部分细粒磁黄铁矿分布于较粗粒黄铜矿中，同时部分细粒黄铜矿分布于磁黄铁矿中。这种连生关系比较难解离，但占有量较少，对选矿影响不大。
3.3.3  黄铜矿与黄铁矿的连生关系
 黄铜矿与黄铁矿关系不太密切，连生关系比较简单，主要呈规则一不规则连生和细脉状充填两种类型，黄铁矿呈半自形粒状，与较粗粒黄铜矿呈规则一不规则连生，少量黄铁矿比较破碎，在黄铁矿裂隙中有少量黄铜矿呈细脉状充填，黄铜矿与黄铁矿比较容易解理，但黄铜矿与黄铁矿的可浮性均比较好，在浮选过程中，二者的彻底分离是获得理想选矿指标的关键。
4  矿石结构构造及类型
4.1  矿石结构
 矿石结构主要有半自形一自形粒状结构、交代结构、固溶体分离结构等，其中呈半自形一自形结构F的矿物，彼此之间容易解离，其它结构，则较难解离。
4.2  矿石构造
 矿石构造主要有浸染状一稀疏浸染状构造，其次有脉状构造、星散状等，其中浸染状一稀疏浸染状构造分布的矿石矿物，要使其充分解离，对磨矿要求较高。
4.3  矿石类型
 铜、钨物相分析结果见表 5。硫化铜为89.34%，根据有色金属矿石划分标准，本区铜矿石为混合矿，接近硫化矿。白钨矿占有率为94.41%，其它钨很少，为白钨矿矿石。结合赋矿岩性，矿石类型为矽卡岩型钨矿石。
5  根据矿石性质确定选矿工艺流程
 由矿石性质可知，铜矿为混合矿，接近硫化矿，可用浮选工艺回收铜；钨为白钨矿，密度大，以粗粒为主。因此，选矿原则流程方案确定为：先粗磨浮铜，重选较粗粒白钨矿；再适度磨细，浮选回收细粒白钨矿的重选一浮选联合工艺流程，通过详细的条件试验后，获取了较为理想的铜、钨选矿指标，其结果与矿石性质研究结论相吻合。
 重邊一浮选联合闭路流陧见图1，试验结果见表6。由表 6可见，采用重选一浮选再磨联合工艺流程，可得铜品位22. 76%、铜回收率88. 35%的铜錚矿和W03品位 53.36%、W03回收率83.79%、含硫1.04%的高品位钨精矿。