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作者:劉文恒劉繼順谷湘平劉衛明楊立功王天國單位:中南大學有色金屬成礦預測教育部重點實驗室中南大學地球科學與信息物理學院江西理工大學資源與環境工程學院
白鎢礦的賦存狀態
通過顯微鏡下觀察含鎢礦石樣品顯示鎢元素以白鎢礦形式產出。鏡下顯示白鎢礦一般呈中粗粒浸染狀分布于透輝石、螢石、石榴石矽卡巖中(照片2B,E),少量呈細脈狀沿透輝石、螢石、石榴石矽卡巖內裂隙充填(照片2A,F)。白鎢礦多被后期方解石和螢石穿插交代(照片2C),與石榴石、透輝石、輝鉬礦、錫石、方鉛礦、輝鉍礦、自然鉍、黃鐵礦等礦物共生(照片2D)。脈石礦物石榴石、螢石多呈均一的塊狀產出,透輝石、方鉛礦、黃鐵礦、輝鉍礦、自然鉍、錫石等多呈星點浸染狀和細脈狀分布。
白鎢礦的礦物特征
通過對白鎢礦樣品進行能譜定量分析,分析結果如表2所示,可見白鎢礦中普遍含氧化鉬。氧化鉬質量分數0.64%~21.74%,平均7.8%。將白鎢礦樣中WO3含量與相對應的MoO3含量投影到WO3-MoO3含量關系圖中(圖2),可見WO3與MoO3的含量具有一定的線性關系,即WO3的含量隨著MoO3的含量的增高而降低,互為消長關系。在背散射電子圖像中(照片3),可見白鎢礦內含鉬高的區域亮度低,白鎢礦含量也低;含鉬低的區域亮度高,白鎢礦含量也高。該現象與柿竹園礦區含鉬白鎢礦特征相似,紫外燈下柿竹園礦區含鉬高的白鎢礦呈黃色螢光,含鉬低的白鎢礦發藍色螢光。為了研究白鎢礦內所含鉬的賦存形式,對白鎢礦粉末進行X射線衍射分析,由長沙礦冶研究院測試,儀器為Dmax/2200-γA10型X射線衍射儀(日本理光公司),測試條件為:X射線管選用銅靶,管壓50kV,管流100mA,4°/min,自動狹縫系統。X射線衍射結果(圖3)表明白鎢礦粉末內不含獨立的鉬礦物的機械混入物。博基(1971)和香農(1976)指出W6+的離子半價為0.065nm或0.060nm,Mo6+的離子半價為0.065nm和0.059nm,即W6+和Mo6+具有相似的離子半價和相同的電荷。根據V.M.Goldschmidt(1937)的類質同象法則,豐度高的W6+形成獨立的礦物白鎢礦,而豐度較低的Mo則進入白鎢礦的礦物晶格置換相應位置上的W6+。對于這一現象,前人提出CaWO4-CaMoO4的分類方案,使含鉬白鎢礦具有明確含鉬量的意義。
白鎢礦的粒度特征分析
礦石中主要目的礦物的粒度組成及其分布特點對確定磨礦細度和制定詳細的選礦工藝流程具有直接的影響。為此,在透光顯微鏡下對白鎢礦單體顆粒的工藝粒度進行測定,對于具有碎裂結構的白鎢礦顆粒,則對每個碎粒單獨進行測定。粒度統計間隔按2的冪次方劃分。由于白鎢礦具有紫外燈下顯藍光的特性,故在測定過程中可以利用紫外燈確定白鎢礦顆粒。但對于特別細小的顆粒(如<75微米),鏡下紫外燈難以分辨,有可能忽略,故白鎢礦單體顆粒工藝粒度的測定結果有可能漏掉微細粒部分(表3)由表3和圖4可以看出白鎢礦的粒度含量主要集中在0.04mm~0.08mm區間,含量分布占總含量的27.7%;白鎢礦粒度頻率分布也主要集中在這一區域,顆粒數393,占總顆粒數939的41.85%,其次集中在0.02~0.04區間,顆粒數186,占總顆粒數939的19.81%。而且63.71%的白鎢礦顆粒集中在0.08mm(相對于+200目)以上的區間范圍內,平均粒度為0.12mm,屬中細粒嵌布。運用數粒法對礦石綜合樣進行白鎢礦的單體解離度測定。將綜合樣按兩個粒級進行劃分,即80目~200目和-200目,接著預先將連生體劃分為3/4,2/4,1/4三種類型(比例數代表白鎢礦在一粒連生體顆粒中占有的體積相對值),然后在鏡下連續而不重復的測數白鎢礦的單體顆粒數和各類型連生體顆粒數,記錄如下表(表4)所示。
由表4可以看出,當綜合樣研磨至80目~200目時,白鎢礦的單體解離度為85.14%;當綜合樣研磨至大于200目時,白鎢礦的單體解離度為92.62%。可見加大礦石樣的磨礦細度可以提高白鎢礦的單體解離度,有利于白鎢礦的回收。之前的研究中在對礦石綜合樣不同磨礦細度下鎢的品位分析得出,<200目部分鎢的品位為0.21%,>200目部分鎢的品位為0.37%,故加大礦石磨礦細度不僅可以提高白鎢礦單體解離度,還可以提高鎢的品位。由于礦石磨礦細度的提高有利于有用礦物的選冶回收,故以>200目下白鎢礦的單體解離度作為鎢的理想回收率,若礦石綜合樣中有80%研磨至>200目,則鎢的最大理想回收率(R80%)為:R80%=[0.37%×80%/(0.37%×80%+0.21%×20%)]×92.62%=81.11%;若礦石綜合樣中100%研磨至>200目,則鎢的最大理想回收率(R100%)為R100%=92.62%。因此加大礦石綜合樣的磨礦細度能確保鎢有較好的單獨選礦回收價值。需要指出的是,前人的研究指出白鎢礦的回收率并非總是隨磨礦細度的加大而增加,如研磨過細可能導致其中易磨礦物過粉碎而產生細泥,并混入精礦導致鎢品位下降和回收率降低。故根據礦床實際礦物組合和礦物特征選擇合適的磨礦細度對于目的礦物的選礦回收有重要意義。
結論
1矽卡巖型鎢-鉬礦石為礦區含鎢最重要的礦石工藝類型,約占總量的75%,產在花崗斑巖、花斑巖接觸帶矽卡巖中,圍巖為石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖、硅灰石矽卡巖,礦體與圍巖無明顯界線,白鎢礦呈中粗粒及細脈浸染狀分布,w(WO3)=0.15%~1.8%。
2礦石礦物主要為白鎢礦,可見自然鉍、輝鉍礦、輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。脈石礦物主要為鈣鐵榴石、鈣鐵輝石、透輝石、螢石、方解石、硅灰石等。
3白鎢礦普遍含鉬,鉬與鎢呈明顯的互消長關系,鉬以類質同象形式存在于白鎢礦的晶格中。
4加大礦石綜合樣的磨礦細度能提高白鎢礦的單體解離度和鎢的品位。當礦石綜合樣中有80%研磨至>200目時,鎢的最大理想回收率為81.11%;當100%研磨至>200目時,鎢的最大理想回收率提高為92.62%。故加大礦石綜合樣的磨礦細度能確保本區鎢有較好的單獨選礦回收利用前景。