云南某钨矿石工艺矿物学研究

张兴旺 ，孙志勇

（1.宁夏工商职业技术学院，宁夏 银川 750012；2.西北有色地质研究院，陕西 西安 710054）

中国有丰富的钨矿资源，储量及产量均居世界第一，主要产地有江西、河南及湖南等地[1]。钨矿床主要以石英脉型、夕卡岩以及斑岩型为主，一般伴生有多种有价金属元素，是典型的多金属矿床，如湖南柿竹园钨矿以钨、锡、铋、钼为主，伴生有铜、铅、锌、铁、金及银等矿产；江西大吉山钨矿伴生有丰富的铋、钼、铍、铌、钽等矿产[2]。我国钨矿床重要特征是品位低、嵌布粒度细、矿物共生密切等特点。因此，对于钨矿而言，不仅要回收钨元素，更要综合回收其伴生的有价元素，从而提高经济效益，实现资源综合利用。

该矿含矿岩性主要为石英脉，其次为结晶灰岩和千枚状绢云母板岩，钨品位为0.58%，并伴生有其他有价金属元素。通过多元素化学分析、光学显微镜、MLA、扫描电镜及能谱等手段[3]，查明了该矿的组成、嵌布特征等情况，为该矿石的综合回收提供了理论依据。

1 原矿物质组成

1.1 原矿多元素化学分析

矿石多元素化学分析结果见表1。由表1可知，矿石中主要有价元素为钨，含量为0.58%，可综合回收的有价元素为金、银，含量分别为0.1 g/t、12 g/t，其他金属元素铜、锌、铁、铅等含量较低，回收价值不大，有害元素为砷，含量0.0055%。硫含量0.74%，虽然达不到综合回收标准，但是其对钨矿的富集有重要影响。

表1 原矿多元素化学分析/%Table 1 Main chemical composition analysis results of the ore

1.2 原矿矿物组成

通过显微镜观察得知：矿石中的主要目的回收矿物为白钨矿，其次为钨铅矿；金属矿物主要为磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其次有黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等；非金属矿物主要有石英、方解石和绢（白）云母等。显微镜下矿石矿物组成及含量详见表2。

表2 矿石矿物组成及含量Table 2 Mineral composition and content of the ore

1.3 原矿钨矿物相分析

化学物相分析结果见表3，由表3可知，原矿中的钨主要以白钨矿的形式存在，占有率为78.67%；其次为钨华，占有率为19.23%；少量以黑钨矿的形式存在。

表3 原矿钨物相分析结果Table 3 Phase analysis of tungsten ore

2 矿石结构构造

2.1 矿石结构

经查明，矿石结构有以下四种：一是自形—半自形粒状结构，白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿等金属矿物呈此结构；二是它形—半自形粒状结构，部分白钨矿、磁黄铁矿、黄铜矿等呈此结构；三是包含结构，白钨矿包裹非金属矿物、黄铁矿形成包含结构；四是交代结构，褐铁矿交代白钨矿、黄铁矿，形成交代结构。

2.2 矿石构造

矿石构造主要有两种，即浸染状构造：金属矿物（主要白钨矿、磁黄铁矿、黄铁矿等）在矿石中呈浸染状分布形成此构造，这种构造在矿石中比较普遍；脉状构造：褐铁矿沿白钨矿裂隙、部分方解石沿石英脉裂隙呈脉状分布。

3 原矿中钨元素配分及粒度分析

3.1 原矿中钨元素配分

将选样磨碎后，对其作MLA(矿物参数自动定量分析系统)[4]，结果表明, 原矿中钨元素主要赋存在白钨矿中，含量为99.97%。

3.2 白钨矿的化学成分

为了解矿石中白钨矿的化学成分，对其做电镜扫描分析，结果见表4。由表4可知，白钨矿中不含其他杂质，W含量与理论值基本一致。

表4 白钨矿化学成分/%Table 4 Chemical composition of scheelite

3.3 白钨矿的嵌布粒度

为确定合适破碎、磨矿以及选别方法，需要充分了解白钨矿的嵌布粒度，用过线法对白钨矿进行了粒度统计分析，统计结果见表5。

表5 白钨矿的粒度分析Table 5 Particle size analysis of scheelite

由表5可知，白钨矿的粒度中+0.08 mm 83.74%，-0.08 mm 16.26%，其中-0.08+0.04 mm 10.39%。总的来说，白钨矿粒度较粗，可以考虑重选回收钨。

4 主要矿物嵌布特征

4.1 白钨矿嵌布特征

白钨矿是含钨的主要矿物，在矿石中与非金属矿物、黄铁矿和褐铁矿关系都很密切。

矿石中白钨矿与黄铁矿的连生较为少见，二者之间为规则连生，偶见白钨矿包裹被褐铁矿交代的黄铁矿，见图1、2。

图1 （反光）白钨矿与黄铁矿规则连生Fig.1 Scheelite associated with pyrite regularly

图2 （反光）白钨矿包裹被褐铁矿交代的黄铁矿Fig.2 Scheelite coated with pyrite replaced by limonite

可见褐铁矿沿白钨矿边缘裂隙分布或褐铁矿呈细线状、脉状分布于白钨矿中，少见白钨矿包裹微细粒尘点状褐铁矿褐铁矿粒度较细，不易与白钨矿解离，见图3。

图3 （反光）褐铁矿沿白钨矿边缘和裂隙交代白钨矿Fig.3 Limonite metasomatism of scheelite along the edge and fracture of scheelite

此外，白钨矿呈它形—半自形粒状，粒径大小不等，可由0.01～1.5 mm，呈星点状—致密块状不均匀分布于非金属矿物中，部分白钨矿与方解石连生，表现为规则—半规则连生，白钨矿包裹方解石或方解石呈细脉状穿入白钨矿中，方解石和白钨矿同为含Ca的矿物，二者不易分离，且关系又较为密切，给选矿带来了一定难度，见图4～5。

图4 （反光）白钨矿分布于非金属矿物中Fig.4 Scheelite distributed in non-metallic minerals

图5 （反光）白钨矿包裹粒度不等的方解石Fig.5 Scheelite encapsulates calcite with different grain sizes

4.2 钨铅矿的嵌布特征

钨铅矿在矿石中很少，多为它形粒状、不规则状，粒径0.01～0.02 mm，通过扫描电镜发现沿白钨矿边缘和裂隙交代白钨矿，可见少量与菱锌矿连生见图6。

图6 白钨矿与钨铅矿连生Fig.6 Scheelite associated with stolzite

4.3 黄铁矿的嵌布特征

黄铁矿在矿石中多呈它形粒状和不规则状，粒径0.01～0.3 mm，多呈浸染状—星点状分布，可见少量与白钨矿连生，可见部分黄铁矿被褐铁矿交代，形成交代结构，部分交代比较完全，形成交代残留结构，见图7。

图7 （反光）褐铁矿交代黄铁矿，形成交代结构Fig.7 Limonite metasomatic pyrite, forming metasomatic structure

4.4 磁黄铁矿的嵌布特征

磁黄铁矿是矿石中的主要含铁矿物之一，多呈不规则状和它形粒状，粒径0.01～0.2 mm，稀疏浸染状—星点状分布，偶见与黄铜矿、黄铁矿连生，未见到与白钨矿连生，见图8。

图8 （反光）磁黄铁矿、黄铜矿连生及其星点状分布的褐铁矿Fig.8 Pyrrhotite, chalcopyrite and stellate distributed limonite

4.5 褐铁矿的嵌布特征

褐铁矿多呈尘点状、粒状和不规则状，粒径0.01～0.2 mm，星散状—星点状分布或沿非金属矿物解理裂隙分布，可见部分交代黄铁矿，形成交代结构，部分与白钨矿连生。

4.6 金、银元素赋存状态

矿石中含Au 0.1 g/t、Ag 12 g/t，达到综合回收标准，在显微镜下中未见到金、银的独立矿物，但在扫描电镜下（放大5000倍）见到两粒银的独立矿物—辉银矿，粒径＜0.005 mm，其中一粒包裹于方铅矿中，一粒分布于石英与褐铁矿粒间，见图9、10。

图9 方铅矿包裹辉银矿Fig.9 Galena wrapped with argentite

图10 （反光）位于褐铁矿和石英粒间的辉银矿Fig.10 Argentite located between limonite and quartz grains

4.7 脉石矿物

石英为矿石中的主要非金属矿物，多呈不规则状和它形粒状，粒径相差悬殊0.1～2.6 mm，主要存在于石英脉中；部分石英分布于结晶灰岩的方解石粒间或呈脉状穿插于结晶灰岩中。

方解石分布于方解石石英脉中或结晶灰岩中。石英脉中的方解石多呈不规则状和粒状，粒径大小不等，粒径0.1～0.9 mm，分布于石英粒间，部分与白钨矿连生。

结晶灰岩中的方解石多呈它形粒状，粒径0.05～0.4 mm，颗粒之间相互紧密镶嵌，部分白钨矿呈星点状分布于结晶灰岩中，与方解石连生。

5 矿石可选性分析

（1）本矿石中主要可回收矿物为白钨矿，从白钨矿粒度分布来看，白钨矿粒度整体较粗，部分白钨矿与非金属矿物以连生或包含的形式存在。因此，粗粒级白钨矿适宜用重选回收，对于与非金属矿物连生或包含的白钨矿需要提高磨矿细度，使得白钨矿解离充分后用浮选的方法回收[5]。

（2）原矿TFe含量为4.00%，主要以黄铁矿、磁黄铁矿和褐铁矿的形式存在，CaO含量为11.96%，主要以方解石的形式存在。由于硫铁矿和方解石对白钨矿的浮选回收影响较大[6]。因此建议选别流程采用阶段磨矿阶段选别，先重选后浮选。在重选时可以提前去除后续浮选中方解石对钨精矿的影响；对重选精矿再次浮选可进一步提高钨精矿品位并获得硫产品，以增加产品附加值。

6 结 论

（1）矿石中钨是主要的回收元素，Au、Ag含量分别为0.1 g/t、12 g/t，应考虑综合回收，其他金属元素含量较低，无回收意义。

（2）矿石中的主要目的回收矿物为白钨矿，其次为钨铅矿；金属矿物主要为磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其次有黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等；非金属矿物主要有石英、方解石和绢（白）云母等。

（3）钨元素主要赋存于白钨矿中，少量赋存于钨铅矿中。白钨矿粒度相对较粗， +0.08 mm 83.74%，白钨矿主要呈块状—星点状分布于非金属矿物（石英、方解石）中，与它们呈半规则连生或包含关系，因此白钨矿与石英、方解石的解离较为重要，此外因为白钨矿和方解石均为含钙矿物，二者的有效分离是选矿的技术关键。

（4）通过矿石工艺矿物学研究，建议对矿石采用阶段磨矿阶段选别，先重选后浮选的工艺流程。