假象白钨矿和黑钨矿工艺矿物学特征及对选矿的影响.pdf

2 0 1 0 年第2 期 有色金属 选矿部分 l 假象白钨矿和黑钨矿工艺矿物学特征及对选矿的影Ⅱ向 梁冬云，张莉莉 广州有色金属研究院，广州5 1 0 6 5 0 摘要从工艺矿物学的角度，研究了湖南柿竹园多金属矿中的假象白钨矿和湖南锡田多金属矿中的假象黑钨矿 的矿物特征，并根据选矿产品矿物检测分析了假象白钨矿和假象黑钨矿的可浮性。 关键词假象白钨矿；假象黑钨矿；工艺矿物学特征 中图分类号T D 9 5 2 ．1 文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 0 0 2 - - 0 0 0 1 - 0 4 众所周知，白钨矿和黑钨矿是钨矿石中常伴生 的两种钨矿物，也是重要的工业矿物。在许多高一 中温热液钨矿床中，白钨矿交代黑钨矿现象较普 遍，形成具有黑钨矿晶体形态、而化学组成为白钨 矿的假象白钨矿。而最近我们在对湖南省锡田多金 属矿的研究中发现具有白钨矿晶体形态、而化学组 成为黑钨矿的假象黑钨矿。本文针对湖南柿竹园多 金属矿的假象白钨矿和湖南锡田多金属矿的假象黑 钨矿，研究钨矿床中相互交代转化生成的假象白钨 矿和假象黑钨矿的工艺矿物学特征，分析其在选矿 工艺流程中的行为，对钨矿的选矿研究具有重要的 指导意义。 1 地质产状和成因分析 1 ．1 假象白钨矿的地质产状和成因分析 本文研究的假象白钨矿赋存于湖南省柿竹园钨 多金属矿床，成矿母岩为燕山期千里山复式花岗岩 体，含矿岩体为花岗岩与泥盆纪佘田桥组含泥质条 带状灰岩接触部位的巨厚层矽卡岩。矿体主要有矽 卡岩矿物石榴石、钙铁辉石、透辉石、符山石、透 闪石、硅灰石、萤石、方解石等，金属矿物有白钨 矿、黑钨矿、假象白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石 等矿物组成。假象白钨矿主要产于云英岩矽卡岩 叠加部位。根据陈军的研究⋯，假象白钨矿的形 成是在云英岩化过程中长石蚀变为绢云母，消耗了 大量H ，使酸性环境变为偏碱性，脉岩中已生成 的黑钨矿可能被云英岩化时交代析出的钙离子置换 而转变为白钨矿，多余的铁、锰离子生成磁铁矿等 氧化物，反应式 6 M n ，F e W 0 4 6 C a O H 一7 0 2 叫6 C a W 0 4 2 F e 3 0 4 6 M n O 8 H 2 0 1 ．2 假象黑钨矿的地质产状和成因分析 湖南锡田钨锡多金属矿床成矿母岩为燕I J I 期锡 田复式花岗岩体，矿体产于花岗岩体与中泥盆纪棋 梓桥组和上泥盆纪锡矿山组下段的不纯碳酸岩中和 碳酸岩内的构造蚀变带中嘲。属于构造蚀变带一 矽卡岩复合刑锡钨矿体。矿体的组成矿物为透辉 石、透闪石、黑云母、白云母、石榴石、绿帘石、 萤石、方解石、石膏等；金属矿物为黑钨矿、白钨 矿、锡石、黄铜矿、白铁矿、黄铁矿、辉铋矿、硫 铋银矿等。假象黑钨矿多与白铁矿伴生。根据岩性 分析，认为在矽卡岩成矿期，成矿溶液为碱性环 境，丰富的钙离子与钨离子结合生成了自钨矿。假 象黑钨矿的形成是在后期的构造活动中，断裂带带 人大量硫化物，成矿溶液变为酸性，并含大量的 铁、锰离子，因此早期形成的白钨矿被铁、锰交代， 为黑钨矿，并生成石膏。反应式 2 C aE w o ] 4 F e S 0 4 M n S 0 4 _ 2 F e ，M n l W OJ 4 2 C A S 0 4 2 钨矿物在矿石中的嵌布状态 2 ．1 假象白钨矿在矿石中的嵌布状态 柿竹园矿的主要钨矿物为白钨矿、黑钨矿和假 象自钨矿，在矿山的不同部位，黑钨矿与白钨矿比 例变化较大，从黑白钨之比l 5 三矿带 ，变化 至l 1 仁矿韵，其中假象白钨矿约占白钨矿的1 0 ％。 矽卡岩中的白钨矿呈自形半自形晶分布在萤石 收稿日期2 0 0 9 1 1 2 5 作者简介梁冬云 1 9 5 8 一 。女，广东中山人，教授级高工，硕士，主要从事矿石工艺矿物学研究。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 1 0 年第2 期 中，这种白钨矿粒度较均匀。黑钨矿除了板状晶黑 钨矿 图】 外，柿竹园矿特有呈蠕虫状、不规则 状的黑钨矿 图2 ，两种黑钨矿均见有白钨矿交 代现象，形成黑钨矿表面白钨矿反应边的环边状结 构、半交代结构和全交代的假象白钨矿结构。 图l 反光显微镜放大1 6 0 倍 白钨矿沿板状黑钨矿边缘和缝隙交代形成 假象白钨矿 图2 反光显微镜放大3 2 0 倍 白钨矿沿里面蠕状黑钨矿一侧交代 形成假象白钨矿 2 ．2 假象黑钨矿在矿石中的嵌布状态 锡田多金属矿的主要钨矿物为白钨矿、黑钨矿 和假象黑钨矿，黑白钨矿比例约为l 1 ，大部分 黑钨矿为交代白钨矿生成的假象黑钨矿。该矿中白 钨矿大部分晶体完整，具有近于八面体的四方双锥 晶形，黑钨矿有两种，一种是正常的黑钨矿，具板 状晶，另一种为假象黑钨矿，为交代白钨矿生成的 黑钨矿，前者只在矿石中占少数。 假象黑钨矿晶体呈褐黑色，完整的晶体具有白 钨矿特有的呈近于八面体的四方双锥。在锡田矿石 中可见到假象黑钨矿形成过程的缩影在铁锰质不 充分的情况下，白钨矿只有部分为黑钨矿取代，形 成半假象黑钨矿 图3 ；当铁锰质充分的条件下， 白钨矿晶体完伞被黑钨矿取代，但仍保留交代过程 的不均匀的痕迹和白钨矿的晶形 图4 。更多的 是假象黑钨矿常与白铁矿伴生 图5 ，这可能是 图3 反光显微镜放大3 2 0 倍 黑钨矿沿白钨矿晶体一侧。部分交代白钨矿 图4 反光显微镜放大3 2 0 倍 黑钨矿完全交代了自钨矿。但仍保留交代 过程形成的不均匀痕迹 图5 反光显微镜放大3 2 0 倍 黑钨矿完全交代了白钨矿。但仍保留白钨矿 的晶形，假象黑钨矿与白铁矿伴生 假象黑钨矿与白铁矿同期生成，成矿溶液呈酸性的 表征。 3 矿物特征 3 ．1 假象白钨矿的矿物特征 钙与铁、锰离子之间不具备类质同象替代的条 件，假象白钨矿晶体结构中由于钙离子的进入和 铁、锰离子的析出，晶体内部结构发生重组而变化 为白钨矿的晶体结构，可能是因[ W O ] 产的质点未 有位移而仍保留原来黑钨矿的形状。假象白钨矿由 万方数据 2 0 1 0 年第2 期梁冬云等假象白钨矿和黑钨矿工艺矿物学特征及对选矿的影响 3 于白钨矿交代黑钨矿，部分白钨矿晶粒内包含微细 粒黑钨矿残晶，在体视显微镜中可见自钨矿中有麻 点状的黑钨矿包裹体，而有一些交代黑钨矿生成的 白钨矿含有交代析出的褐铁矿而呈棕色，以上这些 白钨矿均具弱电磁性，因而在采用磁选法富集黑钨 矿时。部分白钨矿也进入磁性产品。 采用电子探针测定柿竹园矿假象白钨矿化学成 分，结果如表1 ，假象白钨矿的化学成分与一般白 钨矿基本相同，只是普遍含有交代残余的黑钨矿 包裹体，所以假象白钨矿中均含有数量不等的 铁、锰。 表1假象白钨矿的电子探针波谱测定结果 T a b l e1T h ee l e c t r o np r o b em i c r o a n a l y s i so fp s e u d o m o r p h o m s c h e e l i t e ％ 未测钼含量 3 ．2 假象黑钨矿的矿物特征 大多数黑钨矿以板状晶形为特征，而假象黑钨 矿具有白钨矿的四方双锥晶形或等轴粒状晶形 见 图6 ，但其它物理性质颜色、光泽、硬度 实测莫 氏硬度5 ．5 、磁性 4 0 0 m T 场强进入磁性产品 等 与黑钨矿基本相同。 图6 体视显微镜放大8 0 倍 假象黑钨矿晶体具有白钨矿的四方双锥晶形 采用电子探针测定假象黑钨矿的化学成分，结 果如表2 。假象黑钨矿的化学成分也与普通黑钨矿 无太大区别，只是假象黑钨矿含有少量钼。 4 可浮性分析 4 ．1 柿竹园矿中假象白钨矿的可浮性分析 表2 T a b l e 假象黑钨矿的电子探针波谱测定结果 2T h ee l e c t r o np r o b em i c r o a n a l y s i so fp s e u d o m o r p h o u s w o l f r a m i t e％ 柿竹园矿中由于白钨矿交代黑钨矿，形成一定 量的半假象白钨矿。即黑钨矿和假象白钨矿的连生 体 亦称灰钨矿 ，采用矿物自动检测设备 M L A 测定白钨浮选给矿、白钨浮选尾矿、黑钨浮选给 矿、黑钨浮选尾矿的矿物组成，结果如表3 。在浮 选白钨和黑钨时，各钨矿物在尾矿中的损失如表4 。 从矿物检测结果表明，在浮白钨的药剂条件下，灰 钨矿的可浮性不如白钨矿。然而，浮选黑钨矿的药剂 条件下，由于M n “是黑钨矿的主要浮选活性中心[ 3 】， 灰钨矿的铁、锰含量极少，可浮性与黑钨矿相差甚 远，多损失在尾矿中，因此应在浮白钨时强化捕 收，尽量将灰钨矿富集在白钨精矿中，以减少灰钨 矿的损失。 表3柿竹园矿选矿产品矿物组成 T a b l e3T h em i n e r a lc o m p o s i t i o no fd r e s s i n gp r o d u c t s ％ 万方数据 4 有色金属 选矿部分 2 0 1 0 年第2 期 表4白钨尾矿和黑钨尾矿钨矿物的损失率对比 T a b l e4T h ec o m p a r i s o no ft u n g s t e nI l l i n e n l sl o s sr a t eb e t w e e n s c h e e l i t et a i l i n ga n dw o l f r a m i t et a i l i n g ％ 矿物 各种钨矿物损失率 白钨尾矿黑钨尾矿 黑钨尾矿中损失的黑钨矿主要为难选的蠕状黑钨矿。 4 ．2 锡田矿中假象黑钨矿的可浮性分析 锡田矿的选矿研究工艺方案之一是采用钨锡全 浮一水冶工艺流程，基于该矿中自钨矿的嵌布粒度 与假象黑钨矿 含少量板状黑钨矿 的嵌布粒度相 近，从原矿和粗精矿的矿物组成 表5 分析假象 黑钨矿的可浮性。由浮选粗精矿的矿物检测来看， 白钨矿的富集比为9 2 ，假象黑钨矿的富集比为1 0 8 ， 假象黑钨矿的富集比略高于白钨矿，也就是说，假 象黑钨矿与白钨矿的可浮性相近。 表5锡田矿原矿和粗精矿矿物组成 T a b l e5T h em i n e r a lc o m p o s i t i o no fc r u d eo r ea n d r o u g hc o n c e n t r a t ef r o mX i t i a n ％ 矿物 产品矿物组成 原矿浮选粗精矿 由于黑钨矿9 0 ％以上为假象黑钨矿。具板状晶型的普通黑钨矿极 少，为了简化，表中矿物定量检测中不区分黑钨矿与假象黑钨矿 5 结论 1 假象白钨矿和假象黑钨矿均产于矽卡岩型 钨矿床，与构造活动成矿热液相关，假象白钨矿为 钙离子置换黑钨矿使之转变为白钨矿，多余的铁、 锰离子生成磁铁矿等氧化物。假象黑钨矿的形成是 由于断裂带带入大量硫化物，成矿溶液变为酸性， 并含大量的铁、锰离子，因此早期形成的白钨矿被 铁、锰交代而生成黑钨矿，而保留白钨矿的晶形。 2 部分假象白钨矿矿物特征为晶粒内包含微 细粒黑钨矿残晶，呈麻点状包裹体分布在白钨矿 中，有些假象白钨矿含有交代析出的铁质而呈棕 色，在化学成分上假象白钨矿中均含有数量不等的 铁、锰，假象白钨矿具弱电磁性，因而在采用磁选 法富集黑钨矿时，部分白钨矿也进入磁性产品。 3 假象黑钨矿具有白钨矿的四方双锥晶形或 等轴粒状晶形，但其它物理性质颜色、光泽、硬 度、磁性等与黑钨矿基本相同。在化学成分上，假 象黑钨矿与普通黑钨矿无太大区别，只是假象黑钨 矿含有少量钼。 4 在浮白钨的药剂条件下，假象或半假象白 钨矿的可浮性不如白钨矿，在浮选黑钨矿的药剂条 件下，灰钨矿的铁、锰含量极少，可浮性与黑钨矿 相差甚远，多损失在尾矿中，因此应在浮白钨时强 化捕收，尽量将灰钨矿富集在白钨精矿中，以减少 灰钨矿的损失。 5 研究结果表明，假象黑钨矿具有比白钨矿 略高的富集比，也就是说，假象黑钨矿与白钨矿的 可浮性相近，因此选矿采取黑白钨和锡石的全浮流 程可达到良好的富集效果。 参考文献 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o m b i n a t i o no fz i n cs u l f a t ea n ds u l f i t e ”a n d “s i n d eu s eo fc a l c i u m o x i d e ”，t h r o u g ho n c er o u g h i n g ，t w i c ec l e a n i n ga n dt w os c a v e n g i n go nt h el e a df l o t a t i o n c i r c u i ta n dt h ez i n c f l o t a t i o nc i r c u i t ．h a v ea c h i e v e dg o o dt e s ti n d e xt od e a l w i t hal o wg r a d el e a d - z i n cs u l f i d eO r e ．I np a r t i c u l a r , t h ec o n c e n t r a t eg r a d eo fl e a di n c r e a s e db yn e a r l y5 ％a tt h es a m el e a dr e c o v e r ya n dt h ez i n cr e c o v e r y i n c r e a s e db yn e a r l y4 ％a tt h es i m i l a rc o n c e n t r a t eg r a d eo fz i n ci nt h e “s i n g l eu s eo fc a l c i u mo x i d e ”． K e yw o r d s l e a d - z i n co r e ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ；n o n - c y a n i d es e p a r a t i o n ；d e p r e s s a n t ；s i n g l el i m e 上接第4 页 P R o C E S S I N GM 【姗R A L o G I C A LF E A T U R E So FP S E U D o M o R P H o U SS C H E E L I T E A N DP S E U D o M o R P H o U SW o L F R A M I T EA N DI T SI N F L U E N C Eo NM I N E RAL P R o C E S S I N G L I A N GD o n g y u n ，Z H A N GL i l i D e p a r t m e n to fM i n e r a lP r o c e s s i n gE n g i n e e r i n g ，G u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r o u s M e t a l s ，G u a n g z h o u5 10 6 5 0 ，C h i n a A B S T R A C T M i n e r a l o g i c a lf e a t u r e s o fp s e u d o m o r p h o u ss c h e e l i t eo fS h i z h u y u a np o l y m e t a l l i cm i n ea n dp s e u d o m o r p h o u s w o l f r a m i t eo fX i t i a np o l y m e t a l l i cm i n ei nH u n a np r o v i n e s sh a v eb e e ns t u d i e di n t h i sp a p e rf r o mp r o c e s s i n g m i n e r a l o g i c a la n g l e s ，a n d t h e i r f l o t a b i l i t y h a v e b e e na n a l y z e da c c o r d i n gt ot h ei d e n t i f i c a t i o no fm i n e r a l p r o c e s s i n gp r o d u c t s ． K e yw o r d s p s e u d o m o r p h o u ss c h e e l i t e ；p s e u 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