MLA在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用.pdf

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2 0 1 9 年第6 期有色金属 选矿部分 5 d o i 1 0 .3 9 6 9 /j .i s s n .1 6 7 1 - 9 4 9 2 .2 0 1 9 .0 6 .0 0 2 M L A 在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用 李广1 ’2 ,肖琴1 ’2 ,胡海祥3 ,苏好芸1 1 .紫金矿业集团股份有限公司,福建上杭3 6 4 2 0 0 ;2 .低品位难处理黄金资源 综合利用国家重点实验室 紫金矿业 ,福建上杭3 6 4 2 0 0 ; 3 .江西理工大学应用科学学院,江西赣州3 4 1 0 0 0 摘 要某斑岩型锡矿有价矿物以锡为主,伴有少量钼、铋、钨等有价元素,其锡石嵌布粒度细微,呈细粒星散状浸染嵌 布于脉石矿物中,属极难选矿石,生产工艺流程锡回收率较低。经磨矿、粒级选别等多条件试验,最终推荐浮选~分质分流分 选重选工艺。利用矿物自动分析系统 M I 。A 。结合X 射线荧光光谱仪对原矿、锡精矿I 、锡精矿Ⅱ和尾矿进行工艺矿物学研 究,查明矿物组成、嵌布粒度、解离度、连生及包裹关系,研究结论为浮选一分质分流分选重选优化提供重要参考及技术支撑。 关键词斑岩型锡矿;工艺矿物学;矿物自动分析系统 M I .A ;解离度;分质分流分选 中图分类号T D9 1 ;T D 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 6 一0 0 0 5 一0 7 A p p l i c a t i o no fM L Ai nt h eS t u d yo fT e c h n o l o g i c a lM i n e r a l o g yo fP o r p h y r yT y p eT i nO r e L J G “a 行g1 “,X J A O Q i 行1 “,H U H &i z i n “ g3 ,S U y “y “行1 ,2 j .Z 巧i 行M i 行i 以gG r o “户C D .L £d ,S n 行g 口订g3 6 4 2 0 D ,C 矗i 以口;2 .S f n f PK P yL “6 0 ,.以f o r yD ,C o ,n p r P P ,2 s i 可P U i i Z i 2 口£i o 咒。厂L o 伽G r 以d PR e 厂r a f £o r yG o f d0 r e s Z 巧i 理M i 靠i 行gg r o “户C o .L £d . , S 口以g 口以g3 6 4 2 0 0 ,C i 行n ;3 .S f o o Zo 厂A 户户Z i P dS c i e 以c P s ,.厂i a ”g z iL 肺i u P ,.s i £_ I o 厂S f i P 行f P 口行d 丁P f 订D Z o g y ,G 以行z o “3 4 J O D 0 ,C i 行仅 A b s t r a c t T h ev a l u a b l em i n e r a l so fp o r p h y r yt i no r ea r em a i n l yc a s s i t e r i t ea n das m a l la m o u n to fo t h e r v a l u a b l ee l e m e n t ss u c ha sm o l y b d e n u m ,b i s m u t h , t u n g s t e na n dc o p p e r . D u et ot h ef i n eg r a i ns i z eo f c a s s i t e r i t e , i ti sd i s s e m i n a t e da n de m b e d d e di n g a n g u em i n e r a l s , i ti s e x t r e m e l yd i f f i c u l tt or e c o v e r c a s s i t e r i t ea n dt h er e c o V e r yr a t ei nt h ep r o d u c t i o np r o c e s si sl o w .T h ef l o t a t i o n S e g r e g a t i o n s h u n t S e l e c t g r a V i t yc o n c e n t r a t i o no fb e n e f i c i a t i o np r o c e s s e si sf i n a l l yr e c o m m e n d e dt h r o u g ht h et e s to fg r i n d i n ga n d g r a i n e ds e p a r a t i o n . T of i n do u tt h em i n e r a l c o m p o s i t i o n , d i s s e m i n a t e d g r a i ns i z e , a s s o c i a t i o na n d e n c a s e m e n tr e l a t i o n s h i p , i ti sr e s e a r c h e do nt e c h n o l o g i c a Im i n e r a l o g yo fr a wo r e ,t i nc o n c e n t r a t e 工, t i n c o n c e n t r a t e Ⅱa n dt a i l i n gb yu s i n gt h eM i n e r a lL i b e r a t i o nA n a l y z e r M L A a n dX r a y .T h er e s u l t ss h o w t h a tt h ec a s s i t e r i t e si nr a wo r ea r em a i n l yf i n ei m b e d d e di ng a n g u em i n e r a l s ,a n dt h ec a s s i t e r i t es i z ei sf i n e . I tp r o V i d e sb a s i sf o rt h eo p t i m i z a t i o na n dt e c h n i c a ls u p p o r to f f l o t a t i o n s e g r e g a t i o n s h u n t S e l e c tg r a v i t y c o n c e n t r a t i o no fb e n e f i c i a t i o np r o c e s s e s . K e yw o r d s p o r p h y r yt i no r e ;t e c h n o l o g i c a lm i n e r a l o g y ; M i n e r a lI 。i b e r a t i o n A n a l y z e r M I 。A ; d i s s o c i a t i o n ;s e g r e g a t i o n s h u n t s e l e c t 工艺矿物学研究可为矿石选矿、矿物深加工及 矿产资源综合利用生产工艺提供理化性质及基本参 数,对选矿、冶金、深加工等具有重要指导作用Ⅲ。 常规工艺矿物学研究主要以偏反光显微镜、化学分 析、物相分析、扫描电子显微镜、能谱分析等为主,单 基金项目 收稿日期 作者简介 通信作者 项分开检测项目多,工作量巨大‘2 。。自动矿物分析 仪 M i n e r a lI ,i b e r a t i o nA n a l y z e r ,M L A 为工艺矿物 学自动分析测试设备,自带E D A X 能谱仪,能实现 自动扫描和能谱分析,准确识别矿物种类和测定含 量,具有自动化程度高、测量数据准确可靠、处理数 国家自鉴科掌基金项目 5 1 5 6 4 0 1 3 ;江西省自然科学基金项目 2 0 1 6 1 B A B 2 0 6 1 3 9 ;江西省教育厅科技计划项目 G J 儿8 1 5 0 0 ;国家留 学基金资助项目 2 0 1 7 0 8 3 6 0 1 4 9 ;江西理工大学清江青年英才支持计划资助项目 J x u s T 刚Y X 2 0 1 7 0 0 8 2 0 1 9 0 2 2 5 修回日期2 0 1 9 1 0 l O 李广 1 9 8 2 一 .男,江西九江人,高级工程师,主要从事复杂矿物选矿工艺及矿产综合利用研究。 胡海祥 1 9 7 9 ~ ,男,江西赣州人博士,硕士生导师,副教授,主要从事磨矿分级理论与装备、矿物加工与岩矿测试等研究。 万方数据 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 篓耄堡量竺宴2 黎是毫熙彗三黧曼丝。曼1 试验部分 利用能谱快速识别矿物,利用现代图像分析技术获 1 ”1 一㈠。 取工艺矿物学参数。M I 。A 技术已广泛使用,已在测1 .1 产品来源 定煤炭1 4 j 、有色金属[ 5 ] 、金银矿[ 6 I 、稀土[ 7 ] 、金红石㈨某斑岩型锡石矿主要有价元素是锡,伴有少量 以及非金属矿中应用,测试结果准确可靠。本研究钼、铋、钨、铜等有价元素。矿石中锡石的嵌布粒度 利用M I 。A 技术并辅助使用立体显微镜等对某斑岩细微,且为极不等粒嵌布,主要呈细粒星散状浸染嵌 型锡石原矿、锡精矿工、锡精矿Ⅱ、尾矿进行测试,查布于脉石中,少量与硫化矿连生,属极难选矿石。试 明锡石的单体解离度、矿物含量、嵌布粒度和赋存状样经破碎、堆锥缩分,获得粒级筛析样、化学分析样、 态及其包裹、连生关系等。测试结果对锡石选矿工岩矿鉴定样、物相分析样、试验样和备样等,试验样 艺流程、磨矿细度、重选设备选型的优化等具有重要经磨矿 磨矿细度一0 .3m m 占9 4 .6 7 % 、优先浮 指导作用和参考价值。选、分级 筛分 、窄粒级螺旋溜槽一摇床或摇床重 选、中矿再磨再选 工艺流程详见图1 ,分别得到锡 精矿工、锡精矿Ⅱ、锡中矿、尾矿和矿泥,试验结果见 表1 。本研究分别对一2m m 原矿、锡精矿I 、锡精 矿Ⅱ和尾矿进行工艺矿物学分析。 原矿 图1锡石选矿工艺流程 F i g .1 T h eb e n e f i c i a t i o nf l o w s h e e to fc a s s i t e r i t e 矿泥 万方数据 2 0 1 9 年第6 期李广等M I 。A 在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用 7 产品产率/%S n 品位/%回收率/% 1 .2 测试方法 1 M I 。A 自动矿物分析仪由一台F E I 扫描电子 显微镜、E D A X 能谱仪和M I A6 5 0 工艺矿物学自动 测试软件构成。M L A 的测试条件为工作电压2 5 k V ,放大倍数3 0 0 倍,束斑S p o t7 .o ,颗粒扣除 M i n i m u m s i z e3 0 像素 ,D T2 8 %。M L A 用于测定 矿物组成、目标矿物粒度、解离度、连生情况及元素 赋存状态,电镜观察及能谱分析等。 2 A x i o s m a xX 射线荧光光谱仪,在线性范围 1 %,流气探测器每秒计数30 0 0k c p s ,闪烁探测器每 秒计数l5 0 0k c p s ,扫描通道角度定位精度 o .0 0 0 1 。。用于测定矿物化学组成。 3 立体显微镜,放大倍数2 .4 ~1 0 0 X ;视场 2 .3 ~9 6m m 。用于辅助观察矿物形貌及赋存特征。 2结果与讨论 2 .1 元素组成 1 原矿化学多组分分析。采用荧光光谱仪测试 试样,测试结果见表2 。从表2 可知,原矿S n 品位 o .3 3 %,可回收有价元素是M o 0 .0 2 1 % 、W 0 .0 3 1 % 、B i o .0 5 2 % 等。 表2 原矿化学多组分分析 T a b l e2T h ec h e m i c a la n a l y s i so fp r i m a r yo r es a m p l e /% 元素 S nM oC u WB iF eM nA l2 3S l 2 C a K2 S 含量 o .3 3o .0 2 1o .0 1 5 O .0 3 1o .0 5 23 .2 5o .0 7 91 .9 57 8 .16 O .9 1O .4 20 2 1 2 产品化学多组分分析。推荐工艺获得的主要 o .0 2 % 、黄铁矿 o .0 1 % 、铁矿类 o .4 2 % ,非金 产品的化学多组分分析见表3 。从表3 可知,锡精矿 属矿物主要有石英 8 8 .6 8 % 、黄玉 5 .9 8 % 、萤石 工的S n 品位为4 3 .9 5 %,锡精矿Ⅱ的s n 品位为 o .3 5 % 、绢云母 1 .0 6 % 等。 1 5 8 5 %;尾矿的S n 品位为o 0 9 5 %。 表4矿物组成与含量 表3产品化学多组分分析 T a b l e4 M i n e r a lc o m p 。s i t i o n T a b l e3T h ec h e m i c a la n a l y s i so fp r o d u c t s /%,,,,n / 组分 S nM o B i T F e A s S i 2 一 五i ■ ‘■i ‘i ■i ■■i i ■■■i i 了 矿物种类原矿锡精矿I锡精矿Ⅱ 尾矿 蛀廿T⋯c 九1o n01cc010 tn C W1 州’l l 兀⋯⋯⋯ ⋯一儿 ⋯7 2 .2 矿物组成与含量 将一2m m 原矿、锡精矿I 、锡精矿Ⅱ和尾矿进 行M I 。A 观察并辅助采用立体显微镜观察,观察结 果如表4 所示。结果表明原矿金属矿物主要有锡石 o .3 5 % 、黑钨矿 o .0 7 % 、黄铁矿 o .4 1 % 、黄铜 矿 o .1 5 % 、辉铋矿 o .0 4 % ,非金属矿物主要有石 英 7 7 .0 9 % 、黄玉 1 4 .0 2 % 、萤石 o .8 4 % 、绢云 母 2 .0 8 % 等;锡精矿工金属矿物主要有锡石 5 5 .6 3 % 、黑钨矿 5 .8 5 % 、黄铁矿 o .8 9 % 、铁矿 类 1 8 .6 2 % 、辉铋矿 0 .3 2 % ,非金属矿物主要有 石英 o .8 5 % 、黄玉 5 .2 1 % 、萤石 o .1 9 % 、绢云 母 1 .0 5 % 等;锡精矿Ⅱ金属矿物主要有锡石 1 8 .9 8 % 、黑钨矿 1 .0 6 % 、黄铁矿 1 .6 5 % 、铁矿 类 5 7 .9 2 % ,非金属矿物主要有石英 o .7 2 % 、黄 玉 5 .6 2 % 、萤石 0 .1 9 % 、绢云母 0 .8 3 % 等;尾 矿中金属矿物主要有锡石 o .0 9 % 、黑钨矿 2 .3 嵌布特征和赋存状态研究 对一2m m 原矿、锡精矿工、锡精矿Ⅱ和尾矿进 行M I 。A 观察并辅助采用立体显微镜观察,主要矿 物嵌布特征及赋存状态如下。 “ 一 凹 s 一 果m 吣一 结m 扎一 标斫m 一 指於卵一 口阴 ∞ 啦一 产油- 蓦| 一 矿耐量I 选“瞰一 n e 一 1 b 一 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 2 .3 .1 原矿锡石嵌布特征及赋存状态 将一2m m 锡石试样筛分为4 个粒级,各粒级产 率分别是o .2 5 ~2m m 粒级占6 0 .2 2 %,O .2 5 ~ 粒度最大是o .2 5m m ,最小是o .0 0 1m m ,主要分布 在O .0 2 ~O .0 9m m ,其中锡石在o .0 7 5 ~o .0 4 5 、 o .0 4 5 ~0 .0 2m m 、O .0 2 ~O .0 1m m 三个细粒级别中 O .1 5m m 粒级占6 .9 8 %,o .1 5 ~o .0 4 5m m 粒级占 的含量占据多数,分别是2 4 .8 3 %、3 0 .5 4 %、2 4 .5 0 % 用1 8 .1 5 %,一o .0 4 5m m 粒级1 4 .6 5 %。锡石嵌布 见表5 。 表5锡石粒度分布统计 T a b l e5T h ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no fc a s s i t e r i t e /% 锡石单晶颗粒外形呈粒状、条状、三角状、不规 则状、它形状等,偶见柱状晶形,主要是被石英、黄玉 等矿物包裹,有时嵌布在石英和黄玉或石英和萤石 交界面处 见图2 ,能谱图显示其成分中有少量的 ●, 酊上的锡石’ L 厂■ ■ I ._ .- ”- ◆ 3 些鲤l ▲1 r ”p 哇◆ ■锡行■石英■黄玉戮萤石鼷■铁质矿物 图2 锡石嵌布特征分布 F i g .2 E m b e d d e dc h a r a c t e r i s t i co fc a s s i t e r i t e 锡石单体解离度为9 .9 8 %,锡石在各粒级中的 解离度分别为2 .3 6 %、8 .5 2 %、1 5 .3 2 %、3 5 .3 5 %,单 体解离度偏低,连生体中与石英和黄玉连生的颗粒 占绝大多数 见表6 ;约占9 3 %的锡石 硬度6 .5 被 石英 硬度7 、黄玉 硬度8 包裹或连生,因此可以 判断,选矿工艺需要细磨才能回收锡石。 邑 0 蠡 士 图3 锡石能谱峰图 F i g .3E n e r g ys p e c t r u mo fc a s s i t e r i t e 表6锡石解离度统计 T a b l e6 T h es t a t i s t i c so fd i s s o c i a t i o nd e g r e eo fc a s s i t e r i t e /% 粒级/m m 0 .2 5 O .2 5 ~0 .1 5O .1 5 ~O .0 4 50 .0 4 5 万方数据 2 0 1 9 年第6 期李广等M I 。A 在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用 9 2 .3 .2 锡精矿工中锡石嵌布特征及赋存状态石英连生,其次与绿泥石、绢云母等硅酸盐矿物连 锡石主要呈它形粒状,部分呈自形一半自形粒生,少量与萤石、磁/赤铁矿连生,微量与黑钨矿 状,解离度7 7 .5 6 % 见表7 ,连生体主要是与黄玉、 连生。 表7锡精矿工中锡石的连生情况 T a b l e7T h ec a s s i t e r i t ea s s o c i a t i o ni nt i nc o n c e n t r a t eI/% 锡石与黄玉常见毗邻连生,连生边界不规则,当 黄玉为自形晶时,二者的连生边界较为平直;锡石常 被黄玉包裹 图4 a ,锡石会整体浸染与零星分散在 黄玉中,锡石也会包裹黄玉,这时黄玉一般呈长柱 状、菱形、四边形切面等。锡石与石英之间常以毗邻 连生为主,连生边界不规则 图4 b ,锡石常被石英包 裹,锡石颗粒中有时也会包裹细小的石英颗粒。 a ㈣ 图4锡石与黄玉和石英连生 F i g .4 T h ec a s s i t e r i t ei sa s s o c i a t e dw i t ht o p a za n dq u a r t z 锡石与绿泥石、绢云母等硅酸盐矿物常以毗邻 连生为主,连生边界不规则,锡石有时被绿泥石、绢 云母包裹 图5 a 。锡石与萤石之间常见毗邻连生, 连生边界不规则。锡石与赤铁矿/磁铁矿以毗邻连 生为主,少量粒状锡石被赤铁矿/磁铁矿包裹 图 5 b 。锡石与黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等硫化物几乎 无连生现象,锡石与白钨矿基本未见连生,偶见与黑 钨矿连生。 a b 图5 锡石与其它脉石连生 F i g . 5T h ec a s s i t e r i t ei sa s s o c i a t e dw i t hg a n g u e 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 2 .3 .3锡精矿Ⅱ中锡石嵌布特征及赋存状态 锡精矿Ⅱ中锡石的解离度4 6 .3 2 %,嵌布特征、 赋存状态与锡精矿工的观察结果相似,锡石主要是 与黄玉、石英连生,其次与绿泥石、绢云母、磁/赤铁 矿、萤石、黑钨矿等连生 表8 。 表8锡精矿Ⅱ中锡石的解离情况 T a b l e8T h ec a s s i t e r i t ea s s o c i a t i o ni nt i nc o n c e n t r a t e Ⅱ /% 锡石与黄玉常见毗邻连生,连生边界不规则,当 黄玉为自形晶时,二者的连生边界较为平直;锡石常 见被黄玉包裹,锡石有时也包裹黄玉,此时黄玉一般 是长柱状、菱形、四边形切面等 图6 a 。锡石与石英 以毗邻连生为主 图6 b ,常见锡石被石英包裹。锡 石与绿泥石、绢云母等硅酸盐矿物以毗邻连生为主, 部分锡石被硅酸盐矿物包裹;锡石与萤石间基本为 毗邻连生,连生边界不规则;锡石与赤铁矿/磁铁矿 表9 T a b l e9 以毗邻连生为主,少量粒状锡石被赤铁矿/磁铁矿包 裹;锡石与黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等硫化物几乎无 连生现象;锡石与白钨矿基本未见连生,偶见与黑钨 矿连生。 2 .3 .4 尾矿中锡石嵌布特征及赋存状态 尾矿中锡石的解离度2 1 .3 5 %,锡石主要是与黄 玉、石英连生,其次与绿泥石、绢云母、磁/赤铁矿、萤 石等连生 表9 。 图6锡石与黄玉和石英连生 F i g .6 T h ec a s s i t e r i t ei sa s s o c i a t e dw i t ht o p a za n dq u a r t z 尾矿中锡石的解离情况 T h ec a s s i t e r i t ea s s o c i a t i o ni nt i nt a i l i n g /% 6 5 .5 5 %的锡石与石英连生,锡石主要分布在石 英颗粒边缘,部分被石英包裹 图7 a ;5 .2 6 %的锡石 与黄玉连生,以毗邻连生为主 图7 b ;6 .1 5 %的锡石 与绿泥石、绢云母等硅酸盐矿物毗邻连生或被硅酸 盐矿物包裹;少量锡石与萤石、赤铁矿/磁铁矿等 连生。 3结论 经M L A 等测试设备对斑岩型锡石矿测试观 察,得出如下结论 1 该锡矿属斑岩型锡矿床,含锡o .3 3 %,并伴有 少量硫化矿,如钼、铋、钨等有价元素,回收应以锡为 主,钼、铋可通过优先浮选进行回收。因此原则流程 可确定为优先浮选回收硫化矿 钼和铋 ,窄粒级分 别 或依次 重选回收锡石。 2 锡石主要呈细粒浸染状嵌布于脉石矿物中, 嵌布粒度细微,最大粒度为o .2 5m m 左右,最小为 o .0 0 1m m ,主要集中在o .0 2 ~o .0 9m m ,单体解离 万方数据 2 0 1 9 年第6 期李广等M I 。A 在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用 1 1 度仅为9 .9 8 %,连生体主要与石英、黄玉连生。约 9 3 %的锡石 硬度6 .5 被石英 硬度7 、黄玉 硬度 8 包裹或连生,属难磨难选矿石,若单纯的延长磨矿 时间,结果可能导致先解离的锡石泥化无法回收,因 此,多段磨矿逐步解离和分级分质重选成为必然 选择。 图7 锡石与黄玉和石英连生 F i g .7 T h ec a s s i t e r i t ei sa s s o c i a t e dw i t ht o p a za n dq u a r t z 3 分质分流分选重选试验获得锡精矿工 锡品 位4 3 .9 5 %,回收率4 2 .6 2 % 、锡精矿Ⅱ 锡品位 1 5 .8 5 %,回收率1 2 .9 7 % 、锡中矿、尾矿和矿泥,其 中锡精矿I 中的锡石主要呈它形粒状,部分呈自形一 半自形粒状,解离度7 7 .5 6 %,连生体主要是与黄玉、 石英连生,其次与绿泥石、绢云母等硅酸盐矿物连 生;锡精矿Ⅱ中锡石的解离度4 6 .3 2 %,嵌布特征与 赋存状态与锡精矿I 的观察结果相似;而尾矿中锡 石的解离度2 1 .3 5 %,主要是与黄玉、石英连生,其次 与绿泥石、绢云母、磁/赤铁矿、萤石等连生,经工艺 参数优化或增添选别作业次数有望降低尾矿目标元 素的损失。 4 锡石矿选别一般较复杂,工序繁琐,M L A 等 测试手段对工艺流程的选择及中矿的走向具有直接 导向作用,工艺矿物学研究结果对锡石选矿工艺流 程浮选一分质分流分选重选的确立、磨矿细度、重选 设备选型、重选流程参数的优化等具有重要指导作 用和参考价值。 参考文献 [ 1 ] 金会心,吴复忠,朱明燕,等.贵州六盘水煤矸石的矿物 特性[ J ] .过程工程学报,2 0 1 4 ,1 4 1 1 5 1 1 5 6 . 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