四川丹巴銅鎳礦石工藝礦物學(xué)研究

四川丹巴銅鎳礦石工藝礦物學(xué)研究

丹巴銅銅礦屬于四川麗武銅業(yè)有限公司。這是一家含銅、銅、銅、銅等稀土礦床。公司管轄的礦廠對(duì)礦渣進(jìn)行過濾。由于礦渣性質(zhì)復(fù)雜，很難分離銅渣，因此很難獲得合格的銅和銅錫礦床。為此,四川里伍銅業(yè)有限公司委托江西理工大學(xué)對(duì)該銅鎳礦石進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究,以查明礦石的礦物組成、礦物賦存狀態(tài)及嵌布特性,找出影響銅、鎳礦物選別的因素,為有效利用該資源提供依據(jù)。1石材的化學(xué)組成1.1u3000鎂離子礦根據(jù)光譜分析結(jié)果對(duì)四川丹巴銅鎳礦石進(jìn)行化學(xué)多元素分析,分析結(jié)果如表1所示。由表1可見:礦石中銅、鎳的含量相對(duì)較高,分別為0.20%和0.48%,是主要的回收對(duì)象,表明該礦石屬于低品位銅鎳礦石。礦石中MgO含量為22.10%,SiO2含量為35.10%,表明該礦石中脈石礦物含量較高,且以含鎂的脈石礦物為主。經(jīng)X射線衍射分析發(fā)現(xiàn),含鎂脈石礦物主要為蛇紋石、滑石、綠泥石等。這些礦物質(zhì)地柔軟容易泥化,因表面化學(xué)鍵為分子鍵而自然可浮性好,并且晶格松散、表面積巨大、吸附能力強(qiáng),容易吸附在銅鎳礦物表面,將給銅鎳礦物的浮選分離造成很大困難,選別時(shí)可考慮采用分散劑和抑制劑共同消除其影響。1.2銅和銅的化學(xué)相分析對(duì)礦石中的銅、鎳進(jìn)行化學(xué)物相分析,分析結(jié)果見表2,表3。表2,表3表明,銅、鎳主要以硫化物的形式存在,礦石氧化率較低,這對(duì)選礦有利。2礦物的回收利用對(duì)礦石的礦物組成進(jìn)行定量分析,分析結(jié)果見表4。由表4可知:選礦的目的礦物為黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦以及微量的針硫鎳礦、硫鎳鉑礦、硫鉑礦,磁黃鐵礦、磁鐵礦和黃鐵礦等其他有用礦物沒有回收價(jià)值;脈石礦物包括蛇紋石、透閃石、滑石、綠泥石、白云石等,占礦物總量的85.50%。3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造通常礦石的結(jié)構(gòu)是指礦物晶粒的外部形態(tài)及內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu),礦石的構(gòu)造是指礦物的空間分布特征,因此礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的研究將對(duì)礦石的分選和工藝流程的確定有重要的影響。3.1礦石結(jié)構(gòu)(1)塊結(jié)構(gòu)黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦、磁黃鐵礦等集合體與脈石礦物形成致密塊狀體。(2)染染結(jié)構(gòu)黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦、磁黃鐵礦等硫化礦物呈浸染狀分布。(3)塊結(jié)構(gòu)紫硫鎳礦、鎳黃鐵礦聚集,呈團(tuán)塊狀分布。3.2礦石結(jié)構(gòu)(1)其他晶體結(jié)構(gòu)黃銅礦、紫硫鎳礦、鎳黃鐵礦呈他形晶集合體。(2)結(jié)構(gòu)填補(bǔ)空缺結(jié)構(gòu)黃銅礦、紫硫鎳礦、鎳黃鐵礦沿纖狀蛇紋石、透閃石纖維間充填。(3)結(jié)構(gòu)透閃石、纖狀蛇紋石呈纖維狀集合體。(4)報(bào)告剩余結(jié)構(gòu)透閃石被蛇紋石交代形成殘余。(5)半自行晶結(jié)構(gòu)硫鉑礦呈半自形晶體。(6)包括結(jié)構(gòu)硫鉑礦呈半自形粒狀被黃銅礦、磁黃鐵礦包含。(7)結(jié)構(gòu)細(xì)小硫鎳礦被磁黃鐵礦包裹。4主要有用礦產(chǎn)的過濾性能4.1充填非織造材料黃銅礦是主要的含銅礦物,呈不規(guī)則狀沿纖狀蛇紋石、透閃石、綠泥石等礦物脈間分布(見圖1)。黃銅礦嵌布特征復(fù)雜,多與鎳黃鐵礦、針硫鎳礦、硫鎳鉑礦等毗鄰連生(見圖2),少量呈獨(dú)立礦物存在。有的黃銅礦也與紫硫鎳礦呈不規(guī)則狀嵌鑲(見圖3)。部分黃銅礦以0.01～0.10mm的渾圓粒狀包裹于磁黃鐵礦中,并與磁黃鐵礦呈集合體充填于脈石礦物中,有少量砷鉑礦分布在黃銅礦邊緣,且被黃銅礦包裹。4.2黃鐵礦、黃鐵礦鎳黃鐵礦是主要的含鎳礦物,呈纖狀、粒狀集合體,主要與黃銅礦、紫硫鎳礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦以不規(guī)則狀毗連鑲嵌。其中鎳黃鐵礦多呈短脈狀、纖維狀沿黃銅礦、紫硫鎳礦的裂隙分布,部分鎳黃鐵礦呈不規(guī)則狀分布于磁黃鐵礦或黃鐵礦的周圍,同時(shí)還有少數(shù)鎳黃鐵礦呈粒狀或浸染狀沿磁黃鐵礦的解理縫中分布(見圖4,圖5)。4.3脈石礦物粒間紫硫鎳礦也是鎳礦物的一種,但含量較少,多呈不規(guī)則狀分布于脈石礦物粒間,常與黃銅礦、鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦共生,個(gè)別顆粒被黃銅礦包裹(見圖6)。4.4黃銅礦邊緣布硫鎳鉑礦多呈粒狀他形-半自形晶,分布于黃銅礦邊緣,被黃銅礦包裹。部分硫鎳鉑礦呈不規(guī)則狀被紫硫鎳礦包裹(見圖7),有的還在鎳黃鐵礦邊緣分布。4.5脈石礦物的浸染狀、點(diǎn)狀磁黃鐵礦分布較為廣泛,多呈不規(guī)則狀、浸染狀、點(diǎn)狀分布于脈石礦物中。有的磁黃鐵礦呈他形粒狀集合體與黃銅礦、鎳黃鐵礦連生,構(gòu)成致密狀結(jié)構(gòu)(見圖8)。4.6銅鎳礦石嵌布特征針鎳礦比較稀少,偶見分布于磁黃鐵礦中,呈針狀平行排列,粒徑在0.001mm×0.100mm左右。綜上所述,本銅鎳礦石嵌布特征復(fù)雜。雖然銅礦物較為單一,以黃銅礦為主,但鎳礦物的賦存形式多樣,包括鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦、針硫鎳礦、硫鎳鉑礦等,種類復(fù)雜。銅、鎳礦物普遍被脈石礦物包裹交代,嵌布特征多樣。同時(shí)銅、鎳礦物彼此毗鄰連生居多,獨(dú)立礦物較少,共生關(guān)系復(fù)雜,不利于銅、鎳礦物的單體解離。這些將對(duì)銅、鎳礦物的浮選分離帶來很大的困難。5主要有用材料的骨料粒度和單體解離度5.1銅、鎳礦物細(xì)-顆粒嵌布的表征對(duì)礦石中主要有用礦物的嵌布粒度進(jìn)行了定量分析,分析結(jié)果見圖9。圖9表明,銅、鎳礦物多在細(xì)粒范圍,部分為微粒范圍,屬細(xì)-微粒嵌布。這種嵌布粒度難以解離,對(duì)選礦不利。5.2單體解離度比較-2mm礦石主要有用礦物單體解離度見表5。表5表明,銅礦物單體解離較差,-0.15+0.076mm粒級(jí)單體解離度才88.24%,-0.076+0.045mm粒級(jí)單體解離度也僅90.00%,而鎳礦物單體解離更差,粗粒級(jí)中無單體顆粒,從-0.15mm才開始有單體產(chǎn)出,-0.076+0.045mm粒級(jí)單體解離度僅71.36%,-0.045mm粒級(jí)單體解離度也只有95.28%,未能實(shí)現(xiàn)完全解離。這與銅、鎳礦物嵌布特征復(fù)雜、嵌布粒度細(xì)微有關(guān),將給銅、鎳礦物的浮選分離帶來很大的影響。6影響礦山的礦物學(xué)因素6.1化學(xué)成分分析礦石中的銅、鎳主要以金屬硫化物的形式存在,但也有部分氧化物和其他類型的礦物。由化學(xué)物相分析結(jié)果可知,氧化銅占總銅的7.81%,而氧化鎳、硫酸鎳和硅酸鎳占總鎳的8.46%。由于氧化銅、氧化鎳采用常規(guī)的浮選藥劑回收困難,而硫酸鎳和硅酸鎳更是無法回收,所以這7.81%的銅和8.46%的鎳將影響銅、鎳的回收率。6.2脈石礦物的形態(tài)礦石中銅、鎳礦物嵌布復(fù)雜,多以包裹體或集合體形式存在,普遍被脈石礦物包裹,或呈纖維狀鑲嵌在脈石礦物中,其形態(tài)受脈石礦物所控制,同時(shí)銅、鎳礦物共生緊密,難以解離,這些都對(duì)分選不利。6.3礦樣檢測(cè)結(jié)果分析礦石中銅、鎳礦物嵌布粒度細(xì)微,根據(jù)MLA系統(tǒng)對(duì)礦樣的檢測(cè)結(jié)果可知,礦石中含有許多星點(diǎn)狀分布的超細(xì)粒硫化礦顆粒被包裹鑲嵌在脈石礦物中,粒徑都在0.001mm左右,難以單體解離,很難回收。6.4銅、鎳礦物浮選礦石中含有大量的含鎂脈石礦物,如蛇紋石、滑石、綠泥石等,由礦物組成定量分析結(jié)果可知,它們占礦物總量的75.50%。這些脈石礦物質(zhì)地柔軟,容易在細(xì)磨時(shí)發(fā)生泥化,嚴(yán)重干擾銅、鎳礦物的分選。同時(shí)這些脈石礦物自然可浮性好,吸附能力強(qiáng),容易在浮選時(shí)混入銅、鎳精礦和消耗藥劑。所以,在浮選銅、鎳礦物時(shí),應(yīng)采用預(yù)先脫泥手段,并在礦漿中加入水玻璃、六偏磷酸鈉、CMC、古爾膠等對(duì)這些含鎂脈石礦物進(jìn)行分散、抑制,以消除它們的干擾。6.5與鎳礦物連通礦石中除目的礦物和脈石礦物外,還含有黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等其他礦物。這些礦物與鎳礦物連生致密,關(guān)系復(fù)雜,容易與鎳一起進(jìn)入鎳精礦,從而降低鎳精礦的質(zhì)量。同時(shí)鎳礦物也可能隨磁黃鐵礦和黃鐵礦等進(jìn)入尾礦,影響鎳的回收率,所以在選礦時(shí),可考慮對(duì)銅鎳浮選尾礦進(jìn)行磁黃鐵礦和黃鐵礦的富集,以綜合回收其中的鎳礦物。7銅、鎳礦物浮選分離(1)丹巴銅鎳礦礦石中礦物種類繁多,組成復(fù)雜。其中黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦含量較高,是選礦主要的回收對(duì)象。同時(shí)礦石中還伴生有硫鉑礦、硫鎳鉑礦等一些稀貴金屬礦物,應(yīng)考慮將其一起回收。此外,在黃鐵礦和磁黃鐵礦中還共生有部分鎳礦物,可考慮對(duì)進(jìn)入銅鎳浮選尾礦中的磁黃鐵礦和黃鐵礦進(jìn)行富集,以綜合回收其中的鎳礦物。(2)礦石中礦物嵌布特征復(fù)雜,包裹、交代、共生等現(xiàn)象突出,銅、鎳礦物普遍被脈石