輝鉬礦工藝礦物學(xué)

1、1、 工藝礦物學(xué)研究3.1 原礦化學(xué)分析礦石的X熒光光譜半定量分析和多元素化學(xué)成分分析結(jié)果分別列于表3-1、3-2，鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果見表3-3。表3-1 礦石的X熒光光譜半定量分析結(jié)果（）元 素含 量元 素含 量元 素含 量元 素含 量SiO274.43Al2O310.94Fe2O31.59MgO0.62K2O5.79Ca1.08Na2O2.6Ti0.1048Co0.0008Ni0.0004Cu0.0018Zn0.0060Ga0.0019As0.0004Br0.0001Rb0.0497Y0.0011Sr0.0131Zr0.0184Sc0.0004V0.0019Nb0.0104Mo0.278

2、7Mn0.0242Sn0.0010Ba0.0566La0.0019Hf0.0006Cr0.0014Ce0.0069W0.0037Bi0.0003Th0.0044P0.0388U0.0013Tl0.0002表3-2 礦石的主要化學(xué)成分（）組 分含量組 分含量組 分含 量Mo0.34Cu0.002Fe1.22SiO269.99Al2O39.52CaO1.04MgO0.43K2O4.72S0.78Au(g/t)0.196Ag(g/t)1.0表3-3礦石中鉬的化學(xué)物相分析結(jié)果（）鉬 相含 量分布率存在的礦物硫化鉬0.3497.84輝鉬礦氧化鉬0.00752.16鉬華、鐵鉬華、泡鉍礦等總 鉬0.3475

3、100.00由表3-13-3可以看出：（1） 礦石中可供選礦回收的主要元素是Mo，其品位為0.34%，鉛、鋅、銅等其他有價金屬均因含量太低綜合利用的價值不大。 （2）為達(dá)到富集鉬礦物的目的，需要選礦排除或降低的脈石組分主要是SiO2和Al2O3，次為K2O和CaO，四者合計(jì)含量為85.27%。 （3）礦石中鉬主要以硫化鉬的形式存在，其分布率為97.84%；氧化鉬占2.16%，在浮選過程中相對難以回收。綜合化學(xué)成分特點(diǎn)，可以認(rèn)為試驗(yàn)礦石屬原生硫化鉬礦石，預(yù)計(jì)通過選礦可獲得鉬精礦產(chǎn)品。3.2礦物組成及含量礦石在肉眼下顯灰白肉紅色，可見條帶狀構(gòu)造，經(jīng)偏光顯微鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析等綜

4、合研究，查明礦石中金屬礦物較常見的是輝鉬礦，黃鐵礦，以及少量的磁鐵礦，微量鈦鐵礦等；脈石主要為石英和鉀長石，少量的斜長石、鈉長石、角閃石、絹云母、白云母、綠泥石、角閃石，微量方解石、黑云母、鋯石、磷灰石等。表3-4 原礦主要礦物組成及其相對含量（）礦 物含 量礦 物含 量輝鉬礦0.6斜長石、鈉長石5.5黃鐵礦1.1角閃石、綠泥石3.5磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦0.8絹云母、白云母、黑云母4.0石英、玉髓57.2方解石0.3鉀長石25.5角閃石1.0其他0.5合計(jì)100.003.3原礦X衍射及主要礦物的化學(xué)成分原礦X衍射圖見下圖3-1。圖3-1 原礦X衍射圖 根據(jù)圖3-1，整理出原礦中主要礦物的化學(xué)

5、分子式，如下表3-5.表3-5 X射線衍射物相分析表礦物物相名稱礦物化學(xué)式石英SiO2鈉長石Na(AlSi3O8)白云母(K0.82Na0.18)(Fe0.03Al1.97)(AlSi3)O10(OH)2氫氧化鐵、氧化鐵FeO(OH)角閃石Mg2SiO4正長石K(AlSi3)O8 由表3-5可以看出，礦石中的化學(xué)成分較為簡單，主要有石英、鈉長石、正長石（鉀長石的一種）及白云母、氧化鐵、角閃石石等組成。3.4礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造不僅可以反映礦石形成變化過程中的地質(zhì)條件和物理化學(xué)環(huán)境，而且其中有用礦物的形態(tài)、粒度和相互之間的嵌布關(guān)系也直接決定著選礦的難易程度。3.4.1 礦石的構(gòu)造礦石構(gòu)造

6、系指礦石中礦物集合體的形狀、大小及其在空間上的相互關(guān)系，即礦物集合體的形態(tài)。礦石中主要有團(tuán)塊狀塊狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造和細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。（1）團(tuán)塊狀構(gòu)造偶見黃鐵礦呈相對聚集的團(tuán)塊狀，與石英鉀長石等脈石組成致密的團(tuán)塊狀。（2）星散浸染狀構(gòu)造 黃鐵礦、磁鐵礦、輝鉬礦等金屬礦物呈星散狀、細(xì)粒狀、斑點(diǎn)狀浸染分布于石英、鉀長石等組成的礦石基底中。（3）細(xì)脈浸染狀構(gòu)造黃鐵礦、輝鉬礦呈細(xì)脈狀分布，嵌于礦石微裂隙中，一般脈寬在2mm以下，多在1mm左右，斷斷續(xù)續(xù)，不連貫者多見，少見連貫的細(xì)脈。3.4.2 礦石的結(jié)構(gòu)礦石結(jié)構(gòu)主要為他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu)、自形半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、兩晶結(jié)構(gòu)等。1 他形晶粒

7、狀結(jié)構(gòu) 黃鐵礦、磁鐵礦等主要呈它形晶粒狀結(jié)構(gòu)，不具完好晶形；部分輝鉬礦也呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)。2 鱗片狀結(jié)構(gòu)、葉片狀結(jié)構(gòu)輝鉬礦主要呈鱗片狀、葉片狀形態(tài)，偶見聚集呈放射狀、菊花狀形態(tài)。3 自形半自形粒狀結(jié)構(gòu) 部分黃鐵礦呈自形半自形粒狀結(jié)構(gòu)，具部分完好晶面。4 交代結(jié)構(gòu) 局部見磁鐵礦交代黃鐵礦的現(xiàn)象。5 雙晶結(jié)構(gòu) 輝鉬礦多見聚片雙晶。3.5 主要礦物的嵌布特征3.5.1輝鉬礦輝鉬礦是選礦回收的主要金屬礦物，在礦石中的量相對較少。主要呈鱗片狀、葉片狀，也有板狀、條狀以及菊花狀的集合體產(chǎn)出。主要呈星點(diǎn)狀、微脈狀零散分布在礦石中，其次呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，沿礦石微裂隙分布。輝鉬礦與石英、鉀長石關(guān)系密切，與黃鐵礦的關(guān)

8、系次之。相對于脈石礦物，輝鉬礦與其他硫化物的嵌生接觸關(guān)系要弱很多，少見輝鉬礦與黃鐵礦、磁鐵礦接觸嵌生。浸染狀分布的輝鉬礦尤其如此，細(xì)脈狀分布的輝鉬礦則相對（浸染狀）多見與黃鐵礦接觸嵌生。且在部分大顆粒輝鉬礦顆粒內(nèi)部可見包裹有細(xì)小顆粒的脈石礦物，部分輝鉬礦中包裹黃鐵礦。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，與黃鐵礦接觸的輝鉬礦和與脈石接觸的輝鉬礦的比例大致為10:90。且綜合觀察原礦光片與精礦產(chǎn)品，可以大致看出，與黃鐵礦連生的輝鉬礦粒徑在3050m之間的約占連生體的70%左右，剩余的30%左右為20m左右的輝鉬礦與黃鐵礦連生。另外，輝鉬礦的片徑的較容易夾有粒徑細(xì)小的脈石礦物，如下圖所示。也就是說，在磨礦過程中，需要重點(diǎn)考

9、慮的是輝鉬礦與脈石的解離。呈片狀、板狀的輝鉬礦，其短軸（片徑）0.001-0.02mm不等，0.002-0.010mm者居多；其長軸0.01-0.10mm不等。對輝鉬礦進(jìn)行掃描電鏡微區(qū)衍射，結(jié)果整理如下表3-6。表3-6 輝鉬礦的能譜微區(qū)成分分析結(jié)果（%）序 號MoS合計(jì)1-166.0133.99100.001-264.8735.13100.001-364.8335.17100.00II-165.3634.64100.00II-265.3234.68100.00II-365.2034.80100.00平 均65.2634.73100.00由表3-6可知，輝鉬礦的化學(xué)成分比較穩(wěn)定，但平均值與理論

10、值有所出入（理論值含Mo 59.94%，S 40.06%），這跟X衍射中Mo和S的峰值重疊有關(guān)，兩個峰值處于儀器所能分辨的臨界值，所以對數(shù)據(jù)有一定的影響。輝鉬礦的X衍射圖見下圖3-2。圖3-2 輝鉬礦的X衍射圖3.5.2黃鐵礦礦石中主要的硫化鐵礦物，也是最主要的硫化物。黃鐵礦主要呈星散浸染狀、斑點(diǎn)狀分布于脈石各處，也呈細(xì)脈集合體分布。一般呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，偶見部分呈自形半自形粒狀，嵌布粒度一般0.01-0.20mm。部分黃鐵礦與輝鉬礦連生。3.5.3磁鐵礦磁鐵礦嵌布粒度不均勻，呈0.002-0.20mm的連續(xù)不等粒分散于礦石中，他形晶粒狀結(jié)構(gòu)。磁鐵礦與輝鉬礦共生的情況較少見。部分粗粒磁鐵礦與黃

11、鐵礦共生，二者呈緊密接觸嵌生。細(xì)粒磁鐵礦中估計(jì)有一部分為礦石中綠泥石化蝕變過程中析出而來，形態(tài)極不規(guī)則（不規(guī)則他形晶粒狀結(jié)構(gòu)）。3.5.4脈石礦物脈石主要為石英和鉀長石，少量的斜長石、角閃石、云母和方解石。石英主要為不規(guī)則粒狀，粒徑一般在0.010.40mm之間，多數(shù)與鉀長石一起構(gòu)成礦石基底；鉀長石，肉紅、淺紅色，多呈板狀、柱狀，粒徑一般在0.020.50mm之間；多與石英一起構(gòu)成礦石基底；斜長石在礦石中少見，主要為板狀、柱狀，粒徑約為0.020.40mm之間；云母主要為白云母，片狀，無色，短軸片徑一般在0.0020.20mm之間，少部分蝕變?yōu)楦邘X石。方解石通常為晶形態(tài)通常較好的粒狀，部分為針

12、狀，常呈不規(guī)則團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀交代其他礦物，粒徑一般在0.020.50mm之間。3.6主要礦物的嵌布粒度礦石中主要礦物的粒度組成及其分布特點(diǎn)對確定磨礦細(xì)度和制定合理的選礦工藝流程有著直接的影響。為此，在鏡下對礦石中的輝鉬礦和黃鐵礦的嵌布粒度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果列于表3-7。表3-7 主要金屬硫化物的嵌布粒度（%）粒 級(mm)輝鉬礦黃鐵礦分布率累計(jì)分布率分布率累計(jì)分布率1.171.11.11.21.5-1.17+0.832.53.62.94.1-0.83+0.593.26.83.47.5-0.59+0.424.311.14.111.6-0.42+0.306.417.55.717.3-0.30+0.2

13、19.226.77.624.9+0.21+0.1512.639.313.738.60.150.10515.654.914.753.50.1050.07412.367.216.569.80.0740.05211.578.713.483.20.0520.0378.387.08.591.70.0370.0266.593.54.396.00.0260.0194.598.02.698.60.0190.0101.599.51.099.60.0100.5100.00.4100.0由表3-7可以看出，在+0.037mm級別時，輝鉬礦和黃鐵礦的累計(jì)分布率分別為87.0%，91.7%，兩者均屬于中細(xì)粒嵌布分布。欲

14、使礦石中的注：統(tǒng)計(jì)輝鉬礦的粒度時，若輝鉬礦的片徑中夾有少量脈石（脈石的含量少于整個顆粒的1/4），測量過程中則也定為一個輝鉬礦。輝鉬礦充分解離，應(yīng)選擇磨至0.026mm為宜。注：統(tǒng)計(jì)輝鉬礦的粒度時，若輝鉬礦的片徑中夾有少量脈石（脈石的含量少于整個顆粒的1/4），測量過程中則也定為一個輝鉬礦。3.7 原礦篩析試驗(yàn)和解離度測定為了考查入選礦石中輝鉬礦各個粒級中分布情況及解離度情況，對磨礦細(xì)度-0.074mm占65%的磨礦產(chǎn)品進(jìn)行篩析試驗(yàn)和解離度測定，結(jié)果列于表3-8。表3-8 原礦輝鉬礦解離度測定結(jié)果（%）粒 級（mm）分布率單 體連 生 體3/43/41/21/21/41/4+0.157.727

15、0.112.59.45.22.8-0.15+0.07424.0883.48.44.92.60.7-0.074+0.03918.8488.96.12.61.50.9-0.039+0.0250.4990.54.82.41.50.8-0.02548.8892.34.02.11.00.6合 計(jì)100.0087.86.113.431.810.853.7 其他相關(guān)參數(shù)測定3.7.1 原礦物理參數(shù)礦藏石粒度為-3mm，礦樣的堆比重為：1.714g/cm3，真比重為：2.54 g/cm3，堆積角：33.4。3.7.2 Bond功指數(shù)的測定3.7.2.1功指數(shù)測定原理標(biāo)準(zhǔn)Bond試驗(yàn)，功指數(shù)(Wib)是使用球磨

16、機(jī)進(jìn)行干式閉路磨礦，磨礦到循環(huán)負(fù)荷達(dá)到250%時獲得的。其計(jì)算公式如下： (3.1)式中：Wib球磨機(jī)功指數(shù)（kWh/t）；P1 試驗(yàn)篩孔尺寸（m）；Gbp 球磨機(jī)每一轉(zhuǎn)新生成的試驗(yàn)篩孔以下粒級物料的重量（g）；P80 產(chǎn)品中80%物料通過的粒度尺寸（m）；F80 給礦中80%物料通過的粒度尺寸（m）；由標(biāo)準(zhǔn)Bond實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式可以通過一系列的磨礦試驗(yàn)和粒度篩析計(jì)算出待測礦石的功指數(shù)，但是試驗(yàn)工作量比較大。另一種簡單的功指數(shù)計(jì)算方法是根據(jù)磨礦功耗與功指數(shù)的關(guān)系，磨機(jī)的功耗W： (3.2)如果相同的功指數(shù)球磨機(jī)，轉(zhuǎn)動相同的轉(zhuǎn)數(shù)，消耗的能量相同，即 (3.3)這種功指數(shù)的計(jì)算方法是以標(biāo)準(zhǔn)礦石為基礎(chǔ)

17、，通過待測礦石的一次磨礦試驗(yàn)，即可方便地計(jì)算出待測礦石的功指數(shù)Wib2。3.7.2.2 Bond球磨功指數(shù)與其他物理參數(shù)的關(guān)系（1）Bond球磨功指數(shù)與Hardgrove可磨度指數(shù)的關(guān)系F.C.Bond提出，在一定Hardgrove可磨度H下，相當(dāng)?shù)腂ond球磨功指數(shù)Wib (kWh/t)為：（2）Bond球磨功指數(shù)與超聲浸蝕速率常數(shù)的關(guān)系印度的K.L.Narayana等人于1975年提出了Bond球磨功指數(shù)Wib與超聲浸蝕速率常數(shù)E之間的關(guān)系：式中K-常數(shù)（mg/min）；X-常數(shù)；當(dāng)E0.77時，K=13.5，X=1.96。（3）Bond球磨功指數(shù)與7種力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系Yashima等人通過

18、對30種脆性物料的試驗(yàn)研究，于1970年提出了Bond球磨功指數(shù)Wib（kWh/t）與密度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、脆性指數(shù)等7種力學(xué)性質(zhì)的以下關(guān)系式：式中S抗拉強(qiáng)度（kg/cm2）；密度（kg/cm3）；Y1彈性模量（kg/cm2）；S原文未說明；Br脆性指數(shù)；1泊松比；Rc圓柱樣品碎裂產(chǎn)品的比表面積率；Rt球形樣品在低速壓縮下碎裂產(chǎn)品的比表面積率。上式適用于莫氏硬度為2.06.5的脆性物料。雖然這一方法也可以用于推測Bond球磨功指數(shù)，但是這些力學(xué)性質(zhì)的測定亦很繁瑣。根據(jù)本關(guān)系的推斷結(jié)果與實(shí)測值，7種物料樣品的相對誤差為-3.76%14.89%，平均為7.27%。3.7.2.3礦石的功

19、指數(shù)測定1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備由于原礦已破碎至粒度為-3.36mm，混合均勻后縮分取2kg樣品，首先用1mm的篩子對上述粒度-3.36mm的2kg樣品篩分，+1mm樣品用1.7mm的篩子進(jìn)行篩分，-1mm樣品先用孔徑0.074mm的篩子進(jìn)行濕式篩分，+0.074mm部分烘干，用套篩進(jìn)行振動干式篩分，篩分時間為10分鐘。得到功指數(shù)測定的給礦粒度分布，結(jié)果列于表3-9和圖3-3。表3-9破碎產(chǎn)品粒度組成 粒級/mm產(chǎn)率/%篩下累積/%-3.36+2.01.23 100.00-2.0+0.85 45.25 98.77 -0.85+0.425 1.77 53.53 -0.425+0.25 27.01 51.76

20、 -0.25+0.18 3.35 24.75 -0.18+0.15 5.60 21.40 -0.15+0.074 5.90 15.80 -0.074+0.045 3.41 9.90 -0.045+0.037 1.06 6.49 -0.037 5.43 5.43 圖3-3 破碎產(chǎn)品粒度分布從表3-9用插值法可計(jì)算出功指數(shù)測定時給礦粒F80=1.5207mm= 1520.7m。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1）工作原理與一般球磨機(jī)相同，將一定粒度和重量的物料放入球磨機(jī)內(nèi)，球磨機(jī)內(nèi)裝入一定尺寸、一定數(shù)量和重量的鋼球，在特定轉(zhuǎn)數(shù)下進(jìn)行干法磨礦，將產(chǎn)品篩分、稱重，反復(fù)進(jìn)行多次，在經(jīng)計(jì)算得出磨礦功指數(shù)（kWh/t）。（2

21、） 主要技術(shù)參數(shù) 表3-10主要技術(shù)參數(shù)序號項(xiàng) 目參 數(shù)單位備 注1筒體內(nèi)徑內(nèi)長305305mm2筒體轉(zhuǎn)數(shù)700.5r/min3電動機(jī)功率0.75kW4內(nèi)裝鋼球重量20.568kg5內(nèi)裝鋼球數(shù)量直徑數(shù)量個鋼球規(guī)格總數(shù)和總量不能變，各種鋼球的個數(shù)可適當(dāng)調(diào)整3825個3239個2560個2268個1993個6給礦物料粒度03.2mm7一次加料體積700cm3振實(shí)8重量330kg9外形尺寸（長寬高m3、 礦石試驗(yàn)過程及功指數(shù)測定（1）首先稱取700cm3礦樣得其重量為1200g，由此可計(jì)算出礦樣的堆比重為：1200/700=1.714g/cm3。測定期間功指數(shù)球磨機(jī)內(nèi)必須保

22、持700cm3礦樣。（2）計(jì)算預(yù)期產(chǎn)品量根據(jù)功指數(shù)概念，功指數(shù)是磨礦到循環(huán)負(fù)荷達(dá)到250%時獲得的，得出預(yù)期產(chǎn)品量是700cm3礦樣質(zhì)量的1/3.5。故本試驗(yàn)中預(yù)期產(chǎn)品量：1200/3.5=342.86 g從表3.1可以求出給料中含有-74m的產(chǎn)品量：12009.9 %=118.8 g342.86g由此可知被測礦樣中達(dá)到產(chǎn)品粒度的物料含量小于預(yù)期產(chǎn)品量,可直接進(jìn)行第一個循環(huán)的測定。4、測定步驟（1）該試驗(yàn)按照實(shí)際生產(chǎn)要求取試驗(yàn)篩孔：P1=74m，故N1應(yīng)設(shè)定為200轉(zhuǎn)。（2）然后將鋼球和1200g礦樣加入Bond功指數(shù)球磨機(jī)內(nèi)，進(jìn)行第一個循環(huán)的測定，運(yùn)轉(zhuǎn)200轉(zhuǎn)后磨機(jī)自動停止，將物料卸出，鋼球

23、仍送回球磨機(jī)內(nèi)；用篩孔尺寸為74m的篩子篩出產(chǎn)品，計(jì)算每轉(zhuǎn)新生成的產(chǎn)品量Gbp(g/r)。 (3.4)（3）為保持原始總負(fù)荷700cm3不變，添加新物料到篩上產(chǎn)品中，用式(3.5)計(jì)算第二次磨礦所需轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)行第二個循環(huán)的測定。 (3.5)（4） 重復(fù)進(jìn)行（3）的步驟，直到達(dá)到平衡為止, 其測定流程見圖3.3。平衡標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)最后三次循環(huán)中循環(huán)負(fù)荷和Gbp值的允許誤差判斷。循環(huán)負(fù)荷的允許誤差為：循環(huán)負(fù)荷平均值為250%5%；Gbp值的允許誤差為：（最大值-最小值）/平均值3%。取最后三個循環(huán)的Gbp值的平均值為Gbp值。表3-11 -74m磨礦試驗(yàn)數(shù)據(jù)循環(huán)次數(shù)磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Mf/gMp/gMo/gGbp/

24、(g/r)循環(huán)負(fù)荷%1200118.80332.63213.831.0692260.76228932.93353.07320.141.1078239.88327834.95378.44343.491.2356217.09424737.46337.88300.421.2163255.16525433.45328.5295.051.1616265.30626732.52343.41310.891.1644249.44726533.99338.82304.831.1503254.17826833.54346.5312.961.1677246.32表中：Mf給礦中-74m篩下物料重量（g）；Mp磨礦產(chǎn)

25、品中-74m篩下物料重量（g）；Mo磨礦凈生成-74m篩下物料重量（g）；Gbp每一轉(zhuǎn)所生成-74m篩下物料重量（g）；從表3-11中可以看出第6、7、8次循環(huán)負(fù)荷分別為249.44%、254.17%、246.32%，循環(huán)負(fù)荷平均值為249.98%，誤差為0.02%；Gbp分別為1.1644、1.1503、1.1677。平均Gbp=（1.1644+1.1503+1.1677）/3=1.1608。那么Gbp值的誤差為：（最大值-最小值）/平均值=（1.1677-1.1503）/1.1608=0.01499=1.499%Gbp值的允許誤差3%。（5）篩析平衡后的產(chǎn)品將第6、7、8次-74m篩下產(chǎn)品混合均勻，用四分法取樣100g進(jìn)行篩析，結(jié)果列于表3-12，粒度曲線見圖3-4。表3-12 -74m平衡后產(chǎn)品篩析粒度組成粒級/mm 產(chǎn)率/% 篩下累積/%-0.074+0.04541.07100.00-0.045+0.03717.5458.93-0.037+0.0250.7741.39-0.02540.6240.62圖3-4 -