某氧化銅鈷礦石工藝礦物學(xué)研究

黃迎春

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

某氧化銅鈷礦石工藝礦物學(xué)研究

黃迎春

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

研究對象為黑色頁巖型氧化銅鈷礦石和銅鈷硫化礦石按一定比例配制而成的混合樣。通過對氧化銅鈷礦石混合樣的工藝礦物學(xué)研究，查明了礦石的物質(zhì)組成、礦物的嵌布特征及銅和鈷的賦存狀態(tài)。

氧化銅鈷礦；工藝礦物學(xué)；物質(zhì)組成；嵌布特征；賦存狀態(tài)

隨著銅礦資源的大量開采，易選的硫化礦石越來越少。因此，開發(fā)和利用氧化銅礦，對于我國銅工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。大多數(shù)銅礦床都有氧化帶，有的甚至已形成獨立的大中型氧化銅礦物床。鈷是一種重要的戰(zhàn)略物資，我國單獨的鈷礦床極少，鈷礦品位較低，絕大多數(shù)為伴生資源。

1 礦石物質(zhì)組成

某氧化銅鈷礦石的化學(xué)多元素分析結(jié)果和銅、鈷物相分析結(jié)果分別列于表1、表2、表3?；瘜W(xué)多元素分析和銅、鈷物相分析結(jié)果表明，該氧化銅鈷礦石的有價元素是Cu和Co，脈石組分主要為SiO2，次為Al2O3以及MgO等；TC（全碳）的含量也較高，其中可浮性強(qiáng)的有機(jī)炭占較大比例，選礦時應(yīng)注意其對浮選的干擾；銅的賦存狀態(tài)較復(fù)雜，氧化程度高；鈷以硫化鈷為主，氧化鈷次之。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 銅物相分析結(jié)果 %

表3 鈷物相分析結(jié)果 %

經(jīng)顯微鏡下鑒定及掃描電鏡、X衍射分析等手段查明，礦石中主要銅礦物為孔雀石，其次為硅孔雀石，少量的黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)及微量藍(lán)輝銅礦、斑銅礦、自然銅；鈷礦物主要是硫銅鈷礦，其次為少量水鈷礦及硅鈷氧化結(jié)合物；鐵礦物主要是褐鐵礦，少量黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦；脈石礦物主要是石英，其次為綠泥石、絹云母，少量白云石、鐵尖晶石、炭質(zhì)、粘土礦物等。各礦物在礦石中的相對含量列于表4。

表4 各礦物在礦石中的相對含量 %

2 銅礦物、鈷礦物的嵌布特征

2.1 孔雀石

孔雀石是礦石中主要的氧化銅礦物，主要分布于黑色頁巖礦石中。多呈放射狀集合體、不規(guī)則粒狀或呈脈狀、網(wǎng)脈狀、皮殼狀等形式產(chǎn)出?？兹甘饕袃煞N嵌布形態(tài)（如圖1所示），一是分布于脈石礦物粒間或裂隙、孔洞中；二是與硅孔雀石關(guān)系密切。這兩種產(chǎn)出形式的孔雀石在礦物含量上的大致比例為60∶40。孔雀石的嵌布粒度分布不均勻，主要在0.05～0.8 mm間，但也有部分粒度在0.005～0.02 mm之間。

圖1 孔雀石的嵌布形態(tài)

2.2 硅孔雀石

硅孔雀石多呈膠狀、不規(guī)則粒狀、脈狀、網(wǎng)脈狀等形式產(chǎn)出?？梢娖涑实{(lán)綠色、天藍(lán)色等色調(diào)。硅孔雀石主要呈不規(guī)則狀、脈狀、網(wǎng)脈狀分布于石英等脈石礦物顆粒間隙、裂隙或孔洞中；其次與孔雀石和褐鐵礦關(guān)系密切，常見硅孔雀石與孔雀石、褐鐵礦緊密嵌生。部分硅孔雀石內(nèi)部常見包含極細(xì)粒的褐鐵礦或細(xì)粒的輝銅礦。硅孔雀石屬中粗粒嵌布，粒度主要在0.03～0.7 mm之間。硅孔雀石的嵌布情況如圖2所示。

圖2 硅孔雀石的嵌布形態(tài)

2.3 黃銅礦

黃銅礦主要呈不規(guī)則粒狀浸染嵌布于脈石中或沿硫銅鈷礦邊緣及其裂隙交代包裹，其次被輝銅礦、銅藍(lán)、藍(lán)輝銅礦交代或呈交代殘余狀包裹于褐鐵礦中。

2.4 輝銅礦

輝銅礦主要呈不規(guī)則細(xì)粒狀分布于脈石或褐鐵礦中；其次交代黃銅礦形成包裹結(jié)構(gòu)。少量被銅藍(lán)交代或包裹于硅孔雀石、孔雀石中。輝銅礦嵌布粒度細(xì)小，屬細(xì)中粒嵌布，粒度主要在0.01～0.05 mm之間。

2.5 銅 藍(lán)

銅藍(lán)主要與黃銅礦、褐鐵礦關(guān)系密切，由黃銅礦蝕變?yōu)殂~藍(lán)、褐鐵礦，因此常見三者復(fù)雜嵌生。銅藍(lán)嵌布粒度細(xì)小，主要在0.01～0.10 mm之間。

2.6 硫銅鈷礦

硫銅鈷礦呈粒狀產(chǎn)出，可見其碎裂結(jié)構(gòu)，裂紋或解理縫隙中常被黃銅礦、銅藍(lán)充填。主要與黃銅礦關(guān)系密切，呈不規(guī)則粒狀被黃銅礦沿其邊緣或裂隙充填交代；其次呈他形粒狀、自形－半自形粒狀嵌布于脈石礦物中。硫銅鈷礦的嵌布粒度較粗，主要在0.05～0.50 mm之間。

2.7 水鈷礦

水鈷礦是礦石中的主要氧化鈷礦物，肉眼觀察呈黑色。呈粒狀集合體產(chǎn)出，主要有兩種嵌布情況，一是呈不規(guī)則狀嵌布于脈石礦物粒間，粒度細(xì)小且較均勻，主要在0.01～0.03 mm之間；二是與褐鐵礦嵌生，粒度相對較粗，在0.1～0.5 mm之間。為查明水鈷礦的化學(xué)成分特點，采用掃描電鏡對水鈷礦進(jìn)行了能譜微區(qū)成分分析，結(jié)果表明水鈷礦的化學(xué)成分不穩(wěn)定，含有一定量的Cu、Si及少量的P、Mg等。

2.8 硅鈷氧化結(jié)合物

電鏡檢測中發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)主要由Si、Co、O組成，一般還含有少量的Cu、Mg等組分。各組成元素的含量都是多變的，沒有一個相對固定的數(shù)值。偏光顯微鏡下觀察，這些物質(zhì)也無明確的光學(xué)性質(zhì)，為隱晶質(zhì)。這些物質(zhì)暫無法確定其礦物組成礦物名稱，其化學(xué)成分主要由SiO2及鈷、銅、鎂等的氧化物組成，這里將這種物質(zhì)稱之為硅鈷氧化結(jié)合物以便于敘述。

硅鈷氧化結(jié)合物主要呈脈狀或細(xì)小粒狀分布于脈石礦物中，部分與孔雀石、水鈷礦緊密嵌生。經(jīng)掃描電鏡分析表明，硅鈷氧化結(jié)合物中含有一定量的Cu、Mg，平均含Co 27.03%，Cu 7.78%，Mg 3.99%，Si25.30%，O 35.90%。

3 銅、鈷的賦存狀態(tài)

銅和鈷是礦樣中最主要的有價元素，為進(jìn)一步查明它們在礦石中的分布特點，了解礦樣中各種銅礦物和鈷礦物所占的百分比，用元素平衡分配的方法計算出了銅和鈷元素在各種礦物中的分配比例，結(jié)果分別列于表5、表6。

表5 礦石中銅的平衡計算結(jié)果 %

由表5可以看出，礦樣中有48.33%的銅以孔雀石的形式存在，16.54%的銅存在于硅孔雀石中；8.38%的銅以次生硫化銅輝銅礦的狀態(tài)存在，5.25%的銅以銅藍(lán)的形式存在，7.85%的銅以黃銅礦的形式存在；硫銅鈷礦含銅7.15%；以其它形式賦存的銅含量較少。

表6 礦石中鈷的平衡計算結(jié)果 %

由表6可以看出，鈷主要賦存于硫銅鈷礦中，其分布率為68.86%，15.09%的鈷以水鈷礦的形式存在，4.43%的鈷存在于硅鈷氧化結(jié)合物中。

4 結(jié) 論

試樣由銅鈷的氧化礦石和硫化礦石組成，礦石的礦物種類較復(fù)雜，銅礦物以孔雀石為主，孔雀石主要分布于脈石礦物中或與硅孔雀石緊密嵌生；其次為硅孔雀石，硅孔雀石與孔雀石、褐鐵礦關(guān)系密切；黃銅礦、輝銅礦及銅藍(lán)等含量較低。鈷礦物主要是硫銅鈷礦，與黃銅礦關(guān)系密切；其次為水鈷礦及少量硅鈷氧化結(jié)合物，水鈷礦主要呈細(xì)粒狀嵌布于脈石礦物中或與褐鐵礦嵌生。脈石礦物主要是石英，其次為綠泥石、絹云母等。

礦石中銅、鈷的賦存狀態(tài)復(fù)雜，氧化程度高，且部分銅、鈷礦物嵌布粒度細(xì)小，再加上炭質(zhì)的含量較高，這些因素都將影響選礦對銅、鈷的回收。

［1］ 李波，梁冬云，張莉莉.云南某氧化銅礦石工藝礦物學(xué)研究［J］.金屬礦山，2010，（8）：86－101.

［2］ 吳霞，羅琳，羅丕.青海某氧化銅礦選礦工藝研究［J］.礦冶，2009，18（1）：15－18.

［3］ 王濮，潘兆櫓，翁玲寶，等.系統(tǒng)礦物學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1982.

Study on the Process M ineralogy of A Oxide Copper-cobalt Ore

HUANG Ying-chun
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

The research object is themixed sample prepared by a black shale－type oxide copper－cobalt ore and a copper－cobalt sulfide ore to a certain proportion.Through the processmineralogy study of the oxide copper－cobalt ore to find out the orematerial composition and themineral dissemination characteristics and the occurrence states of copper and cobalt.

oxide copper-cobalt ore；processmineralogy；material composition；dissemination characteristics；occurrence state

TD91

：A

：1003－5540（2014）04－0019－03

2014－05－20

黃迎春（1985－），女，助理工程師，主要從事巖礦鑒定工作。