云南永平县水泄-厂街铜钴矿选矿试验研究

云南永平县水泄-厂街铜钴矿选矿试验研究

1逆冲断层-矿床-构造背景永平县水排水厂街铜钴矿区位于蓝坪-思茅盆地西缘，汉江-索茂盆地以东，具有强烈的构造活动带。三叠纪末的印支期,保山微板块与兰坪-思茅微板块碰撞,形成澜沧江逆冲断裂带,燕山-喜山期挤压增强,整个盆地抬升,形成北北西向的线状构造。澜沧江断层为其主要逆冲断层,在其活动影响下盆地西缘派生一系列推覆构造,西缘的重要矿床主要受逆冲断层控制。本区矿床即处于永平逆冲推覆构造带中,区内出露地层主要为:三叠统,从上至下分为歪古村组、三合洞组和麦初箐组;侏罗系和第四系。含矿地层主要为上三叠统麦初箐组和中侏罗统的花开左组,矿化岩性以沙岩泥岩互层最为有利,纯泥岩较差。2构造蚀变带与点沿区域性大断裂成带的关系矿床类型属改造型热卤水裂隙充填脉状铜钴矿床,矿体受北西向断裂构造及层间破碎带和地层及蚀变带控制,矿化点沿区域性大断裂成带分布,矿体直接充填于构造破碎带之中。矿体形态较为复杂,厚度变化大,组分分布不均匀,呈脉状、似层状、透镜状扁豆状的单脉或复脉分布于构造蚀变带中。围岩蚀变有退色、硅化、菱铁矿化、黄铁矿化、重晶石化、白云石化、方解石化等。含铁矿物在地表常氧化为褐铁矿,退色和褐铁矿化成为明显的找矿标志。3矿石材料的组成和含量3.1矿床工业价值矿石物质组分样品的光谱分析、多元素分析及物相分析结果(表1,表2,表3,表4)表明,该矿床的矿石为硫化铜钴矿石,除铜、钴外,尚有硫、锑、砷、银、铅、锌、铋等,其中铜、钴、硫、银具有工业价值,砷为有害元素,但综合回收分离后亦有工业价值。3.2含镉企业多为特征特性的贮藏/日整理工艺及日加工学分析含经光片、薄片鉴定,电子探针,单矿物查实,金属矿物主要有:砷黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、含钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂、钴黄铁矿、钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿、辉钴矿等。脉石矿物主要有石英、白云石、菱铁矿、铁白云石、长石、绢云母等。次生矿物主要有孔雀石、铜蓝、臭葱石、褐铁矿。主要矿物基本特征如下;砷黝铜矿:在矿石中的平均含量为1.42%,肉眼鉴定为黑色,反射色灰微带蓝。单体粒度0.01～1.5mm不等,小于0.053mm的占76%强,呈它形粒状,或集合体产出者生成稍早,亦有少量细脉状生成较晚。常与黄铁矿、黄铜矿成连生体,部分包有毒砂,经常见交代早成矿物的现象。单矿物分析含钴为0.032%～0.068%(由包裹的细小钴矿物引起)。黄铜矿;在矿石中的平均含量为0.64%,反射色为明显的黄色,多呈它形粒状产出,亦见脉状。单体粒度0.008～0.6mm不等,小于0.053mm的占71.5%、弱非均质性。常包裹交代早成矿物毒砂、黄铁矿等。电子探针分析含钴0.0026～0.0236%(由包裹的细小钴矿物引起)。含钴黄铁矿(包括一般黄铁矿):两种黄铁矿肉眼不易区分,只是二者含钴量的不同,均呈它形粒状,单体粒度0.01～0.5mm不等,以0.053mm为主,占86%强。多以砷黝铜矿,黄铜矿及其它钴矿物呈连生体,并被它们溶蚀交代。电子探针分析黄铁矿含钴0.022%～0.24%,含钴黄铁矿含钴0.57%～0.99%。白铁矿:在矿石中微量,粒度小于0.053。呈细条状,产于含钴黄铁矿中,电子探针分析含钴0.13%。毒砂:呈自形晶产出,切面多为菱形。粒度较细,但均匀,小于0.053的占97%以上。多与黄铁矿连生,常被砷黝铜矿,黄铜矿包裹交代。电子探针分析含钴0.16%～1.35%,单矿物分析含钴为0.27%～2.16%。含钴毒砂:除含钴量比毒砂高外,其它特征与毒砂相同。电子探针分析含钴5.5%～7.98%。钴黄铁矿:以晶形及结构等明显区别于黄铁矿及含钴黄铁矿,其晶形为良好自形晶,高倍镜下具明显的环带结构,环带由发玫瑰色的条纹(辉钴矿)及黄白色条带(黄铁矿)相间组成,边缘常有辉砷镍钴矿环绕,形成周边结构。电子探针分析含钴大于2.6%～2.94%,单矿物分析含钴为1.88%,含镍0～0.07%。钴毒砂:晶形、粒度与毒砂相同。明显区别于含钴毒砂,具有标准的环带结构,其环带由玫瑰色(辉钴矿),白色(毒砂),白发浅蓝(铁硫砷钴矿)的条带相间组成,常靠近黄铜矿呈密集集合体产出,少数为散点。铁硫砷钴矿:晶形良好的与钴毒砂类似,仅反射色略发浅蓝,而产于黄铁矿中的铁硫砷钴矿呈不规则状,具明显的浅蓝色调及弱的玫瑰色调。电子探针分析含钴大于18.22%,含镍0.03%。辉砷镍钴矿:磨光性好,反射色为白色(微带玫瑰色)。主要环绕自形程度较高的钴黄铁矿周边生成,形成周边结构。电子探针分析含钴22.32%,含镍11.17%,铁7.01%,硫砷含量与一般毒砂相近,而钴镍含量变化较大。辉钴矿;有两种形态,与含钴黄铁矿连生的呈细小粒状和条状。而自形晶者多交代钴毒砂,钴黄铁矿,并保持被交代矿物的晶形。粒度小于0.053mm,具明显的玫瑰色与其它矿物区别。电子探针分析含钴24.79%～31.63%,含镍0～0.58%,硫24.41%,砷42.48%,铁1.98%。方铅矿:铅灰色,它形粒状,呈细脉状胶结岩屑,与闪锌矿一起出现,金属光泽。分布量少。闪锌矿:黄色,松脂光泽,一般呈细脉状、柱状出现于砂岩中,常与方铅矿共生,并交代方铅矿,切穿砷黝铜矿。分布量少。辉锑矿:铅灰色,多呈柱状晶簇集合体出现,也呈脉状穿插于砂页岩中,具叶片双晶。分布量少。4矿石结构4.1辉铬矿金矿矿石的结构主要为自形-半自形结构、交代-交代残余结构、环带结构、溶蚀结构、压碎结构等,描述如下:1)自形晶结构:含钴黄铁矿,钴黄铜矿呈良好的五角十二面体,古毒砂呈菱形及柱状晶体,辉钴矿呈菱形及板状晶体。2)半自形晶结构:发育不全的黄铁矿、毒砂,呈半自形晶产出。3)交代结构:砷黝铜矿、黄铜矿交代含钴毒砂、辉钴矿,使之成为破片状,破叶状。4)交代残余结构:砷黝铜矿、黄铜矿交代黄铁矿,使之呈交代残余结构。5)溶蚀结构:砷黝铜矿溶蚀黄铁矿,二者呈连生体,连生边呈锯齿状。6)环带结构:自形晶之五角十二面体的钴黄铁矿具明显的环带结构,环带由辉钴矿、铁硫砷钴矿、黄铁矿相间组成。钴毒砂亦有类似现象。7)压碎结构:早期形成的钴黄铁矿、含钴黄铁矿被压碎裂而形成。4.2网脉状构造矿石构造主要为致密块状构造、网脉状构造、浸染状构造、角砾状构造,分述如下:1)致密块状构造:黄铁矿、黄铜矿呈集合体组成,其中有少量石英、菱铁矿等呈不规则体分布。2)网脉状构造:砷黝铜矿、黄铜矿、钴毒砂,呈细脉、网脉于充填岩石破碎裂隙间,或者是石英、菱铁矿脉互相切穿形成网脉状构造。3)浸染状构造:黄铁矿、砷黝铜矿、黄铜矿及含钴矿物颗粒呈星点状分布于脉石矿物和围岩中。4)角砾状构造:金属矿物和脉石矿物受挤压成间砾状,后被褐铁矿、泥质等胶结而成。5铜、钴生产的特点5.1铜税的保留状态铜主要赋存于以砷黝铜矿为主的铜矿物中,其次为黄铜矿。5.2与其它矿物的赋存关系矿石中的钴金属经电渗析实验表明,钴在试样中的电渗率为14%,而吸附状态的钴,在条件基本相同时,其电渗率为68%,标准氧化钴的电渗率为2.1%,有硫化钴嵌布的黄铁矿的电渗率为8%,说明钴在试样中主要呈化合物状态存在,不呈吸附状态存在。为查明钴金属与其它矿物的赋存关系,挑取了砷黝铜矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、菱铁矿、伊利石进行激光分析,结果表明砷黝铜矿及毒砂中含有钴。对砷黝铜矿单独挑出进行钴的物相分析,结果表明砷黝铜矿中的钴含量达0.443%,为硫化钴。说明钴可能以细微的硫化钴嵌布于砷黝铜矿中,或与铜呈类质同象而存在。经电子探针等手段证实,钴的赋存状态主要有两种:即分散状态和单矿物状态。分散状态的钴主要呈钴化合物分布于砷黝铜矿、黄铁矿、白铁矿、含钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂中。单独矿物主要有钴黄铁矿、钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿、辉钴矿。经采用全浮选混合精矿再磨,石灰及氰化钾作为钴矿物的抑制剂,再用硫酸铜为活化剂浮选钴矿物,将铜钴达到充分的单独分离试验,结果钴仍含于铜精矿、铜中矿、铜尾矿及黄铁矿、砷黝铜矿中(表5)。从试验所获结果来看,钴未单独含于某矿物中,且单矿物量很少。5.3铜、钴矿的矿渣技术5.3.1黄铜矿的组成主要铜矿物砷黝铜矿单体粒度0.01～1.5mm不等,小于0.053mm的占76%强,呈它形粒状,或集合体产出,亦有少量网脉状、浸染状。常与黄铁矿、黄铜矿成连生体,包裹交代毒砂、含钴毒砂、辉钴矿。次要铜矿物黄铜矿单体粒度0.008～0.6mm不等,小于0.053mm的占71.5%、弱非均质性。多呈它形粒状产出,亦见网脉状、钴浸染状。常包裹交代含钴毒砂、辉钴矿、黄铁矿等。砷黝铜矿,黄铜矿均具弱非均质性的细粒嵌布特性,控制磨矿细度-200目80%以上即可单体解离,容易选别。但由于包裹交代毒砂、含钴毒砂、辉钴矿、黄铁矿,铜矿物难与毒砂、含钴毒砂、辉钴矿、黄铁矿充分分离,采用抑制剂抑制黄铁矿时,亦会使铜矿物的选矿回收率降低,只能产出含有害元素砷较高,含铜品位较低的铜钴混合精矿。5.3.2含对亚硫酸矿的多砂胶结充填料钴矿物主要钴黄铁矿、钴毒砂、铁硫砷钴矿、含钴黄铁矿、含钴毒砂及少量的辉砷镍钴矿、辉钴矿。钴黄铁矿、含钴黄铁矿均呈它形粒状,单体粒度0.01～0.5mm不等,以0.053mm为主,占86%强。多以砷黝铜矿,黄铜矿及其它钴矿物呈连生体,并被它们溶蚀交代。钴毒砂、含钴毒砂与毒砂类似,呈自形晶产出,切面多为菱形。粒度较细,但均匀,小于0.053的占97含%以上。多与黄铁矿连生,常被砷黝铜矿,黄铜矿包裹交代。辉砷镍钴矿主要环绕自形程度较高的钴黄铁矿周边生成,形成周边结构。辉砷镍钴矿与含钴黄铁矿连生的呈细小粒状和条状,而自形晶者多交代钴毒砂,钴黄铁矿,并保持被交代矿物的晶形。含钴矿物多呈致密块状、网脉状、浸染状产出。含钴矿物除辉砷镍钴矿外,均具弱非均质性的细粒嵌布特性,由于多以砷黝铜矿,黄铜矿及毒砂、黄铁矿呈连生体,并被它们溶蚀交代。磨矿难以使含钴矿物充分单体解离,采用常规的浮选法难以实现含钴矿物与其它矿物的选别分离,亦只能产出含有害元素砷较高,含铜品位较低的铜钴混合精矿。5.3.3含砷矿的铜精矿铜钴分离浮选试验可得到含铜15.62%,含钴0.27%,含硫25.38%,含砷6.12%,回收率87.69%的铜精矿;含钴0.43%,回收率59.2%,含硫37.64%,回收率67.81%,含铜0.98%,含砷4.29%的钴硫精矿(表6)。6铜铜矿的组成1)云南永平县水泄-厂街铜钴矿床的矿石为硫化铜钴矿石,除铜、钴外,尚有硫、锑、砷、银、铅、锌、铋等,其中铜、钴、硫、银、具有工业价值,砷为有害元素,但综合回收分离后亦有工业价值。2)云南永平县水泄-厂街铜钴矿床的主要金属矿物有:砷黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、含钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂、钴黄铁矿、钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿、辉钴矿等。脉石矿物主要有石英、白云石、菱铁矿、铁白云石、长石、绢云母等。3)该矿床的铜矿物以砷黝铜矿为主,其次为黄铜矿。钴的赋存状态主要有两种:即分散状态和单矿物状态。分散状态的钴主要呈钴化合物分布于砷黝铜矿、黄铁矿、白铁矿、含钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂中。单独矿物主要有钴黄铁矿、钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿、辉钴矿。4)主要铜矿物砷黝铜矿呈它形粒状,或集合体产出,亦有少量网脉状、浸染状。常与黄铁矿、黄铜矿成连生体,包裹交代毒砂、含钴毒砂、辉钴矿。次要铜矿物黄铜矿多呈它形粒状产出,亦见网脉状、钴浸染状。常包裹交代含钴毒砂、辉钴矿、黄铁矿等。砷黝铜矿,黄铜矿均具弱非均质性的细粒嵌布特性。含钴矿物钴呈它形粒状,多以砷黝铜矿,黄铜矿及其它钴矿物呈连生体,并被它们溶蚀