矿物岩石地球化学通报 ・研究成果・ Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry Vo1.35 No.5,Sep.,2016 河南嵩县南部脉型钼矿的工艺矿物学研究 刘国印 河南省有色金属地质矿产局第五地质大队,郑州450018 摘 要:为研究河南嵩县南部脉型钼矿的矿床成因、为下一步找矿勘查积累数据,对脉型钼矿床中的辉钼矿开展了工艺矿物 学方面的系统研究。结果表明,脉型辉钼矿矿石主要呈鳞片状结构、聚粒状结构、包含结构,细脉状(或带状)及细粒浸染状 (或烟状)构造;其主要化学成分为SiO2、A1:O3、TFe、S、C,其次为ca、Ba、TiO 等;辉钼矿主要为2H+3R型,结晶度较低,颗粒 较细小,多呈鳞片状或粉末状,钼矿物的平均氧化率高达24.46%;辉钼矿嵌布状态以粒间和包裹为主,占84.14%;粒径小于 0.043 mill者占67.67%,其中小于0.O1 mm者占38.82%;辉钼矿矿石的浮选选矿效果总体较低,当前可获的最高钼精矿品位 为18.2%、回收率为5O.34%,矿石不宜浮选。 关键词:脉型钼矿;辉钼矿多型;氧化程度;浮选 文章编号:1007—2802(2016)05-1008—06 doi:10.3969/j.issn.1007.2802.2016.05.021 中图分类号:P632 Study on Mineralogical Process of the Vein-Type Molybdenum Ore in Southern Songxian County,Henan Province LIU Guo—yin No.5 Party of Henan Bureau f oNonferrous Metals Geology and Mineral resources,Zhengzhou 450016,China Abstract:In order to study the origin of vein—type molybdenum deposits in southern Songxian County,Henan Province, and for the accumulation of data to future exploration,The systematic study on the process mineralogy of molybdenite in vein—type ores was given.Results show that vein type ores have flaky,granular,poikilitie textures,with the fine vein(or banded)and fine grained disseminated(or smoky)structure.Ores are mainly composed of SiO2,A12O3,Fe,S,C,with mi- nor Ca,Ba,and TiO2.Molybdenite,mainly flaky or powder-like,belongs 2H+3R type,with low erystallinity and fine particles.Molybdenum minerals have oxidation rate as high as 24.46%in average.The distribution of molybdenite is main- ly intergranular and,poikilitic,accounted for 84.14%.67.67%particle size is smaller than 0.043 mm,and 38.82%par・ tieles have sizes less than 0.01 mm.The flotation beneficiation resuhs of molybdenite ores are generally low.Highest grade of molybdenum concentrate is 18.2%at current stage,with recovery rate of 50.34%.Thus,molybdenum ores is not suit・ able for flotation beneficiati0n. Key words:vein—type molybdenum ore;molybdenite polymorphism;oxidation rate;flotation 东秦岭.大别山钼成矿带是中国秦岭多金属成 矿带的重要组成部分(罗铭玖等,1988)。现有研究 表明,该钼矿床成矿带发育有斑岩型、矽卡岩型、矽 矿厅(1990)《大章幅(I-49.68一D)、嵩县幅(I-49—69- C)、合峪幅(北半幅)(I-49—80一B)、木植街幅(北半 幅)(I-49—81.A)等1:5万区域地质调查报告》中给 卡岩-斑岩型及石英脉型等诸多矿床类型,并以斑岩 型为主,矽卡岩型为次(罗铭玖等,1988)。然而,值 出的石英大脉的分布规律,与目前发现的脉型钼矿 化集中区范围基本吻合。与此同时,人们注意到在 该钼矿化集中区发现了大量脉型钼矿工业矿体,且 以隐伏矿体居多(白凤军和肖荣阁,2009)。该集中 区找矿潜力巨大,预测潜在资源量366x10 t,极有 得进一步指出的是,人们在嵩县南部发现了脉型 (石英脉型为主、碱性岩次之)钼矿集中分布,这在 中国尚属罕见。图1展示了1990年4月,河南省地 收稿日期:2015一l2-27收到,2016-01-19改回 基金项目:河南省地勘基金科技创新项目(2007262) 作者简介:刘国印(1966一),男,高级工程师,研究方向:地质矿产勘查与研究.E—mail:hnyslgy@163.corn 矿物岩石地球化学通报2016,35(5) 田z囡,囡4田s固 固 固s固 固 0囡 圈 :团 园・4园 s圈 6目 7目-8目t。围20目z 日zz曰z3田z4日 l一第四系;2-新近系;3-古近系;4一白垩系;5-蓟县系栾川群;6-熊耳群龙脖组;7-熊耳群马家河组;8-熊耳群鸡蛋坪组;9-熊耳群许山组;10-太古宇 太华群;11.燕山期花岗岩;12.海西中期正长岩;13.晋宁期闪长岩;14-中元古界石英斑岩;15一逆断层;16一正断层;17-平移断层;18一性质不 明断层及推断断层;19一倾伏背斜;20一不整合界限;21一地层产状;22一片麻理产状;23.断层编号;24一石英大脉 图1 嵩县南部地质简图(据河南省地质矿产厅,1990) Fig.1 Geological sketch of southern Song County(after Geology and Mineral Resources Bureau Henan Proviuce,1990) 可能成为河南省除斑岩型钼矿外的又一重要矿床 类型(白凤军和肖荣阁,2009)。然而,在研究区,由 于该类型矿床受到多种地质因素的制约,致使找矿 潜力和勘查开发存在较大差异。当前,该区系统化 勘查程度普遍较低,少量开发也仅限于局部民采, 原因应与该区尚未开展系统性基础研究有关。基 于此,本文拟重点开展区内脉型钼矿的工艺矿物学 沟、鱼池岭等大型斑岩型钼矿。 脉型钼矿(化)体整体上呈似层状、缓倾斜状顺 层产出,呈尖灭再现、膨大夹缩的透镜状密集平行 排列、集中分布状,现可见矿层1~12层,单矿层厚 度0.5~11.09 m,矿脉长300~1600 m,钼矿品位一 般0.031×10~~0.36x10 (白凤军等,2010),且钼 矿品位与矿体规模通常呈正相关,如香春沟钼矿的 方面的研究,为该类型矿床的成因、成矿规律及勘 查开发等积累数据。 平均品位达0.219x10~,已达中型规模(丁慧霞等, 2011),且主矿体控制长度1100 m,均厚6.6 m等。 1 矿床(化)点分布及其特征 嵩县南部脉型钼矿集中区位于嵩县县城南部 偏西,北起嵩县断陷盆地,南临马超营断裂,西近店 房、小南沟、东湾、窑沟南北金矿带,东到黄土崖.黄 花墁,东西长约15 km,南北宽约12 km,面积约 150 km 。在研究区内熊耳群鸡蛋坪组上段地层已 2 脉型钼矿的工艺矿物学特征 2.1矿石成分 由原矿粉晶x衍射分析(测试者:河南省岩石 矿物测试中心,图2)、光薄片鉴定结果可见,除辉钼 矿(具2H+3R多型)外,组成该矿石的矿物种类达 20余种。在矿石中,主要金属矿物为辉钼矿、黄铁 先后在扒寺沟、东湾、纸房、凡台沟、何家村、朱沟、 范岭、大王沟、石梯上、八道沟、土岭村、大西沟、茅 沟、香春沟、寨沟、神马沟等矿区均发现有缓倾斜状 矿,以及微量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等;主要脉石 矿物为石英,钾长石次之,另可见少量或微量重晶 石、方解石、绿泥石等矿物(表1)(温森坡等, 2013)。 脉型钼矿(化)体,其成矿专属性较为明显(图1)。 此外,在集中区外围约10 km范围内,还分布有雷门 从表2(温森坡等,2013)可以看出,矿石主要化 10l0 刘国印:河南嵩县南部脉型钼矿的工艺矿物学研究 不均匀散布于矿石之中。 聚粒状结构:辉钼矿呈数粒、几十粒聚集成团 状或脉状集合体分散分布,或在局部略聚集分布。 包含结构:少量辉钼矿被包裹于方解石、石英 等矿物中。另还可见黄铁矿包裹黄铜矿、方铅矿、 闪锌矿,黄铜矿包裹黄铁矿、方铅矿,方铅矿包裹黄 铁矿,闪锌矿包裹黄铜矿等包含结构。 浸染状构造:辉钼矿呈星散状或浸染状极不均 匀地分布于矿石中。根据辉钼矿粒径又可细分为 显微浸染状构造、微细浸染状构造、细粒浸染状构 造等。 细脉状(或带状)构造:部分辉钼矿沿矿石裂隙 充填,形成细脉状构造。 图2原矿粉晶XRD图谱 Fig.2 Powder XRD spectrum of raw ores 2.2.3辉钼矿的光学特征 细脉状(或带状)钼矿石:辉钼矿呈2~5 cm的 细脉状(或带状)沿岩石裂隙近平行分布。裂隙内 表1 矿石矿物组成及含量 Table 1 Ore mineral composition and content 的辉钼矿呈细脉状集合体产出,裂隙周边的辉钼矿 呈稠密浸染状、鳞片状集合体产出。其结晶程度相 对较高,但由于颗粒较细,在低倍显微镜下易与纤 维状褐铁矿混淆,在高倍显微镜下辉钼矿可见明显 双反射,在正交偏光下辉钼矿具有非均质性的消 光,但细小鳞片状辉钼矿单体仍可辨。此外,辉钼 矿集合体中多嵌有脉石矿物,并与脉石矿物连生。 细粒浸染状(烟状)钼矿石:辉钼矿呈细粒或微 细粒浸染状不均匀分布于岩石孔隙或矿物粒间,往 往使矿石呈不均匀的烟状。该类型辉钼矿结晶程 度相对偏低。在反光显微镜下,辉钼矿的灰白色一白 学成分为SiO:、A12O3、TFe、S、C,其次为ca、Ba、TiO2 等。主要有用元素为Mo,没有其他可以综合利用的 元素。 2.2矿石特征 色多色性不明显,也不呈片状或鳞片状集合体,而 是呈灰白色规则状产出,并显示出“类均质性”,辉 钼矿单体较难分辨。但在高倍镜下,辉钼矿除呈鳞 片状外,还可见颗粒状、发丝状等集合体。 值得指出的是,脉型钼矿中辉钼矿的粒度、结 2.2.1矿石类型 矿石自然类型:以含钼石英脉为主,含钼硅化 碎裂粗面岩次之。 晶程度(图3a)要远远小于斑岩型钼矿(图3b),这 可能与矿床的成矿机理有关(朱文凤,2007)。 2.3辉钼矿的嵌布状态 矿石工艺类型:石英脉型+碎裂蚀变岩型。 2.2.2结构构造 辉钼矿的嵌布状态以粒间辉钼矿为主,其次为 包裹辉钼矿,最少为裂隙辉钼矿,前二者所占比例 鳞片状结构:辉钼矿呈鳞片状或鳞片集合体状 为84.14%,且在这2个类型中,辉钼矿的分布多与 表2原矿化学多项分析 Table 2 Element cOncentratiOn of raw ores 测试者:河南省岩石矿物测试中心。 矿物岩石地球化学通报2016,35(5) 101 1 图3 脉型矿床辉钼矿(a)和斑岩型辉钼矿(b)的粒度及结晶程度 Fig.3 Comparison of size and degree of crystallinity of different vien—types and of Mo deposits 石英及(或)方解石共生(表3、图4)。如与石英共 生的辉钼矿占到了52.12%(其中包括石英与方解 石粒间的辉钼矿l3.75%),与方解石共生的辉钼矿 占到了45.01%(其中包括石英与方解石粒间的辉 钼矿13.75%)。裂隙中的辉钼矿多发育在石英裂 表4辉钼矿粒度统计结果 Table 4 Size statistics of molybdenite 隙中,其中辉钼矿呈不规则式断续脉状分布。 表3辉钼矿嵌布状态 Table 3 Distribution of molybdenite 面积含量来看,除小于0.0l 111111粒级辉钼矿的近似 面积含量据所占的百分比明显偏少外,其余各粒级 的近似面积含量所占的百分比相差不大,为10% ~19%。 2.5辉钼矿具2H、3R多型 前人的研究结果表明,2H型辉钼矿一般结晶程 度高,颗粒较粗大,多呈片状或菊花状、团块状集合 体;2H+3R型辉钼矿一般结晶度较低,颗粒较细 2.4辉钼矿的嵌布粒度 在光片中,可见的辉钼矿的最小粒径为 0.002 mm,最大粒径0.701 mm。其中,粒径小于 0.125 mm以下的占90.03%。由于辉钼矿常聚集成 小,多呈鳞片状或粉末状(毛兴莉等,1988)。基于 六方晶系的2H型辉钼矿与三方晶系的3R型辉钼 矿具有不同的空间群,且在x射线衍射图上具有各 自的特征衍射峰组合(毛兴莉等,1988)。因此可用 于辉钼矿的多形研究。根据原矿K5一G5 X射线衍 集合体分布,有些集合体紧密结合,难于分割。因 此,自然粒度统计中可能包括一些紧密结合的集合 射结果(朱文凤,2007),对照文献代码,原矿内含代 码为00-002—0132、00-002—1 133、O0—006—0097和 体,其单矿物实际粒度可能更小(见表4)。 从表4可以看出,粒径小于0.01 mm的辉钼矿 最多,占38.82%,其次为0.043—0.01 mm的粒级, 00-009.0312含钼矿物成分,对比辉钼矿XRD标准 图,代码00—002—0132、00—002—1133、00—006—0097 代表矿物为2H型辉钼矿,代码00.009一O312代表 矿物为3R型辉钼矿(图5)。 占28.85%,这2个粒级共占到了67.67%,其余各粒 级的含量相对较少。此外,从表4还可以看出,粒径 的大小与所占百分数近似呈反相关关系。从近似 l012 刘国印:河南嵩县南部脉型钼矿的工艺矿物学研究 图4辉钼矿嵌布状态光片(单偏光,250x) Fig.4 Distribution of molybdenite(一,250x) 正长斑岩为主(原莲肖等,2010):磨矿粒度小于 0.074(占85%)的样品,经1次粗选、2次扫选、4次 精选获得钼品位13.2%和回收率61.26%的试验指 标,且钼精粉品位每增加1%,回收率就降低5%一 6%;②以含钼石英脉为主(温森坡等,2013):经用 oo-. 1. tl 02_0 3jl lJ I I I l I 两段磨矿(第一段磨矿细度一200目85%,精矿再磨 细度.400目97%)、一段粗选、四段扫选和六段精选 00-002-1l31bI Il I .I 后,获得钼精矿品位18.2%和回收率50.34%的试 验指标。此外,钼精矿的x衍射结果(图6)显示: 辉钼矿占35%,炭或石墨占8%,石英占15%,黄铁 矿占15%,黄铜矿占5%,钾长石占10%,方铅矿占 5%,还含有少量的赤铁矿、重晶石。同时,-400目 占97%的钼精矿,偏光显微镜下仍发现约80%的脉 石矿物和辉钼矿连生。 图5 x衍射峰组合与辉钼矿标准图对比图 吝 8000 (底图据朱文凤,2007) Fig.5 Comparison of X-ray diffraction patterns of mixture and molybdenite standard(base map cited from Zhu Wenfeng,2007) 2.6氧化程度 8 纸房矿区(温森坡等,2013)16件不同含钼矿物 及钼矿石的物相分析结果表明,氧化率最高为 47.04%,最低为8.04%,平均为24.46%(表5)。近 400o 地表0~13 m钼矿石的氧化程度最高。辉钼矿集合 体出现的地方,常伴生有他形粒状、板状或细脉状 分布的石墨,两者关系非常密切(朱文凤,2007),石 墨含量高达1.7%。 。。。 图6精矿粉晶XRD图谱 3 选矿试验 不同矿区、不同时间、不同单位的选矿试验结 Fig.6 Powder XRD spectrum of concentrate 果表明浮选效果均不太理想。①以含钼粗面岩或 矿物岩石地球化学通报2016,35(5) 1013 表5钼物相分析结果 Table 5 Results of Molybdenum phase analysis (%) 4 结论 (1)脉型辉钼矿矿石主要呈鳞片状结构、聚粒 状结构、包含结构,细脉状(或带状)及细粒浸染状 (或烟状)构造。主要化学成分为SiO 、A1:O 、TFe、 S、C,其次为ca、Ba、TiO 等。 (2)辉钼矿主要为2H+3R型,结晶度较低,颗 粒较细小,多呈鳞片状或粉末状,钼矿物的平均氧 化率高达24.46%。 (3)辉钼矿嵌布状态以粒间和包裹为主,占 84.14%;粒径小于0.043 mm者占67.67%,其中小 于0.01 mm者占38.82%。 (4)辉钼矿矿石的浮选选矿效果总体较低,当 前可获得最高钼精矿品位18.2%和回收率50.34% 的试验指标。 参考文献(References): 白风军,肖荣阁.2009.嵩县钾长石英脉型钼矿地质特征及成矿预 测.中国钼业,33(2):19—23,32 白凤军,赵太平,肖荣阁,刘国营.2010.河南嵩县钾长石石英脉型 钼矿成矿流体地球化学.现代地质,24(1):26-33 丁慧霞,陈文林,庞镇山,周奇明.2011.河南嵩县香春沟石英脉型 钼矿的矿石及地球化学特征.矿产与地质,25(1):23-28 河南省地矿厅,1990.大章幅I一49—68-D嵩县幅I.49—69一C合峪幅 (北半幅)I-49—80一B木植街幅(北半幅)1-49-81-A1:5万区域 地质调查报告.河南省地质资料馆 罗铭玖,张辅民,董群英.1988.中国钼矿床.郑州:河南科技出版 社.221-231 毛兴莉,张载三,郑南来.1988.福建沿海一些钼矿床中辉钼矿多型 性的初步研究.福州大学学报,(1):111—117 温森坡,乔保龙,刘国印.2013.河南省嵩县纸房钼矿勘探报告(内 部资料) 原莲肖,李洁,李英,夏长玲,郭延辉,王超.2010.鳞片状辉钼矿的 嵌布特征及对选矿效果的预测.矿冶工程,30(4):50-53 朱文风.2007.东秦岭(河南段)钼矿床类型岩矿测试研究(内部资 料) (本文责任编辑:刘莹)