四川盐边县红格钒钛磁铁矿矿石矿物及化学成分(4)
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【摘要】罗金华,邱克辉,张佩聪,等.2013.红格钒钛磁铁矿中钛磁铁矿的矿物学特征研究[J].矿物岩石,33(03):1-6. 四川省地质矿产局攀西地质大队.1987.四川红格钒钛
罗金华,邱克辉,张佩聪,等.2013.红格钒钛磁铁矿中钛磁铁矿的矿物学特征研究[J].矿物岩石,33(03):1-6.
四川省地质矿产局攀西地质大队.1987.四川红格钒钛磁铁矿矿床成矿条件及地质特征[M].北京:地质出版社,68-71.
四川省地质矿产勘查开发局106地质队.1991.四川省渡口市红格矿区钒钛磁铁矿详细勘探地质报告[R].206-234.
四川省地质矿产勘查开发局106地质队.2018.四川省盐边县红格矿区钒钛磁铁矿深部及外围普查报告[R].135-142.
张建廷.2005.红格铁矿铬的赋存、分布与回收利用[J].四川有色金属,(01):1-4.
1矿床简要特征红格基性—超基性层状杂岩体主要侵位于震旦系上统灯影组灰岩,矿床以断裂为界分为南北矿区,含矿岩体具明显相带特征,自上而下分为辉长岩相带(ν)、辉石岩相带(φ)、橄辉岩相带(σφ),组成各个岩相带的岩石自上而下岩性呈逐渐过渡关系,因而显示出明显的韵律式变化。各岩相带中矿体呈层状、似层状、条带状产出,产状与岩体产状一致。总体来看:辉长岩相带矿化较差,矿体主要集中在中、下部,且矿石TFe(全铁,即铁元素的总含量)品位相对较低,上部基本不含工业矿体;辉石岩相带矿化最好,夹石率最小,矿石TFe品位相对较高,尤其是相带的上部和下部更为突出,而相带中部TFe品位相对较低;橄辉岩相带其矿化程度居于上述二相带之间,其特点是,相带中之夹石、TFe品位较低的矿石和TFe品位较高的矿石,常呈互层或条带状产出(四川省地质矿产勘查开发局106地质队,1991)。2矿石矿物组成主要为铁钛氧化物和硅酸盐矿物,此外还含少量硫、砷、锑化物、磷酸盐矿物。这些矿物以不同种类、含量、产状、结构构造组合成不同的矿石和夹石类型(罗金华等,2005)矿石矿物主要矿物为氧化物及硫化物、砷化物和锑化物 氧化物氧化物是矿石的重要组成部份,以钛磁铁矿、钛铁矿为主,还有少量的镁铁尖晶石、铬尖晶石及钛铬铁矿,原生的铁钛氧化物不同程度发生变化而生成少量的次生铁钛氧化物如钛磁赤铁矿、赤铁矿、金红石、钙钛石、白钛矿等 硫砷锑矿物硫砷锑化物种类繁多,主要为Co、Ni、Cu的硫砷化物及少量Pb、Zn、Mo硫化物。在矿石中的含量一般只有0.5%3.5%,粒度变化范围0.002 mm0.7 mm,一般为0.05 mm0.26 mm,少数粗粒的硫化物分布橄辉岩相带底部富硫化物带,粒径可达2 mm4 mm。在这些矿物中,以磁黄铁、黄铁矿为主,约占硫砷锑化物的90%以上。其次,有镍黄铁矿、黄铜矿、硫镍钴矿、紫硫镍矿、辉钴矿、方铅矿,偶见砷铂矿,砷镍矿、针镍矿、墨铜矿、辉钼矿和毒砂等,还见极微量的自然铅、毒砂等(四川省地质矿产局攀西地质大队1987) 铂族矿物就整个含矿基性—超基性岩体看,铂族元素含量是低的,但通过大量人工重砂证实,铂族矿物突出富集在硫化物矿物中,辉石岩相带底部硫化物富集带和橄辉岩相带底部硫化物富集带均为铂族元素矿物富集带脉石矿物主要矿物有单斜辉石、橄榄石、斜长石、角闪石、黑云母、镁铁尖晶石以及它们的次生蚀变矿物蛇纹石、透辉石、次透辉石、次闪石、绿帘石、榍石、碳酸盐等矿石结构构造2.3.1 矿石结构可分为早期岩浆阶段、晚期岩浆阶段、岩浆期后阶段三个时期形成,以前两个阶段生成的结构构造为主。矿区内矿石结构以嵌晶(包含)结构、海绵陨铁结构、填隙状陨铁结构、半自形—他形粒状镶嵌结构为主。图1 红格矿区矿石显微结构构造Fig.1 Microstructure of ore in hongge mining 矿石构造矿区内常见矿石构造有浸染状构造、条带状构造、致密块状构造。此外还有流斑状、斑杂状和流状构造,以浸染状构造、条带状构造为主。3矿石化学成分特征3.1矿石化学成分含量及变化根据ZK钻孔多元素分析成果和组合分析成果可知,矿石的主要有用组分为:TFe、TiO2、V2O5、Cr2O3、Ca、MnO、Co、Ni、Cu、S和P2O5,主要岩组分为:SiO2、Al2O3、MgO、CaO等 矿石中TFe、TiO2的含量变化按矿体单工程统计,可大体了解TFe、TiO2的含量变化和分布富集情况:辉长岩相带底部和辉石岩相带及橄辉岩相带是主要含矿层位,辉石岩相带TFe和TiO2含量最高,TiO2含量一般9%以上。在空间分布上,矿石TFe、TiO2的含量沿矿体走向上变化不大,品位变化系数(变化程度指标)一般30%左右,属均匀分布;沿垂直方向上变化属较均匀,反映含矿母岩岩浆分异造成的矿化差异(图2)。图2 红格矿区ZK钻孔TFe/TiO2沿厚度方向变化散点图Fig.2 Scatter diagram of TFe/TiO2changes along the direction of thickness in ZK borehole in hongge mining area各个矿体中,矿石中的TiO2都是随矿石TFe含量的增高而增高的(图3),但TFe与TiO2相对含量的高低又是与含矿母岩的基性程度有关的,一般来说,TFe的相对含量与母岩的基性程度同增减,而TiO2的相对含量则与母岩基性程度的增减相反(图2),因此TFe、TiO2的相对含量是随含矿母岩的基性程度而变化的。图3 红格矿区ZK钻孔TFe、TiO2品位变化散点图Fig.3 scatter diagram of TFe and TiO2grade changes in ZK borehole in hongge mining area各矿段TFe和TiO2的平均比值为2.082.61左右,系统对比矿石铁钛比值对划分成矿岩相带及矿石自然类型具有指导意义 矿石中其它伴生组分的含量变化红格铁矿各元素的分布富集规律性强,而且在不同的含矿层和空间都比较稳定,V2O5、Co、Ga、MnO等,与矿石的TFe的关系密切,它们的含量高低直接受矿石TFe含量的控制(图4、图5、图6);TFe与V2O5的比值特别是V2O5与TFe呈二元直线相关,且相关系数较大,更接近正比关系,它说明V2O5主要受矿石TFe控制。在选矿流程中,相关元素将主要进入铁精矿,为进一步富集回收利用提供可能。图4 ZK样品TFe与V2O5品位散点图Fig.4 scatter plot of TFe and V2O5samples ZK图5 ZK样品TFe与Co品位散点图Fig.5 scatter plot of TFe and Co in ZK sample图6 ZK样品TFe与Ga品位散点图Fig.6 scatter plot of TFe and Ga in ZK sample与矿石TFe含量关系不密切的元素,包括:Cr2O3、Ni、Cu、S、Sc和Pt族元素等,它们的富集情况,除辉长岩相带Co>Ni外,其它各相带均是Ni>Co,S、P在辉长岩相带明显高于深部相带,递减趋势明显,其它元素随岩石基性程度增加含量有不同程度增加,Cr2O3、Sc增加趋势明显;各伴生元素沿厚度方向较为一致的起伏变化,也反映岩相带韵律分异造成内部基性程度的变化。各伴生元素含量在基性与超基性岩相带矿体有不同变化,而在各相带内部变化基本一致,反映岩相带基性程度对伴生元素含量控制明显,从空间上看,北矿区橄辉岩相带矿体Cr2O3、Ni、Cu、Co含量相对最高。其它元素的含量变化没有明显的差异,如V2O5、Cr2O3、Ga绝大部分赋存在钛磁铁矿中,Co、Ni、Cu主要集中在硫化物精矿中;Pt族和Se、Te绝大部分富集在硫化物中(四川省地质矿产勘查开发局106地质队2018)元素赋存状态根据本次勘查所分析102件铁物相成果,结合原有资料通过计算人工重砂样品成果,得出主要有益组分在钛磁铁矿和钛铁矿、硫化物和脉石矿物中的分配关?铁(TFe)主要赋存于钛磁铁矿,其次为钛铁矿、脉石矿物及硫化物中。根据物相样分析,矿石品级越高,mFe(磁性铁)分配值和分配率越大,而且与矿石中的TFe呈直线相关,工业矿石尤其如此(图7)。各类矿物中,钛磁铁矿中TFe分配最多,含矿层位对钛磁铁矿中的TFe分配值的影响不明显。仅辉石岩相带上部和下部矿石稍高。南北矿区相比,各有高低,但差别不大。钛铁矿中的TFe分配值不随矿石品级变化随矿石品级变化或略有变化。SFe(硫化铁)与SiFe(硅酸铁)分配与矿石品位呈负相关,反映硫化物,脉石矿物中的TFe分配率随矿石品级的增高而降低(图8、图9)。所以,工业矿石的大部份铁(55%90%)都集中在钛磁铁矿之中;而低品位矿石的钛磁铁矿仅占矿石TFe的一半(50%55%),另一半主要集中在钛磁铁矿和脉石矿物之中,硫化物所占有的铁很少。图7 矿区物相样TFe与mFe品位散点图Fig.7 scatter diagram of TFe and mFe grade of mineral phase samples in the mining area图8 矿区物相样SFe/Fe与TFe品位散点图Fig.8 SFe/Fe and TFe grade scatter plots of mineral facies samples in the mining area图9 矿区物相样SiFe/Fe与TFe品位散点图Fig.9 scatter diagram of SiFe/Fe and TFe grade of mineral phase samples in the mining area各矿体相比辉石岩相带上部和下部的钛磁铁矿所占有TFe分配率最高,钛铁矿最低,其它层位则相差不大。从选矿的角度看,辉石岩相带上部和下部的TFe回收率各含矿层中最高的。南北矿区相比,北矿区钛磁铁矿中的TFe分配率比南矿区偏低3%5%,但钛铁矿则相反,这是因为北矿区钛铁矿的产率比南矿区高的缘故(李存帅等,1980) 钛(TiO2)各类矿石中TiO2的分配,主要集中在钛磁铁矿和钛铁矿中,两者分配率占80%90%,钛磁铁矿所占有TiO2是随矿石品级增高而增高。而钛铁矿则相反。其增高和降低的速度相近,故两者分配率合量近于定值。北矿区钛磁铁矿中的TiO2分配率比南矿区偏低。脉石矿物的TiO2分配值以直线方程随矿石品级的增高而降低。硫化物中几乎 钒主要集中在钛磁铁矿中,分配率占73.59%97.58%,它是随矿石品级增高;此外在脉石矿物和钛铁矿中占有少部份,其分配率是随矿石品级的增高而降低。值得提出的是:到目前为止,尚未发现含钒的独立矿物。矿石中的V2O5主要是以类质同象的形式存在于钛磁铁矿中 铬(Cr2O3)矿石中的Cr2O3主要分布在钛磁铁矿中,分配率占90%,其他矿物含铬甚低,且主要是在脉石矿物中。钛磁铁矿中的Cr2O3是随矿石品级和基性程度的增高而增高,在二级品矿石中分配率低,约80%左右。钛磁铁矿中的Cr2O3亦表现出韵律性变化,上部较低,下部逐渐增高(张建廷等,2005) 钴(Co)镍(Ni)铜(Cu)Co、Ni、Cu主要分布在硫化物中,分配率一般占50%以上;钛磁铁矿和脉石矿物次之;钛铁矿所占比例最少,除Co以外,Ni、Cu分配率均在5%以下 铂族元素(Pt、Pd、Os、Ir、Ku、Rh)和硒碲(Se、Te)铂族元素在硫化物中的含量,有明显的富集规律。其它的矿物相中含量甚微,小于0.01g/t)。Pt、Os、Ir在重砂中发现过独立矿物砷铂矿、硫锇钌矿,含量是很少的,说明Pt族元素主要是以类质同象赋存在硫化物精矿中。Se、Te是以类质同象赋存在硫化物精矿中,全矿区平均含量分别为:0.004 4%,0.000 5% 镓(Ga)钪(Sc)锰(MnO)Sc主要赋存于脉石矿物中,但钛铁矿中也有相当含量,钛磁铁矿含量最低,分配率脉石矿物最高达80%,脉石矿物中钪的含量与分配率随基性程度增高而增高,钛铁矿15%左右,钛磁铁矿5%左右,全矿区平均含量为27 g/t。MnO主要分散在钛磁铁矿、钛铁矿和脉石矿物之中,各约占三分之一,不同的矿石品级所占的比例不相同:在Fe2(低品位铁矿)中,以脉石矿物的MnO分配率最大(46%);在Fe1(工业品位铁矿)中以钛磁铁矿的MnO分配率最大(60%)矿石有害元素赋存状态3.3.1 磷主要赋存于磷灰石中矿石中磷灰石含量较少,且分布不均,在上部辉长岩含矿带部分岩石中较富集,底部橄辉岩岩含矿带中磷灰石含量极少。P2O5在矿石中含量为0.04%2.10%,随TFe含量增高而略有下降,钛磁铁矿含量为0.008%0.136%,钛铁矿痕量0.005%0.047%对钛磁铁矿的质量并无影响 矿石含硫为0.005%0.89%;从矿体看,总的趋势是自上而下硫含量减少硫在各种单矿物中含量:钛磁铁矿为0.05%0.33%,钛铁矿0.02%0.63%,一般为0.01%0.04%。硫主要赋存于硫化物中,钛磁铁矿、钛铁矿含量较少(四川省地质矿产勘查开发局106地质队,2018)。4伴生有益组分综合评价红格钒钛磁铁矿是以铁为主,伴生的钒钛、铬、钪、镓、钴、镍、铜和铂族等多种有益矿产,是伴生有益元素种类多、储量大、品位较高的综合性特大型多金属矿床。其中钒钛赋存在钛磁铁矿和钛铁矿中,在生产中已综合利用,钴、镍、铜可在硫化物中富集回收,钪可在冶炼中富集回收,其它伴生元素如铬、镓和铂族元素达不到综合利用指标,暂不能利用。矿石中以钛磁铁矿、粒状钛铁矿、硫化物三类工业矿物为主,且这三类矿物都是富含多种有益元素可供综合利用的矿物原料。其中钛磁铁矿是铁、钛、钒、铬、镓的主要工业矿物,也含微量钴、镍、铜、钪;粒状钛铁矿是钛的主要工业矿物,其次是铁,有微量钴、镍、铜、钪;硫化物是回收钴、镍、铜的主要对象,矿石中已发现20-30种硫化物,其中以磁黄铁矿、黄铁矿为主,镍黄铁矿、紫硫镍矿、辉钴矿、红砷镍矿等少量,此外还发现有微量铂族元素。硫化物中的Co、Ni、Cu、S、Se、Te及铂族元素等多种有益组分都有回收价值(刘亚川等,2014)。通过对矿体伴生的钒钛、硫、磷、铬、钴、镍、铜进行了综合勘查评价,钒钛和部分铬可达到综合评价最低参考指标,钒钛作为铁矿综合圈定指标,不单独圈定矿体,按铁矿矿体估算伴生元素矿物资源量,矿体中除硫、铜规模达中型外,磷、铬、钴、镍、钪可达大型规模。矿石中各种元素的相对含量以及含量的波动幅度,都与矿石TFe、岩性和岩石组合有着规律性的联系;如磷主要在辉长岩型矿石中富集,铬主要在超基性岩(主要是橄辉岩)型矿石中富集且与TFe品位正相关,钴主要在辉石岩型矿石富集,钪主要在超基性岩型矿石中富集。硫含量按岩性基性程度增加而递减,与钴、镍、铜含量不相关,这是由辉长岩型矿石较其他类型矿石中含硫铁矿更多引起的。总体上说,红格钒钛磁铁矿的矿石选冶性能良好,现有经济技术条件下,对红格铁矿进行综合利用是可行的,具有较好的社会效益和经济效益。[参考文献]李存帅,刘杪,马天元,等.1980.攀枝花—西昌地区钒钛磁铁矿共生矿物质成份研究[R].84-88.刘亚川,丁其光,徐明.2014.攀西钒钛磁铁矿共伴生资源及利用[M].北京:冶金工业出版社,98-106.罗金华,邱克辉,张佩聪,等.2013.红格钒钛磁铁矿中钛磁铁矿的矿物学特征研究[J].矿物岩石,33(03):1-6.四川省地质矿产局攀西地质大队.1987.四川红格钒钛磁铁矿矿床成矿条件及地质特征[M].北京:地质出版社,68-71.四川省地质矿产勘查开发局106地质队.1991.四川省渡口市红格矿区钒钛磁铁矿详细勘探地质报告[R].206-234.四川省地质矿产勘查开发局106地质队.2018.四川省盐边县红格矿区钒钛磁铁矿深部及外围普查报告[R].135-142.张建廷.2005.红格铁矿铬的赋存、分布与回收利用[J].四川有色金属,(01):1-4.
文章来源:《矿物学报》 网址: http://www.kwxbzz.cn/qikandaodu/2020/1116/390.html