四川冕宁牦牛坪稀土矿尾矿工艺矿物学分析

2018-09-18陈福林杨晓军

现代矿业 2018年8期

陈福林杨晓军何婷陈林

(1.四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心；2.稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室)

四川是我国重要的稀土资源省，以轻稀土为主，主要分布于凉山州的冕宁县和德昌县，其中冕宁县牦牛坪超大型轻稀土矿床是四川西部较为重要的轻稀土矿成矿带-攀西稀土成矿带的重要组成部分，该成矿带是我国单一氟碳铈矿成矿区及内生碱性岩热液型稀土成矿带[1-3]。攀西稀土成矿带长约270 km，宽15 km，包括牦牛坪超大型、大陆槽特大型、木洛中型和里庄小型稀土矿床及一系列矿点及矿化点。稀土成矿作用主要有牦牛坪式、大陆槽式和里庄式，矿石中主要矿物为重晶石、萤石、霓辉石、方解石、氟碳铈矿[4]。牦牛坪稀土矿床规模仅次于美国的Mountain Pass和我国的白云鄂博，是世界上第三大稀土矿床，也是我国最大的独立稀土矿床[5]。2013年之前，牦牛坪稀土矿主要采用磨矿—重选—重选精矿干式磁选工艺进行生产，稀土精矿REO回收率仅50%～60%，大量有价组分进入尾矿外排，造成资源浪费。

1 分析方法

为查明四川冕宁牦牛坪稀土矿尾矿中有价组分和脉石矿物的种类、含量和有用矿物、脉石矿物的粒度分布、赋存状态及嵌布关系，采用化学分析法、筛析法、人工重砂、显微镜镜下鉴定等手段对稀土矿尾矿样品进行工艺矿物学分析，以确定其化学组成、粒度分布、矿物组成、矿物伴生关系等，为该稀土矿尾矿资源的综合利用提供基础依据。

2 分析结果与讨论

2.1 矿石化学组成

冕宁牦牛坪稀土尾矿主要脉石矿物为钾长石、斜长石，石英次之，含少量褐铁矿、辉石及角闪石，主要有用矿物为氟碳铈矿、重晶石及萤石。稀土尾矿化学多元素分析结果见表1。

表1 化学多元素分析结果 %

注：ThO2、U的含量单位为g/t。

由表1可知，稀土尾矿中稀土含量较高，REO含量1.46%，具有再回收价值；CaF2、BaSO4含量较高，具有综合回收价值； Fe2O3含量偏高，是影响稀土回收的不利因素。

2.2 粒度分析

稀土尾矿粒度分析结果见表2。

从表2可以看出，稀土尾矿粒度分布不均匀，主要集中于较粗粒级，-0.043 mm粒级占10.33%。不易泥化，采用常规选矿方法能有效富集其中的有价组分；样品中REO、BaSO4在-0.25 mm粒级中明显富集；总体而言，粒度越细，CaF2含量越低，而Fe2O3则在各粒级中均匀分布。

2.3 矿物组成

该稀土尾矿矿物成分相对简单，脉石矿物以钾长石、斜长石为主，占40%～55%，且粒度越细、含量越低；石英次之，含量25%～30%，粒度越细、含量越高；白云母、黑云母在粗粒级中含量相对较少，约1%，但在-0.15 mm粒级中约占5%。另有少量的褐铁矿、角闪石、辉石，电气石微量。

表2 稀土尾矿样品化学组成分析结果

有用矿物主要是氟碳铈矿、重晶石及萤石，其中氟碳铈矿约占0.5%～4%，粒度越细、含量越高；重晶石约占5%～12%，粒度越细、含量越高；萤石约占4%～10%，粒度越细、含量越低。

人工重砂淘洗和莱卡实体显微镜镜下观察发现，重矿物主要为粒度相对较细的氟碳铈矿、颗粒中等的重晶石、颗粒较为粗大的石英和褐铁矿，氧化较不完全的黄铁矿很少。

2.4 矿物嵌布特征

(1)氟碳铈矿。稀土尾矿中氟碳铈矿粒度粗细不均，呈零星散布或单体存在，+0.45 mm粒级中未见单体，-0.45 mm粒级中可见氟碳铈矿单体，且粒度越细、单体含量越高；+0.25 mm粒级中氟碳铈矿常与长石、石英组成连生体(图1)，偶见氟碳铈矿与褐铁矿、萤石组成的连生体；-0.25 mm粒级中，氟碳铈矿主要以单体形式存在(图2)，少量与长石组成连生体，偶见与石英、褐铁矿及萤石组成连生体。

(2)其他矿物。长石呈粒状，轻微黏土化、绢云母化蚀变广泛存在；主要以钾长石为主(部分见格子状双晶)，其次为斜长石(可见聚片双晶)。石英呈粒状，广泛存在于矿石中。黑云母、白云母零星可见，呈鳞片状；黑云母略多，偶见黑云母发生绿泥石化蚀变。辉石、角闪石零星可见，呈粒状、柱状，碱性角闪石略多。褐铁矿零星散布，呈粒状隐晶质集合体存在。偶见金红石，呈细小柱状。重晶石主要以单体形式存在，零星散布，少量与石英组成连生体。萤石较为多见，主要呈单体存在，与石英、云母组成连生体(图3)。