金属矿产开发与利用(铜矿)

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1、一、请以攀枝花钒钛磁铁矿为例，论述钒钛磁铁矿的矿床成因、矿石化学组成、矿物组成、矿石结构构造特点、选矿工艺流程、综合利用技术、产品现状。概况攀枝花式钒钛磁铁矿位于四川西南部。区内攀枝花、白马、红格、太和四大矿区集中展布在四川省西昌至攀枝花市区域内，呈一个南北长约200公里、东西宽30～50公里的狭长区带内——即攀西裂谷带。攀枝花钒钛磁铁矿为常隆庆、殷学忠1936年在攀枝花（时称渡口）矿区做地质调查时发现，1942年、1941年他们分别发表文章并计算了铁矿石储量。1941～1944年李善邦、秦馨攀、陈正、程裕淇等对矿石进行了研究，确定矿石矿物主要为钛磁铁矿、铁矿及钛磁铁矿含钒。从那时开始

2、，攀枝花铁矿便逐渐以“攀枝花钒钛磁铁矿”著称。攀枝花式钒钛磁铁矿正式勘查工作起于1954年；四川省地矿局、冶金地勘局等单位几代地质人员进行了50多年的勘查，首先勘查的是攀枝花矿区，以后相继勘查了白马、太和、红格以及其他大、中型矿区；陈毓川院士等知名专家和矿床所等科研单位、院校也进行了深入和长期研究。区内共查明攀枝花式钒钛磁铁矿大型矿床8处、中型矿床9处，发现矿点、矿化点10余处，踏勘、检查航磁异常近10处；其中攀枝花、白马、红格、太和4个矿区为勘探，其他大、中型矿区基本达详查，个别中型矿区为普查。区内现已查明矿石资源量100.74亿吨，矿石中伴生钛（TiO2）资源量8.53亿吨、伴生钒

3、（V2O5）资源量1960.5万吨，同时初步查明铜、钴、镍、铬、锰、铂族元素、镓、钪等有益组合的赋存状态及分布规律。矿床成因此类型矿床属岩浆分结矿床。处于地幔热点之上的深部巨大岩浆房为幔源镁铁质岩浆的充分分异与成矿提供了优越条件。磁铁矿、钛铁矿的晶出一般在较晚阶段，但因岩体而异。我国的此类矿床中磁铁矿晶出多晚于辉石和斜长石，具有晚期岩浆分结矿床的结构构造特征或和发育脉状贯入矿体，成矿作用可用图4的模式解释。在布什维尔德杂岩中，磁铁矿的晶出晚于橄榄石和斜方辉石而大致与6晚期岩浆分结矿床成矿作用理想模式（据贝特曼原图修改）1—带形成后早期岩浆结晶；2-先后结晶的硅酸盐矿物因比重不同按重力关

4、系占据各自的位置；3-富矿残浆通过粒间空隙向下集中，较晚结晶的比重较小的硅酸岩晶体上浮（此阶段冷凝结晶则形成层状矿体）；4-在外力作用下富矿残浆经压滤作用沿裂隙贯入形成贯入矿体。斜长石相当，因此层状矿体主要分布于上岩带（斜长岩为主）下部及主岩带顶部，具有早期岩浆分结矿床的结构构造特征（J.威廉赛（1966）），但在主矿带及其下部的各岩相中也常见可能来自下部主岩带的矿浆贯入矿体。矿石化学组成我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿t，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花—西昌地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广

5、东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花—西昌地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。原矿及选矿产品的化学成分见表1、表2。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有重要的综合利用价值。钒（V2O5）：攀西地区钒钛磁铁矿伴生V2O5，1987年底探明储量约占全国储量的591％，名列全国第一、世界第三位。 钛（TiO2）：攀西地区钒钛磁铁矿伴生的TiO2，1987年底探明储量约占全国ＴｉＯ2储量的9778％，名列全国第一、世界前茅。2、矿石物质成分 按矿物共生组

6、合及产出特点划分，矿石有以下组合：金属矿物（钒钛磁铁矿组合）：钛磁铁、钛铁晶石、钛铁矿、尖晶石。 硫化物组合：磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铜矿。 金属矿物：钛磁铁矿、钛铁晶石、钛铁矿、尖晶石。 氧化带矿物组合：磁赤铁矿、假像赤铁矿、褐铁矿。 非金属矿物：主要造岩矿物：拉长石、异剥辉石、角闪石、橄榄石、磷灰石。生硅酸盐矿物：透闪石、绿泥石、蛇纹石等。有用组份铁、钒、钛、锰、钴、镍、铜和铂组元素等。锰以类质同象替代存在于钛铁矿、钛磁铁矿、脉石矿物中。其他元素均有类质同象替代进入矿石中。 矿石结构构造特点主要结构有嵌晶包铁结构，海绵陨铁结构、固溶体分离结构、格状结构半自自形结构他形结构。矿石构造有

7、致密块状，系数浸染状，条带状等构造（图2-10）选矿工艺技术流程从钒钛磁铁矿石中分离与富集各有用成分的选矿工艺流程包括回收铁钒精矿与回收钛精矿和硫钴精矿两部分。回收铁钒精矿采用磁选。依据磁铁矿嵌布粒度(见矿物粒度)特性，磁选流程有一段磨矿、磁选和多段磨矿、磁选流程。铁钒精矿作为炼铁提钒原料已得到广泛利用，其中含有的钛在炼铁时进入炉渣中，尚未被充分利用。综合回收钛铁矿和硫钴精矿的选矿工艺流程基本分为两种类型：一是浮选或重选流程；二是磁选、重选、浮