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大洋富钴结壳工艺矿物学研究

发布日期:2019-05-16  浏览次数:873
   富结壳是继大洋多属结核之后人类发现的 又一重要海底多金属矿。与多金属结核相比,富钴 结壳主要赋存于水深较浅(800~3 000 m)的海山、 海脊上部斜坡上,富含钴、等金属,广泛分布于国 际海底和一些国家的专属经济区。据不完全统计, 仅太平洋西部火山构造隆起带上,富钴结壳矿床潜 在资源量达10亿t,钴金属含量达数百万t。由于 富钴结壳中夹杂大量的脉石矿物,因此可采用选矿 预富集方法最大限度地剔除脉石矿物,为冶炼提取 钴、等有价成分提供优质原料,降低冶炼成本。为 了更好地解决这些问题,本文研究了富钴结壳中脉 石矿物和有价矿物的工艺矿物学特征,为选矿的预 抛尾和后续的冶金工艺提供依据。
  1 样品简介
  富钴结壳样品主要由结壳矿物和基岩脉石矿物
  两部分组成。其中结壳矿物包含锰水合氧化物和 壳内脉石矿物两部分。 该富钴结壳样品中结壳矿物多呈厚板状,纹层 状、皮壳状覆盖在基岩脉石矿物之上,且结壳矿物内 常常包有灰白色、暗绿色壳内脉石矿物。但无论基岩脉石矿物还是结壳矿物内的壳内脉石矿物, 都应该是选矿剔除的主要目的矿物,从而提高选矿富集比。
  2 结壳矿物与基岩脉石矿物的相对含量
  为充分了解该样品中结壳矿物和基岩脉石矿物 的相对比例,在光学显微镜下对磁选入选粒度为 一1.25 mm的样品中的结壳矿物和基岩脉石矿物的 面积分别测量。经测算可知,结壳矿物与基岩脉石 矿物的面积比为1.6:1。 利用1~2 mm综合样提纯结壳矿物和基岩脉石 矿物,然后分别用浸液法测得结壳矿物和基岩脉石矿3 化学组成对富钴结壳选矿综合样进行化学成分分析,其 结果见表1。化学分析结果表明,该样品中Co和Ni 的含量分别为0.21 0A和0.18%,相对而言,Cu的含 量比较低,而P的含量较高,Fe、Mn的含量分别为 9.12%和9.50%。
  4 矿物组成
  通过扫描电镜、X一射线衍射分析等手段查明,富 钴结壳样品主要以铁锰水合氧化物为主,其次为 灰石,少量的钙十字沸石方解石长石、伊蒙混层矿物、透辉石石英、海绿石,微量的绿泥石、铁矿、 褐铁矿、二氧化硅胶体、重晶石、似水硅铁石、普通角 闪石、明矾石等。其矿物的相对含量。通过采 用光学显微镜、扫描电镜等手段均未发现钴的独立 矿物,钴以吸附状态存在于铁锰水合氧化物中。
  5 样品中重要矿物的产出特征
  5.1铁锰水合氧化物 铁锰水合氧化物主要呈不规则状与基岩脉石矿 物共生产出,部分铁锰水合氧化物与壳内脉石 混杂共生,这部分壳内脉石可以通过再磨矿使其与 铁锰水合氧化物实现解离。此外,通过MLA对铁锰水合氧化物进行分析可知,铁锰水合氧化物 中常有细小的硅酸盐矿物和磷酸盐矿物产出,这 些矿物呈高度分散状嵌布在铁锰水合氧化物中,并 没有明显的富集区域,更没有清晰的接触界线, 这部分壳内脉石将很难与铁锰水合氧化物分离。
  5.2脉石矿物 该样品中脉石矿物主要为磷灰石,其次为硅酸 盐矿物如钙十字沸石、长石、伊蒙混层矿物、透辉 石、石英等。脉石矿物主要作为基岩矿物与结壳矿物紧密共生,少部分作为壳内脉石充填在铁锰 水合氧化物中间,二者嵌布关系复杂,较难解离。
  结论
  工艺矿物学研究表明,该样品中铁锰水合氧化 物是钴的载体矿物,铁锰水合氧化物与壳内脉石嵌布关系复杂,二者常呈弥散状分布,因此采用物理选 矿方法无法获得高品位的铁锰水合氧化物精矿。综上所知,应对样品进行选矿预富集后再采用湿法冶 金的方法,才能有效的回收钴。 试验结果表明,采用磨矿细度为一74mm占50%的样品进行选矿预富集时,可获得钴品位为0.35%,回收率为94.91%的粗精矿,为后续的湿法冶金提取钴提供优质物料,从而有效地降低冶炼成 本,这对海底富钴结壳的工业开发具有重要意义。
 

 
 
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