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硫化矿

硫化矿是矿物与硫化合物形成的矿石。硫化矿在采矿和加工行业以及冶金业中具有重要意义。

矿石富集方法的选择很大程度上取决于岩石中的硫含量。硫是获得纯金属和合金的杂质元素。去除含硫化合物是一项相当漫长而费力的任务。

主要硫化矿物有:黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿和纤锌矿;较少见的有:硫铁矿、方铅矿、方硫矿、斑铜矿、辉铜矿、方铜矿、辉铜矿等。

黄铁矿是二硫化铁FeS 2,是地壳中最常见的硫化物,铁和硫的百分比分别为46.6%和53.4%。主要杂质是Ni,Co,Cu,Au,As,Se,Tl。它呈金黄色(因此有时被称为“愚人金”)。黄铁矿矿石是生产硫酸和硫酸铜的主要原料来源。但是,将黄铁矿加工成有用成分(提取有色金属)在经济上不可行,因此被送往废料场。在俄罗斯,黄铁矿矿床位于乌拉尔(Degtyarskoye,Kalatinskoye,Berezovskoye)。大型黄铁矿矿床集中在阿尔泰。

白铁矿具有强烈的多色性,颜色从浅棕色到深绿色不等,以放射状板条形式出现,形成球状结构;在这种结构的核心中可以找到黄铁矿晶体。白铁矿和黄铁矿一样,是一种硫化铁 FeS 2,但与黄铁矿不同,白铁矿的内部晶体结构更脆,硬度更低。白铁矿在表面条件下不稳定,导致其分解(尤其是在高湿度下)。由于密度低,白铁矿可作为生产硫酸的原料。白铁矿是一种常见的矿物,但不如黄铁矿常见。它通常存在于沉积岩中(这在俄罗斯的矿床中很常见)。白铁矿储量最大的是南乌拉尔的 Blavinskoye 矿床,该矿床于 1933 年被发现。

磁黄铁矿广泛分布于铜镍矿的原生矿床中,颜色为火红色或深橙色,属于硫化物类,成分为 Fe1-xS。特征成分(%):S - 36,Fe - 60-63.5,铁含量可能有很大差异。它也集中在科拉半岛的乌拉尔山脉。它在德国、巴伐利亚、芬兰都有发现,在陨石中也有发现。主要杂质是 Ni、Co。它也用于生产硫酸。

黄铜矿是铜的主要矿物。其化学成分为 CuFeS2,颜色为金黄色,易碎。这种矿物不稳定,易被风化破坏。黄铜矿是一种广泛分布的矿物,在俄罗斯,它集中在以下矿床中:乌多坎(外贝加尔)、西拜(乌拉尔)、图林斯基矿床(北乌拉尔)、诺里尔斯克矿床群。大型矿床集中在智利。它在哈萨克斯坦、美国、亚美尼亚等地都有发现。

图 1. 黄铁矿
图 1. 黄铁矿
图 2. 白铁矿
图 2. 白铁矿
图像
图 3. 磁黄铁矿
图 4. 黄铜矿
图 4. 黄铜矿

硫化矿是重要的有色金属(镍、钴、铜、锌、铅、钼、汞等)来源。根据硫化物与岩石中其他矿物的比例,硫化矿可分为:固体硫化矿、块状硫化矿、脉状硫化矿和浸染状硫化矿,前者以硫化物为主,后者以非硫化物矿物为主。矿石也可以是单金属矿石,含有一种有价值成分,也可以是多金属矿石,含有几种有价值元素。

黄铁矿、黄铜矿、靛铜矿、闪锌矿是固体和浸染状硫化矿的主要矿物。在此类矿石中,脉石通常以石英和云母为代表。

硫化矿的富集采用药剂方式和浮选富集方案。这些方式主要取决于矿石的物质组成、矿石组分的矿物形式比例、矿石矿物的活化程度以及目标元素硫化物的氧化程度。大多数硫化矿的特点是矿物分布极不均匀,这又决定了需要使用复杂的多阶段富集方案。在富集的早期阶段,需要打开目标组分与主要矿物脉石的共生体。这通常通过磨矿至 50-65% 来实现。但是,根据所开采的元素,这种磨矿可能不会达到所需的打开效果,这可能需要额外磨矿至 85-95%。

如今,在硫化矿选矿中,砂和泥渣部分分别浮选,浮选尾矿中砂部分再浮选的方案越来越普遍。这种浮选方案如图5所示。

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