中国锑矿的主要矿床类型
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中国锑矿床类型多、规模大,一直是矿床地质工作者研究的问题。近年来对我国的锑矿床大致有3种分类。 一是根据矿体形态,成矿作用方式、控矿条件和矿石建造等,钟汉、姚凤良主编的《金属矿床》(),将锑矿床分为3个类型,即:①层状、似层状锑矿床,②热液脉状锑矿床,③红土层中的残积锑矿床。
二是以成矿作用为主,结合成矿物质来源及主要成矿地质条件等因素,乌家达、张九龄()将中国锑矿床划分为6个类型,即:①沉积改造型,②喷流沉积改造型,③火山沉积改造型,④沉积变质再造型,⑤岩浆热液充填型,⑥表生堆积型。
三是以含矿岩系为主导,兼顾矿床产出地质背景、成矿环境、物质组成、成矿物理化学条件等因素,乌家达等将我国锑矿床划分为7个类型,即:①碳酸盐岩型,②碎屑岩型,③浅变质岩型,④海相火山岩型,⑤陆相火山岩型,⑥岩浆期后型,⑦外生堆积型。这种分类的优点,是简明实用,有利于找矿、勘探、开采。该分类已编入在《中国矿床》专著(上册,,)。
这7个类型主要地质特征如下:
(1)碳酸盐岩型锑矿床
这类矿床赋存于碳酸盐岩系地层内,成矿物质主要来自矿源层,经热卤水改造而形成的矿床。含矿岩系为一套多陆源碎屑的碳酸盐岩,大多数矿床以灰岩、白云岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩为主;个别矿床以燧石岩为主。矿床明显地受沉积因素制约。矿体常限于一定层位沿层间构造充填,主要呈层状、似层状、扁豆状,与地层整合,仅局部地段有小角度斜交,具多层性;也有的以脉状为主。矿床规模多为大型,个别的为超大型。典型矿床为湖南锡矿山、云南木利等锑矿床。 (2)碎屑岩型锑矿床
这类矿床含矿岩系为海相(滨海局部洼地、陆地边缘)碎屑岩,即泥岩、粉砂岩、细砂岩,也常夹较多的不纯碳酸盐岩。其中常见有机质及黄铁矿。成矿物质来自矿源层,主要经成岩期后深循环热卤水改造而形成的矿床。矿体多为脉状,产于细碎屑岩向碳酸盐岩过渡部位,或者不整合面上的层间破碎带中。矿床规模为大中型,典型矿床为贵州半坡锑矿床。 (3)浅变质岩型锑矿床
这类矿床含矿岩系为细碎屑岩夹火山沉积岩,形成Au、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、W、Sb、Hg的火山沉积物矿源层,经各种改造作用,使这些元素发生空间分离,分别形成钨锑、金锑、金锑钨石英脉型综合矿床。矿体形态以脉状和脉带为主。次为扁豆状、透镜状等。矿床规模中小型居多,个别的为大型。典型矿床有湖南沃溪、龙山,陕西公馆,甘肃崖湾等锑矿床。(4)海相火山岩型锑矿床
该类型含矿岩系中火山岩及火山沉积岩均很发育。矿化层上盘常是火山熔岩,矿体赋存于变余玄武岩及粘土岩(含凝灰质、玄武岩屑、玄武砾石)的蚀变岩石中,下盘为灰色巨厚层状生物灰岩。矿床规模为大中型,典型矿床有贵州晴隆锑矿床(小编认为该矿床不是火山岩型,与火山喷发没有直接关系)。 (5)陆相火山岩型锑矿床
该类型为我国锑矿新类型。矿床产于活化地台火山断陷盆地边缘。成矿与燕山晚期-喜马拉雅期的陆相裂谷式火山活动有关。安山玄武岩、安山岩、闪斜煌斑岩的气液提供成矿物质。含矿石英脉沿喷发熔岩(或超浅成侵入岩脉)内的断裂带充填,有的产于岩脉内、外接触带部位。矿床规模为中小型,典型矿床有江西宝山锑金矿床。(6)岩浆期后锑钨矿床
这类矿床的成矿母岩为岩浆岩,多与燕山中、晚期浅成或超浅成小岩体、岩脉关系更密切。含矿陡倾斜石英脉常产于这类岩株、岩脉的接触带上;有的锑矿床还产在加里东期花岗闪长岩体内接触带上,或者印支期花岗岩的内接触带上;还有的矿床产在与岩体有一定距离的围岩中。锑矿床与钨、锡、铜、铅、锌等矿床构成以岩体为中心的水平分带,反映了成矿温度递降的特征。这类矿床按成矿方式及成矿温度的差别,分为高-中温热液交代充填矿床和中-低温热液充填矿床两个亚类。矿床规模为中小型,典型矿床有湖南高挂山钨锑矿床。 (7)外生堆积型锑矿床
这类矿床是原生锑矿物地表氧化生成的锑赭石、黄锑华等,经风化剥蚀,与自然金或锡石一起,成为砂矿,易采易选,但多属小型矿床,个别的为中型,主要分布在广西上林、田阳、德保一带。
锑矿加工流程
锑矿选矿方法,主要有手选、重选、浮选等方法。其中,以采用浮选的选矿厂为较多,其次为手选,采用重选的选厂较少。少数锑矿选矿厂采用单一浮选流程,大多数锑矿选矿厂采用联合流程,如手选-浮选流程、手选-重选-浮选流程。
我国国营锑矿山已建成的选厂有25座,其中主产锑精矿的22座,副产锑精矿的3座。综合日处理能力为t,主产锑选厂为t。其中日处理能力为t以上的有3座,t以上的2座,t以上14座,t以下的6座。处理单一硫化锑矿的有11座,处理硫氧混合锑矿的3座,处理含锑多金属矿的11座。选矿主要技术经济指标,以年代表90年代国营锑矿山选矿技术经济指标:锑原矿品位1.78%,锑精矿品位24.29%,锑尾矿品位0.28%,选矿金属实际回收率85.24%,工人实物劳动生产率.82t/(人?a)。
锑矿石经选矿得到的商品锑精矿,应符合国家有色金属行业制定的《锑精矿质量标准(YB-82)。
注:锑精矿中含金量达到工业品位时,应报出分析数据:①硫化锑中的含锑含量与精矿中总含锑量之比大于85%;②硫化锑中的含锑量与精矿中总含锑量之比在15%~85%范围内;③硫化锑中的含锑量与精矿中总含锑量之比小于15%。
锑的冶炼方法有火法和湿法两种。我国用的矿物原料,主要是硫化矿(辉锑矿),其次是氧化矿和复杂锑铅矿(主要是脆硫锑铅矿)。这些矿石通常要用选矿方法选出富块矿和精矿进行冶炼。
1、火法炼锑:硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼,使Sb2S3变成Sb2O3(俗称锑氧),再经还原熔炼和精炼,成为金属锑。还可用沉淀熔炼法直接生产粗锑。
2、锑氧生产:有4种方法:①硫化锑块矿的挥发焙烧;②硫化锑精矿闪速挥发焙烧;③硫化锑精矿鼓风炉挥发熔炼;④硫化锑精矿旋涡炉挥发熔炼。
3、还原熔炼和火法精炼:挥发焙烧和挥发熔炼所产锑氧含杂质很少,配入煤和少量纯碱(Na2CO3),在反射炉内还原熔炼成粗锑。如需精炼,可继续加入纯碱,碱熔化后把压缩空气鼓入锑液,进行碱性精炼。
4、电解精炼:采用电解方法进行精炼,能获得纯度较高的锑并能回收粗锑中的贵金属和其他有价值金属。
5、沉淀熔炼:此法适于处理富矿,不宜处理含铅的矿石。小规模生产多用坩埚炉,大规模生产用反射炉,有的厂用电炉。
6、氧化锑矿石熔炼:用鼓风炉熔炼成粗锑,鼓风炉适应范围大,可以处理难熔矿石,对矿石品位要求不严格,还允许氧化矿石中混有部分硫化矿。熔炼时以铁矿石、石灰石为熔剂,以焦炭为还原剂,产出粗锑。
7、复杂锑铅矿石熔炼:这是一种难冶炼的矿石类型,广西大厂以脆硫锑铅矿为原料,采用沸腾炉焙烧,反射炉还原熔炼,所产粗合金吹炼挥发锑、锑烟尘还原熔炼精炼生产高铅锑、精铅进行电解产精铅的方法。经过10多年的生产实践,已日趋成熟,为复杂的锑铅矿的处理积累了宝贵经验。
火法炼锑是国内外传统采用的生产工艺,但由于在冶炼过程中,砷、硫污染环境严重,因此迫使研究应用新的湿法工艺。
8、湿法炼锑:用硫化钠、氢氧化钠溶液浸出硫化锑精矿,硫化锑与硫化钠作用生成溶于水的硫代亚锑酸钠(Na3SbS3);以此溶液配制成阴极液,以氢氧化钠溶液为阳极液,进行隔膜电积,得到含锑96%~98%的电锑。
我国对湿法炼锑的研究应用已取得可喜的进展。80年代末,“氯化-水解法处理硫化锑精矿制取锑白新工艺试验”,已在几家企业形成规模生产,“从浸取液中直接提取锑酸钠新工艺”研究,也已应用于生产。氯(盐)氧化法制取锑酸钠,已在生产中采用。其特点是:原料适应性强,含铅等杂质较高的锑矿也能处理,能综合回收原料中的锑和硫,基本上解决了硫烟污染问题。
9、锑白:生产锑白(Sb2O3)是锑的主要用途之一。中国用精锑生产锑白一般用反射炉。将精锑投入反射炉熔化,向锑液中鼓入一次空气,向液面上鼓入二次空气,使锑蒸气完全氧化。氧化锑出炉后与大量冷空气汇合,迅速冷却,进入收尘系统,即得优质锑白。
10、生锑:生锑即工业用纯净Sb2O3,是由高品位辉锑矿熔析而得,呈针状结晶,又称针锑。将硫化锑块矿破碎至粒度为20~30mm,在反射炉中添加1%~2%的纯碱助熔剂,于~℃下,三硫化二锑熔融析出,扒出残渣,出炉铸锭,即得含锑71%~73%的生锑。
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