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碾子沟钼矿工艺矿物学及可选性研究

一、引言

（一）研究背景与意义

钼作为一种重要的战略性金属，在现代工业中具有不可替代的地位。它是生产合金钢、不锈钢、耐热钢和合金铸铁等的关键合金化元素，能有效提升金属材料的强度、硬度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。在航空航天领域，钼及其合金凭借良好的导热性、导电性、低热膨胀系数以及耐高温性，被广泛应用于制造发动机部件、飞行器结构件等；在化工行业，钼主要用作催化剂，如在石油炼制中用于加氢脱硫、加氢裂化等过程，显著提高生产效率和产品质量；在电子领域，钼也用于制造电子管、晶体管、集成电路等关键电子元件。

我国钼资源储量丰富，约占世界钼总储量的25％，仅次于美国，居世界第二位，是我国六大优势矿产资源之一。其中，原生钼矿是我国钼资源的主要存在形式，共、伴生钼资源相对较少。碾子沟钼矿作为华北克拉通北缘典型的石英大脉型钼矿床，具有独特的地质特征和资源优势。其钼品位高达平均0.74%，远高于钼工业品位0.06%，且辉钼矿自然颗粒大。然而，随着矿产资源的持续开发利用，优质钼矿资源逐渐减少，如何高效开发和利用碾子沟钼矿这类高品位资源，成为矿业领域面临的重要课题。

开展碾子沟钼矿的工艺矿物学及可选性研究，具有极其重要的理论与实际意义。从理论层面来看，深入研究该矿床的矿物组成、结构构造、矿物嵌布特征以及元素赋存状态等工艺矿物学特性，有助于揭示石英大脉型钼矿床的成矿机制和演化规律，丰富和完善钼矿成矿理论。从实际应用角度出发，通过可选性研究，能够确定适宜的选矿工艺和技术参数，提高钼资源的回收利用率，减少资源浪费；同时，优化选矿流程，降低生产成本，提高经济效益，为碾子沟钼矿的工业开发提供坚实的技术支撑。

（二）研究目标与内容

本研究旨在全面、系统地剖析碾子沟钼矿的工艺矿物学特征和可选性，为选矿工艺的优化和工业生产提供科学依据。具体研究内容涵盖以下几个方面：

矿石物质组成分析：运用化学分析、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多种现代分析测试手段，精确测定矿石中各种元素的含量，全面鉴定矿石中的矿物种类，详细确定主要矿物和次要矿物的组成情况。

矿物嵌布特征研究：借助显微镜下观察、图像分析等技术，深入探究辉钼矿、黄铁矿等主要金属矿物的嵌布粒度、形态、分布规律以及它们与脉石矿物之间的相互关系，明确矿物的嵌布特征对选矿工艺的影响。

工艺矿物学特性分析：通过化学物相分析，准确查明钼、硫、铁等元素的赋存状态；测定矿石的硬度、密度、磁性等物理性质，深入分析这些性质对破碎、磨矿、分选等选矿工艺的作用机制。

可选性试验研究：开展磨矿试验，确定最佳的磨矿细度，使目的矿物充分解离，同时避免过磨现象的发生；进行浮选试验，系统研究捕收剂、抑制剂、调整剂等浮选药剂的种类和用量对浮选指标的影响，确定最佳的浮选工艺条件；开展开路和闭路浮选试验，全面考察选矿工艺流程的合理性和可行性，获取理想的钼精矿品位和回收率。

二、工艺矿物学特征研究

（一）矿区地质背景

区域成矿环境：碾子沟钼矿地处内蒙古赤峰市北西部25km处，处于华北地台北缘的早古生代增生造山带，该造山带的南北两侧分别被西拉木伦河断裂和华北克拉通北缘断裂所界定，是华北克拉通与兴一蒙造山带的过渡区域。这一过渡区在近年来新发现了十余个钼多金属矿床，其周边钼矿床发育程度较高。在其北侧，紧挨着华北克拉通内缘的燕辽钼-铜金属成矿带，该成矿带内矿产资源丰富，成矿地质条件优越，为碾子沟钼矿的形成提供了区域成矿的大背景和物质基础。东侧的小兴安岭-张广才岭成矿带产出了我国著名的大黑山钼矿床，北东侧有多宝山、乌努格吐山等著名的钼、钼多金属矿床。这些矿床的形成与区域内强烈的岩浆活动和构造运动密切相关，为碾子沟钼矿的研究提供了重要的参考和对比依据。区域内频繁的岩浆活动，为钼矿的形成提供了丰富的物质来源，而复杂的构造运动则为成矿物质的运移和富集创造了有利的空间和通道条件。

矿体地质特征：碾子沟钼矿的矿体主要赋存于四道沟黑云母二长花岗岩体之中，其分布明显受到NW、NNW向断裂构造的控制。矿体形态以石英大脉及两侧蚀变岩型为主，这种矿体形态的形成与断裂构造的活动密切相关。断裂构造为含矿热液的运移提供了通道，热液在运移过程中与围岩发生交代作用，形成了石英大脉和蚀变岩型矿体。在矿体的形成过程中，围岩蚀变现象较为显著，主要的围岩蚀变类型包括硅化、钾长石化和绢云母化。硅化作用使得岩石中的二氧化硅含量增加，岩石的硬度和密度增大；钾长石化作用则导致岩石中钾长石的含量增多，改变了岩石的矿物组成和结构；绢云母化作用使岩石中出现大量的绢云母，绢云母的片理结构对矿石的物理性质和选矿工艺产生了一定的影响。这些围岩蚀变不仅是矿体存在的重要标志，还对矿石的性质和可选性产生了重要影响，在选矿过程中需要充分考虑这些因素。

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