矿石中元素赋存状态

实例1：黑龙江省汤原县东风山金矿床产出于前寒武纪含铁建造中。

二十世纪七十年代初，只作为铁矿床进行开采、选矿。

由于当时只片而地注重了其量的属性，认为该矿床的全铁(TFe)平均品位己达32. 56%，可开采利用。

因而投资很多，自日建设了铁矿选矿厂。

但实际上铁矿石中60%以上的铁是以硅酸铁的形式存在，致使矿石选冶试验后铁的回收率很低，大部分铁不能为工业所利用，铁矿选矿厂未能开工既被废弃，给国家造成巨大的经济损失。

实例2：矿床中的金在1976年既被发现，但由于对金在矿石中的赋存状态未搞清楚，直至1987年才开始开发利用。

根据通‘常清况，开发者认为金也赋存于硫化物中，所以选矿试验设计为浮选工艺流程，结果两次矿石可选性试验效果均不理想，金的回收率均低于50%。

后通过研究查明，该矿床的自然金主要与造岩矿物锰铝榴石和铁锰闪石密切相关，大部分自然金主要赋存在锰铝榴石和铁锰闪石中，其次才赋存于硫化物中，据此研究成果，开发者设计了氰化法为主、浮选法为辅的选矿工艺流程，经可选性试验，金的回收率达到93. 66%。

一、元素赋存状态概念二、赋存形式1.独立矿物2.类质同象3.吸附形式元素赋存状态概念：人类对矿石的利用，除个别情况外，多数是从矿石中获取某种有用元素，直接将矿物拿来使用的情况非常少。

另一方面元素在矿石中多数都不以单质形式存在。

最主要的存在方式是几种元素结合成某种矿物，或者是“寄生”在某种矿物之中。

显然，为了使有用元素充分合理的利用，就必须掌握有用元素在矿石中的存在形式。

所以查清有用元素在矿石中的存在形式，以及他们在各组成矿物中的分配比例，就成为工艺矿物学必须回答的基本问题之一。

所有这些内容，即统称之为“有用元素赋存状态”考查。

一、独立矿物能够用肉眼或仪器进行矿物学研究的颗粒( 粒径大于0.001毫米)，是元素的集中状态。

元素形成独立矿物的能力与其丰度有关。

常量元素在地壳中主要以独立矿物形式存在。

当矿物以独立矿物形式出现时，一般应具备两个基本条件。

化学元素在地质岩石矿物中的赋存状态（一）多金属矿石主要包括铜、铅、锌、砷、锑、铋、镉、钨、钼、锡、汞、镍、钴等元素，它们在矿石中或多或少地共生形成多金属矿床。

1、铜其主要矿物为：黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、黝铜矿、黑铜矿、赤铜矿、孔雀石、蓝铜矿、自然铜等。

其共生元素为硒、碲、锗、镓、铼、铊、金、银。

铜矿、黑铜矿、赤铜矿、孔雀石、蓝铜矿、自然铜等。

其共生元素为硒、碲、锗、镓、铼、铊、金、银。

是典型的亲硫性，在岩浆中Cu与Si的含量略成反比关系。

Cu的共生元素：以阴离子形式与铜结合的主要有：S、Se、As、Sb、Bi、O、Cl和Cu 一起成阳离子与其它阴离子结合的主要：Fe、Co、Ni、Ag、Zn、Sn、Pb、As、Sb、Bi和（UO2）2+。

与铜共生最主要的铁族三元素及Pd、Pt、铜族本身，亲硫元素和硫簇，半金属元素和Cl、C、P。

伴生元素各种类型铜矿伴生元素情况较为复杂，一般来讲较普遍的伴生元素有：Ag、Zn、Pb、As、Sb、Se、Au、Ni、Co 等。

指示元素为：S、Hg、As、Se、Ag、Zn、Pb、Ba、Mo、Bi、Au。

有些共生元素可以指示一定的主要成矿元素，如Cd2+指导示Zn2+(低温)，In3+指示Zn2+（高温），Ge4+指示Fe3+，Zn2+指示Fe2+等等，因而这些元素的组合不同，可以综合指示相应的矿石、矿物。

2、铅铅多以硫化物石炭酸盐形态存在，硫化物占90%，主要矿物有方铅矿（Pb86.6%）、白铅矿（Pb77.6%）、铅矾（Pb68.3%）等。

绝大多数情况下，Pb与Zn共存，其它共生元素为：铜、金、银、镉、锗、铋、锑、锡、铟、镓、黄铁矿、萤石等。

铅矿床一般均为多金属矿床与Zn、Cu、Ag、Bi等紧密相伴，此外还含有少量稀有元素。

3、锌主要矿物有闪锌矿（Zn67%）、红锌矿（Zn80.3%）、菱锌矿（Zn52%）、异极矿（Zn53.7%）、硅酸锌矿、水锌矿等，闪锌矿常与铅的硫化物共生，共生元素铅、镉、铜、金、银、锗、铊、铟、镓、锑、铋、锡、黄铁矿、萤石等形成多金属矿，锌精矿含Zn约50%，一般均形成多金属矿体与Pb、Cu、As、（Cd、Ag）等伴生。

建始官店铁矿石有用组分及磷的赋存状态报告建始官店铁矿石是中国重要的铁矿石之一，其矿体广布于湖北省建始县和宜昌市官店镇地区。

该地区铁矿石具有较高的品位、良好的矿物组合和较为优异的选矿性能，因此具有较高的工业应用价值。

为了更好地掌握该铁矿石的有用组分及磷的赋存状态，本文对该矿床的实际情况进行了分析和总结。

首先，建始官店铁矿石的有用组分主要包括铁、硅、锰、钙和镁等元素。

其中，铁是该矿石中最主要的组分，品位较高，并且矿物类型丰富。

矿物中主要含有磁铁矿、铁硅酸盐等，平均品位在35%-40%左右。

硅元素含量较大，与铁成正比，品位一般为20%左右。

锰元素含量较少，平均品位只有0.2%-0.5%。

钙和镁元素含量较低，均小于0.1%。

总之，建始官店铁矿石中铁和硅的含量较高，且品位均处于较好的水平，有较大的经济价值。

其次，建始官店铁矿石中的磷元素含量也较高，并且呈现出不同的赋存状态和分布规律。

磷在该矿石中主要以磷酸钙的形式存在于矿物中，其中不同的磷酸钙矿物赋存状态不同，对选矿过程产生了不同的影响。

在橄榄石中，磷主要以磷酸钙的形式存在，含量较高，平均品位达到了0.25%-0.3%，但由于其硬度较高，因此较难选别。

在透辉石中，磷主要以磷酸钙和磷灰石的形式存在，且含量较低，平均品位在0.03%-0.05%之间，对选别影响不大。

在磁铁矿中，磷主要以磷酸钙的形式存在，但含量较少，平均品位只有0.01%-0.02%，对选别影响很小。

总之，建始官店铁矿石中磷元素含量较高，但磷酸钙赋存状态不同，且有矿物的选别性差异。

综上所述，建始官店铁矿石是一种含铁量高、品位较好的矿石，具有较为广泛的工业应用价值。

同时，其磷元素含量高，具有较为复杂的赋存状态和分布规律，需要在选矿过程中加以注意。

在今后的铁矿资源开发过程中，需要更加深入地探索该矿床的各种有用组分及其规律，为后续的工程开发提供更加可靠的依据。

为更好地掌握建始官店铁矿石的有用组分及其赋存状态，本文对该矿床的实际数据进行了分析和总结。

稀土资源1．赋存状态稀土元素在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。

这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。

作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。

呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。

这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。

这类状态的稀土元素很容易提取。

已经发现的稀土矿物约有250种，但具有工业价值的稀土矿物只有50～60种，目前具有开采价值的只有10种左右，现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有四种—氟碳铈矿、独居石矿、磷钇矿和风化壳淋积型矿，前三种矿占西方稀土产量的95%以上。

独居石和氟碳铈矿中，轻稀土含量较高。

磷钇矿中，重稀土和钇含量较高，但矿源比独居石少。

世界稀土资源拥有国除中国外，还有俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、美国、澳大利亚、印度、扎伊尔等；主要稀土矿物是氟碳铈矿、离子吸附型矿、独居石、磷钇矿、黑稀金矿、磷灰石、铈铌钙钛矿等。

主要进行开采、选矿生产的国家是中国、美国、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、印度、巴西、马来西亚等。

1998年全世界稀土精矿产量13万余吨（自然吨位）。

值得注意的是澳大利亚、印度、南非等拥有稀土资源的国家，在未来五年内，将克服技术障碍，生产高附加值的单一稀土产品。

届时世界市场的竞争将更加激烈。

独居石Monazite独居石又名磷铈镧矿。

化学成分及性质：(Ce,La,Y,Th)[PO4]。

成分变化很大。

矿物成分中稀土氧化物含量可达50～68％。

类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。

独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。

晶体结构及形态：单斜晶系，斜方柱晶类。

晶体成板状，晶面常有条纹，有时为柱、锥、粒状。

物理性质：呈黄褐色、棕色、红色，间或有绿色。

半透明至透明。

条痕白色或浅红黄色。

１０００ ０５６９／２０２１／０３７（０９） ２７９１ ０４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２１ ０９ １２矿精粉中关键金属元素赋存状态研究方法流程的建立：以长江中下游成矿带富钴硫矿精粉为例张一帆１，２　范裕１，２ 陈静１，２　刘兰海１，２　李梦梦１，２ＺＨＡＮＧＹｉＦａｎ１，２，ＦＡＮＹｕ１，２ ，ＣＨＥＮＪｉｎｇ１，２，ＬＩＵＬａｎＨａｉ１，２ａｎｄＬＩＭｅｎｇＭｅｎｇ１，２１ 合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥工业大学矿床成因与勘查技术研究中心（ＯＤＥＣ），合肥　２３０００９２ 安徽省矿产资源与矿山环境工程技术研究中心，合肥　２３０００９１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯｒｅＤｅｐｏｓｉｔａｎｄＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＣｅｎｔｒｅ（ＯＤＥＣ），ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ２ ＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＭｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ２０２１ ０６ １１收稿，２０２１ ０８ ２５改回ＺｈａｎｇＹＦ，ＦａｎＹ，ＣｈｅｎＪ，ＬｉｕＬＨａｎｄＬｉＭＭ ２０２１ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｆｌｏｗｆｏｒｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓｔａｔｅｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｍｅｔａｌｉｎｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒ：Ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｃｏｂａｌｔ ｒｉｃｈｓｕｌｆｕｒｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒｆｒｏｍｔｈｅＭｉｄｄｌｅ ＬｏｗｅｒＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＶａｌｌｅｙＭｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔ，Ｃｈｉｎａ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３７（９）：２７９１－２８０４，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２１ ０９ １２Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅＭｉｄｄｌｅ ＬｏｗｅｒＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＶａｌｌｅｙＭｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｓｗｉｔｈｗｅｌｌ ｓｔｕｄｉｅｄｅｃｏｎｏｍｉｃｇｅｏｌｏｇｙｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｉｎｅｒａｌｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａ Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｉｎｏｒｅ ｆｏｒｍｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓＣｕ，Ａｕ，ＦｅａｎｄＳ，ｍｏｓｔｄｅｐｏｓｉｔｓａｒｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙａｖａｉｌａｂｌｅｃｒｉｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｓｕｃｈａｓＣｄ，Ｃｏ，Ｓｅ，ＴｅａｎｄＲｅ Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｍｉｎｅｓｐｒｏｃｅｓｓｅｄａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｅｄＣｕ，Ｆｅ，Ｓ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ａｕ，Ａｇａｎｄｏｔｈｅｒｍａｊｏｒｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｗｉｔｈｏｕｔｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｍｅｔａｌｓｉｎｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ Ｗｅｈａｖｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｓ（ｉ ｅ ，ｃｏｐｐｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒ，ｓｕｌｆｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒ，ｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒａｎｄｇｏｌｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒ）ｏｆｓｉｘｔｙｐｅｓｏｆｄｅｐｏｓｉｔｓｉｎｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｐａｔｉｔｅ ｍａｇｎｅｔｉｔｅＦｅｄｅｐｏｓｉｔ，ｓｋａｒｎＦｅｄｅｐｏｓｉｔ，ｓｋａｒｎＦｅ Ｃｕｄｅｐｏｓｉｔ，ｓｋａｒｎＣｕ Ａｕｄｅｐｏｓｉｔ，ｐｏｒｐｈｙｒｙＣｕ Ａｕｄｅｐｏｓｉｔａｎｄｂｒｅｃｃｉａ ｈｏｓｔｅｄＡｕｄｅｐｏｓｉｔ Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｃｄ，Ｃｏ，Ｓｅ，ＴｅａｎｄＲｅ）ｉｎｔｈｏｓｅｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｌｏｗ，ｅｘｃｅｐｔＣｏｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎｓｕｌｆｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒｏｆＬｏｎｇｑｉａｏｓｋａｒｎｉｒｏｎｄｅｐｏｓｉｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｂａｌｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｃｏｂａｌｔｉｎＣｏ ｒｉｃｈｓｕｌｆｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙＴｅｓｃａｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭｉｎｅｒａｌＡｎａｌｙｚｅｒ（ＴＩＭＡ），ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）ａｎｄＬａｓｅｒＡｂｌａｔｉｏｎＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＬＡ ＩＣＰ ＭＳ）．ＴｈｅａｎａｌｙｓｅｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｂａｌｔｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｍｉｎｅｒａｌｓｉｎＬｏｎｇｑｉａｏｓｕｌｆｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒａｒｅｃｏｂａｌｔｉｔｅ，ｇｌａｕｅｏｄｏｔａｎｄｃａｒｒｏｌｌｉｔｅ，ｗｈｉｃｈａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ９ ９３％，０ ６４％ａｎｄ０ ０１％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｂａｌｔｉｎｓｕｌｆｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｏｂａｌｔｏｃｃｕｒｓａｓｉｓｏｍｏｒｐｈｉｃｆｏｒｍｉｎｐｙｒｉｔｅｌａｔｔｉｃｅａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒ８１ ９７％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌ Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，７ ４６％ｏｆｃｏｂａｌｔｅｘｉｓｔｓｉｎｏｔｈｅｒｕｎｋｎｏｗｎｍｉｎｅｒａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｄｅｐｏｒｔｍｅｎｔｓｉｎｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｉｔｉａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｂａｌｔｉｎｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｐｏｗｄｅｒＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｃｏｂａｌｔ；Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ；ＴｅｓｃａｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭｉｎｅｒａｌＡｎａｌｙｚｅｒ（ＴＩＭＡ）；Ｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｏｗｄｅｒ摘　要 长江中下游成矿带作为我国矿床学研究程度和矿产利用技术水平最高的成矿带之一，大部分矿床中除了主要成矿元素铜、金、铁和硫等，还伴生潜在可利用的关键金属资源镉、钴、硒、碲和铼等。

元素赋存状态
元素赋存状态是指元素在其地球化学迁移历史的某个阶段所处的物理化学状态及与共生元素的结合特征。

包括该元素所处的物态、形成化合物的种类和形式、价态、键态、配位位置等多方面的物理化学特征。

元素赋存状态是化学反应的结果，与作用条件有关。

已观测到的元素在自然固结相中的赋存状态，大多能反映其形成的物理化学条件。

因此，元素赋存状态有地质成因意义。

元素的主要赋存状态有：①元素的集中状态。

元素形成独立矿物的能力与其丰度有关。

常量元素在地壳中主要以独立矿物形式存在。

②类质同象状态。

元素以离子或原子置换形式进入其他元素的晶格，构成固溶体。

是元素的分散状态。

③超显微包体。

元素呈极细小颗粒（粒径小于0.001毫米）的独立化合物或其原子和分子存在。

又称超显微非结构混入物。

主要特征是不进入主要矿物晶格，但又不形成可以进行矿物学研究的颗粒化合物。

④吸附状态。

元素以离子或化合物分子形式被胶体颗粒表面、矿物晶面、解理面所吸附，是一种非独立化合物形式。

⑤与有机质结合的形式。

主要有金属有机化合物、金属有机络合物或螯合物、以及有机胶体吸附态离子等。

以上为元素在凝固相中的赋存状态。

当元素处于流体相迁移时，其活动形式有气体状态、溶解状态、熔融状态、各种胶体态、悬浮态等。