Vanadium-bearing Magnetite from the Matagami and Chibougamau Mining Districts, Abitibi, Québec, Canada

"Abstract -Vanadium mineralization occurs in oxide-rich horizons within the layered gabbro zones of the upper parts of the Bell River Complex, Matagami, Québec and the Lac Doré Complex, Chibougamau, Québec. The vanadium-rich horizons are well defined on the ground and in aeromagnetic surveys by their high magnetic susceptibility; consequently, magnetic susceptibility can be an indicator of vanadium mineralization. The main oxide minerals are ilmenite and titanian magnetite, containing 20% to 70% of volume and the ratio of titanian magnetite to ilmenite is relatively constant, ranging from about 1:1 to 2:1. Their sizes are less than 5 µm to greater than 1 mm to 2 mm, occurring as coarse- to medium-grained subhedral crystals intergrown with cumulate silicate minerals (plagioclase, pyroxene, etc.). Electron microprobe analyses indicate that the ilmenite grains are mineralogically and compositionally homogeneous and have low V contents (average 0.18% equivalent V2O5). In contrast, the titanian magnetite grains are inhomogeneous, consisting of trellisworks of ilmenite lamellae in Ti-poor, V-rich magnetite [less than 2 wt% TiO2, and 1.41% equiv. V2O5 (1.16% V2O3) for 20 analyses]. Thus, the magnetite is the principal ore mineral of vanadium; it hosts vanadium in the form of V3+, not V5+, as is commonly and erroneously reported. We have also devised a flowchart for the beneficiation of vanadium-titanium ores. Sommaire - La minéralisation de vanadium se trouve dans des horizons riches en minéraux oxydés de la partie supérieure des zones de gabbros lités des Complexes de la Rivière Bell, Matagami, Québec et du Lac Doré, Chibougamau, Québec. Des horizons riches en vanadium ont été bien définis sur le terrain et dans les levés aéromagnétiques par leur susceptibilité magnétique élevée; conséquemment, la susceptibilité magnétique est l’indicateur directe du contenu en vanadium. Les principaux minéraux oxydés sont l’ilménite et la magnétite titanifère, contenant 20% à 70% du volume et le rapport de magnétite titanifère à ilménite est relativement constant, allant d’environ 1:1 à 2:1. Leur dimension varie de 5 µm à plus grande que 1 mm à 2 mm, apparaissant sous forme de cristaux subidiomorphes, de grains grossiers à médiums, intercroissant avec la gangue silicatée (plagioclase, pyroxène, etc.) de la texture de cumulat. Les analyses à la microsonde électronique montrent que les grains d’ilménite sont minéralogiquement et chimiquement homogènes avec un faible contenu en V (moyenne 0.18% équiv. V2O5 ). Contrairement, les grains de magnétite titanifère sont hétérogènes, contenant des lamelles d’ilménite en "trellisworks"; ces grains sont pauvres en Ti et riches en V pour la portion magnétite de la magnétite titanifère [surtout contenant moins de 2 wt. % TiO2, et en moyenne 1.41% équiv. (1.16% V2O3) pour 20 analyses]. Ainsi, la magnétite est le principal minerai de vanadium; elle renferme du vanadium sous forme de V3+ et non de V5+, tel qu’il a été communément et à tort rapporté. Nous avons aussi défini un "flowchart" pour la bénéficiation des minerais de vanadium-titanium."