江西某鉛鋅礦石工藝礦物學(xué)研究

溫德新 周曉文

(1.江西理工大學(xué)工程研究院，江西贛州341000;2.鎢資源高效開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)教育部工程研究中心，江西贛州341000)

鉛鋅是用途非常廣泛的有色金屬元素。我國既是鉛鋅開采及冶煉大國，同時也是鉛鋅消費大國。隨著國內(nèi)對鉛鋅需求量的不斷增長，積極開展國外鉛鋅礦產(chǎn)資源收購和國內(nèi)鉛鋅礦產(chǎn)資源勘查對確保我國國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。

江西某中型鉛鋅礦山至今已有50余a的開采歷史，開采境界內(nèi)資源量日漸枯竭。為解決礦山的持續(xù)發(fā)展問題，延緩閉坑時間，對現(xiàn)采區(qū)下部境界外的資源狀況進行了勘查。新探明鉛鋅資源量達中等鉛鋅礦山規(guī)模量，按現(xiàn)采選能力，礦山服務(wù)年限可延長約50 a。為了合理開發(fā)利用該資源，為選礦方案的制定提供依據(jù)，對新探明的鉛鋅礦石進行了工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石的成分及含量

1.1 礦石主要化學(xué)成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 The chemical component analysis of the ore%

從表1可以看出，礦石中鉛、鋅、銀、金含量較高，是主要考慮回收的元素。

1.2 礦石礦物組成

礦石中金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦、車輪礦、硫銻銅銀礦、硫銻鉛銀礦、白鐵礦、鉛礬等;非金屬礦物有石英、絹云母、方解石、白云石等。礦石中的主要礦物及含量見表2。

表2 礦石中的主要礦物及含量Table 2 The main minerals and their content in the ore%

1.3 礦石鉛鋅銀礦物物相分析

礦石中鉛、鋅、銀礦物物相分析結(jié)果見表3、表4、表5。

表3 鉛物相分析結(jié)果Table 3 Phase analysis results of lead %

表4 鋅物相分析結(jié)果Table 4 Phase analysis results of zinc %

表5 銀物相分析結(jié)果Table 5 Phase analysis results of silver

從表3～表5可以看出，礦石中的鉛鋅銀主要以硫化物的形式存在，這有利于有用成分的回收。

2 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

2.1 礦石的結(jié)構(gòu)

(1)自形晶結(jié)構(gòu)。毒砂及部分黃鐵礦呈自形晶產(chǎn)出。

(2)他形晶結(jié)構(gòu)。方鉛礦、閃鋅礦呈他形晶集合體產(chǎn)出。

(3)碎裂結(jié)構(gòu)。毒砂、黃鐵礦、閃鋅礦被壓碎呈碎塊、碎粒，裂紋被脈石充填膠結(jié)。

(4)交代顯微文象結(jié)構(gòu)。方鉛礦交代閃鋅礦，在閃鋅礦中呈不規(guī)則顯微文象狀。

(5)網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)。方鉛礦呈網(wǎng)脈狀交代閃鋅礦、黃鐵礦。

(6)固溶體分離結(jié)構(gòu)。方鉛礦與硫銻鉛銀礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)，硫銻鉛銀礦在方鉛礦中呈蠕蟲狀，手掌狀分布;黃銅礦呈乳滴狀分布于閃鋅礦中。

(7)交代骸晶結(jié)構(gòu)。方鉛礦交代黃鐵礦、毒砂呈骸晶狀。

(8)交代殘余結(jié)構(gòu)。方鉛礦交代毒砂、閃鋅礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)。

2.2 礦石的構(gòu)造

(1)塊狀構(gòu)造。方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等硫化礦物與脈石組成致密塊狀。

(2)浸染狀構(gòu)造。部分方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等成稠密不等浸染狀分布。

(3)條紋條帶構(gòu)造。方鉛礦、硫銻鉛銀礦等呈不規(guī)則條紋狀條帶狀分布。

(4)脈狀構(gòu)造。閃鋅礦、方鉛礦呈細脈狀。

3 主要礦物嵌布特征及嵌布粒度

3.1 主要礦物嵌布特征

(1)方鉛礦呈條紋狀、條帶狀、細脈狀及團塊狀交代閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦(圖1)，有的呈網(wǎng)脈狀交代黃鐵礦，包裹細粒黃鐵礦、毒砂(圖2)，有的呈顯微文象狀、不規(guī)則狀分布于閃鋅礦中，另見方鉛礦包裹硫銻鉛銀礦，極少數(shù)呈星點狀分布于脈石中。

圖1 方鉛礦呈網(wǎng)脈狀交代閃鋅礦Fig.1 Sphalerite and galena were metasomatism in mesh-vein structure

(2)閃鋅礦呈微脈狀、團塊狀、浸染狀分布(圖3)，少量閃鋅礦與黃銅礦呈固溶體分離結(jié)構(gòu)，有的閃鋅礦則很干凈，無黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦分布(圖4)，少量閃鋅礦被壓碎或被方解石膠結(jié)。

圖2 方鉛礦交代黃鐵礦，穿孔呈骸晶狀Fig.2 Galena and pyrite were metasomatism as perforation skeletal structure

圖3 閃鋅礦呈大小不等碎粒、帶狀分布Fig.3 Sphalerite distributed as pieces and banding

圖4 閃鋅礦中無包裹體、出溶物Fig.4 No inclusions and the insoluble substance in sphalerite

(3)硫銻鉛銀礦呈蠕蟲狀、乳滴狀、手掌狀分布于方鉛礦中(圖5、圖6)。

圖5 硫銻鉛銀礦呈手指狀、掌狀分布于方鉛礦中Fig.5 Brongniardite distributed as finger-shaped and palmate in galena

(4)黃鐵礦結(jié)構(gòu)破碎，呈團塊狀、脈狀、浸染狀分布，被方鉛礦、閃鋅礦及石英的網(wǎng)脈穿切交代(圖7)。

圖6 硫銻鉛銀礦呈蠕蟲狀分布在方鉛礦中Fig.6 Brongniardite distributed as wormlike in galena

圖7 方鉛礦呈網(wǎng)脈狀交代黃鐵礦Fig.7 Galena and pyrite were metasomatism in mesh-vein structure

(5)毒砂呈自形晶、集合體等被方鉛礦包裹交代，呈殘余、骸晶及港灣狀(圖8)。

圖8 毒砂被方鉛礦包裹交代，呈殘余、骸晶及港灣狀Fig.8 Arsenopyrite is packaged and metasomatite by galena as remnant，skeletal structure and embay

3.2 主要礦物嵌布粒度

礦石中主要礦物方鉛礦、閃鋅礦的嵌布粒度分析結(jié)果見表6。

表6 方鉛礦、閃鋅礦的嵌布粒度Table 6 The dissemination of galena and sphalerite particles

由表6可以看出，方鉛礦嵌布粒度較閃鋅礦細，且分布分散，但二者均為極不等粒嵌布。

4 主要礦物單體解離度測定

將礦石碎至2～0 mm后進行方鉛礦、閃鋅礦的單體解離度測定，結(jié)果分別見表7、表8。

表7 2～0 mm試樣中方鉛礦的解離情況Table 7 The liberation degree of galena in sample at 2～0 mm

表8 2～0 mm試樣中閃鋅礦的解離情況Table 8 The liberation degree of sphalerite in sample at 2～0 mm

由表7可以看出，－0.45 mm粒級方鉛礦單體解離度較高，達90%左右，－0.045 mm粒級尚未完全解離，與上文中方鉛礦為極不等粒嵌布的結(jié)論一致。

由表8可以看出，各粒級閃鋅礦的單體解離度均不及方鉛礦，主要與其受后期應(yīng)力作用破碎后被脈石膠結(jié)有密切關(guān)系。

5 對選礦試驗研究的建議

(1)由于礦石中鉛、鋅等有用礦物的嵌布關(guān)系復(fù)雜，因此，該礦石屬于較難解離鉛鋅礦石。針對該礦石中目的礦物難解離的特點，試驗應(yīng)論證高壓輥磨粉碎等高效碎磨工藝在提高該礦石目的礦物單體解離上的優(yōu)越性。

(2)由于礦石中鉛、鋅礦物為極不等粒嵌布(方鉛礦在碎礦產(chǎn)品的－0.45 mm粒級中有約90%完成單體解離，閃鋅礦在碎礦產(chǎn)品的－0.15 mm粒級中也有近90%完成單體解離)，因此，建議在較粗的磨礦細度下探索提前浮出已單體解離的有用礦物的可能性，僅對未單體解離的礦物進行再磨，這樣既有利于減少有用礦物的過磨，也有利于減少脈石礦物的泥化給浮選環(huán)境帶來的不利影響。

(3)由于礦石中金、銀含量較高，均有較高的回收價值，因此，應(yīng)從鉛鋅礦物浮選條件試驗階段就跟蹤并考察金銀的流向，并把金銀的回收指標作為選擇、確定鉛鋅選礦工藝技術(shù)條件的依據(jù)之一。

6 結(jié)論

(1)江西某鉛鋅礦石金屬礦物和非金屬礦物種類繁多、組成復(fù)雜，可供回收的組分主要為鉛、鋅、銀、金等，含鉛礦物主要為方鉛礦，含鋅礦物主要為閃鋅礦，銀主要以硫銻鉛銀礦、硫銻銅銀礦形式存在，含SiO2的脈石礦物主要為石英。

(2)方鉛礦交代閃鋅礦，呈顯微文象狀、不規(guī)則狀分布于閃鋅礦中;閃鋅礦被方鉛礦交代呈不規(guī)則狀被方鉛礦包裹;方鉛礦與閃鋅礦共生密切，不利于鉛鋅礦物的單體解離。

(3)受構(gòu)造應(yīng)力作用破壞，閃鋅礦碎裂、破碎成碎粒，被方解石膠結(jié)，黃鐵礦、毒砂呈網(wǎng)脈狀被后期礦物交代，對鋅礦物的回收有較大影響。

(4)銀礦物含量較高，主要呈蠕蟲狀分布于方鉛礦中，或呈微脈狀穿切閃鋅礦，在選礦工程中應(yīng)充分考慮銀礦物的回收。

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