廣西武宣沉積型鉛鋅硫重晶石礦工藝礦物學(xué)研究

楊建文

（湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南長沙 410100）

廣西武宣沉積型鉛鋅硫重晶石礦工藝礦物學(xué)研究

楊建文

（湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南長沙 410100）

為了確定廣西武宣縣盤龍礦區(qū)鉛鋅硫重晶石多金屬礦資源綜合回收最佳工藝，對該礦區(qū)有代表性礦樣開展了工藝礦物學(xué)研究。結(jié)果表明：該礦區(qū)屬于典型的沉積型鉛鋅硫重晶石多金屬礦，礦物組成復(fù)雜，主要的目的礦物為重晶石、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等，原礦中鉛礦物氧化率較高，含有難以回收的鉛礬等礦物，主要的脈石礦物為白云石；不同礦物共生關(guān)系復(fù)雜，礦石中普遍存在著交代結(jié)構(gòu)和相互浸染結(jié)構(gòu)，致使部分可浮性較好的白云石易進(jìn)入至各精礦之中；礦石中的閃鋅礦屬于中細(xì)粒嵌布，方鉛礦和重晶石屬于微細(xì)?！?xì)粒嵌布的范疇。根據(jù)以上研究成果，建議采用優(yōu)先浮選、階段磨礦－選別的方式依次回收鉛、鋅、硫、重晶石的技術(shù)路線。

沉積巖型；多金屬礦；工藝礦物學(xué)；重晶石

廣西武宣盤龍鉛鋅礦位于大瑤山西側(cè)鉛鋅多金屬成礦帶南段［1］，產(chǎn)于泥盆系下統(tǒng)的上倫組白云巖中，屬于典型的沉積型礦床［2，3］。同時，盤龍鉛鋅礦是廣西地區(qū)重要的大型鉛、鋅、重晶石等資源產(chǎn)地，經(jīng)探明，礦區(qū)內(nèi)鉛＋鋅金屬量達(dá)到380萬t以上［2］，礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要為重晶石化，與成礦關(guān)系密切，礦區(qū)內(nèi)重晶石資源亦具有較高的綜合回收價值［4，5］。為了確定該鉛鋅硫重晶石多金屬礦資源開發(fā)的最優(yōu)選礦工藝流程［6］，需進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，以查明該礦工藝礦物學(xué)特性，為該礦資源綜合開發(fā)確定方向性的指導(dǎo)［7］。

1 礦石的物質(zhì)組成

廣西武宣沉積型鉛鋅硫重晶石礦，其地區(qū)于遠(yuǎn)古時期為大氣降水進(jìn)入深循環(huán)系統(tǒng)對流萃取圍巖中的成礦物質(zhì)，并與少量深源巖漿帶來的礦質(zhì)形成含Pb、Zn、S等有價元素的熱水沉積，在地質(zhì)構(gòu)造遷移擠壓過程中通過滲濾交代白云巖生成鉛、鋅、硫、重晶石為主的多金屬礦［8，9］。其特殊的成礦過程亦決定了其特殊的礦石性質(zhì)，主要特征為：礦石的組成礦物種類繁多，礦物間共生關(guān)系非常復(fù)雜，金屬礦物主要是黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等呈浸染狀或微細(xì)脈狀分布于白云石等碳酸鹽脈石礦物之間，不利于選礦。

原礦的工藝礦物學(xué)標(biāo)本呈灰色、褐色、淺灰色碎塊，原礦礦石經(jīng)破碎、摻和、縮分后分別制得分析用代表性礦樣，礦樣進(jìn)行多元素分析，結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果%

由表1可看出，礦石中達(dá)到綜合回收工業(yè)品位的元素有Pb、Zn、S、Ag、BaSO4等，對鉛鋅進(jìn)行物相分析，得出主元素的賦存狀態(tài)見表2。

表2 原礦鉛鋅物相分析結(jié)果%

由表2可看出，原礦中鉛的氧化率較高，方鉛礦中鉛占總鉛的71.59%，在自然界中的方鉛礦在風(fēng)化、淋蝕作用下，首先生成可溶鹽類的鉛礬（PbSO4）或鉛鐵礬礦物，再演變以碳酸鉛為主的白鉛礦礦物，所以自然界中大部分的氧化率不高的硫氧混合型鉛鋅礦中的鉛礦物除了方鉛礦外主要為可溶鹽鉛礦物，這增大了鉛鋅浮選及分離的難度［10］。

結(jié)合表1、表2分析及鏡下檢測、X射線衍射和掃描電鏡綜合分析查明：廣西盤龍鉛鋅硫重晶石多金屬礦屬于難處理含白云石沉積型多金屬礦，礦石的組成礦物種類較復(fù)雜，金屬礦物主要是方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，次為毒砂、灰硫銻鉛礦及微量磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、斜硫砷鉛礦等。脈石礦物主要是白云石、方解石，其次為重晶石、石英、云母等，還有少量的金紅石、透輝石、透閃石、并含有易于泥化的高嶺土、綠泥石等。礦石中礦物的組成及相對含量見表3。

表3 原礦主要礦物組成%

2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造不僅可以反映礦石形成變化過程中的地質(zhì)條件和物理化學(xué)環(huán)境，而且其中有用礦物的形態(tài)、粒度和相互之間的嵌布關(guān)系也直接決定著選礦的難易程度。

2.1 礦石的結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)指組成礦石的礦物結(jié)晶程度、顆粒的形狀、大小及其空間上的相互關(guān)系，亦即一種或多種礦物晶粒之間或單個晶粒與礦物集合體之間的形態(tài)特征。本礦石的結(jié)構(gòu)主要有他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。

他形粒狀結(jié)構(gòu)：主要表現(xiàn)在金屬礦物閃鋅礦、黃鐵礦等不具有完整晶形，呈形態(tài)多變的他形粒狀產(chǎn)出。

交代結(jié)構(gòu)：主要表現(xiàn)在方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦等各金屬硫化物之間相互交代、充填、包裹以致形成的較復(fù)雜鑲嵌關(guān)系。

2.2 礦石的構(gòu)造

根據(jù)礦石中礦物集合體形態(tài)、大小及其空間結(jié)合關(guān)系等形態(tài)特征，礦樣的構(gòu)造類型主要為浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

浸染狀構(gòu)造：主要表現(xiàn)在金屬硫化物黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等呈不規(guī)則狀不均勻地分布于礦石中。

塊狀構(gòu)造：少數(shù)礦塊中磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬硫化物體積含量較高，混雜交生構(gòu)成致密狀集合體。

3 主要礦物的嵌布特征

3.1 方鉛礦

方鉛礦是本礦石中選礦富集回收鉛的主要目的礦物，根據(jù)集合體形態(tài)以及與其它礦物的交生關(guān)系，可將礦石中的方鉛礦分為以下幾種嵌布形式：（1）方鉛礦與閃鋅礦緊密連生，可見方鉛礦沿閃鋅礦顆粒邊沿的張性裂隙充填交代（如圖1所示），并見方鉛礦沿膠態(tài)閃鋅礦和黃鐵礦的碎裂縫充填交代，呈不規(guī)則粒狀或脈狀分布；（2）方鉛礦呈浸染狀或微細(xì)脈狀分布在白云石等脈石中，此種方鉛礦粒度一般較細(xì)；（3）此外，方鉛礦與黃鐵礦也是緊密連生，可見少量方鉛礦充填于膠態(tài)結(jié)晶的隱晶質(zhì)黃鐵礦晶粒間微細(xì)縫隙中，方鉛礦的粒度極微細(xì)?？傮w而言，方鉛礦的嵌布特征是集合體形態(tài)較不規(guī)則、與交生礦物之間的嵌連關(guān)系較為復(fù)雜、粒度不均勻，為保證獲得較高品位的鉛精礦，建議采用適當(dāng)?shù)募?xì)磨工藝［11］。

圖1 方鉛礦沿閃鋅礦邊緣裂隙充填交代閃鋅礦

3.2 閃鋅礦

閃鋅礦為礦樣中主要鋅礦物，為有價伴生回收目的礦物之一。本礦石的閃鋅礦數(shù)量較多，嵌布關(guān)系也較復(fù)雜。主要有以下幾種嵌布方式：（1）閃鋅礦與黃鐵礦關(guān)系密切，閃鋅礦沿微晶黃鐵礦碎裂縫充填交代，閃鋅礦中常含微粒黃鐵礦（如圖2所示）；（2）閃鋅礦呈自形晶粒狀分布在白云石中，且有微晶黃鐵礦伴生其間，有時見閃鋅礦含有微細(xì)的方鉛礦、黃鐵礦或石英包裹體；（3）少量閃鋅礦充填于石英晶洞中，并與方鉛礦伴生。

圖2 閃鋅礦呈脈狀充填于微細(xì)結(jié)晶的黃鐵礦裂縫中

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦主要呈他形粒狀分布于礦石中。主要有兩種嵌布形式：（1）黃鐵礦呈微晶集合體形式分布在脈石中（如圖3所示），有時黃鐵礦中有方鉛礦或閃鋅礦充填于微晶黃鐵礦粒間或裂隙中；（2）黃鐵礦呈絲網(wǎng)狀、星點狀分布于白云石的縫隙中。

圖3 微晶黃鐵礦集合體分布于脈石中

3.4 重晶石

礦石中的重晶石（BaSO4）與天青石（SrSO4）為類質(zhì)同象系列礦物，Ba與Sr可完全類質(zhì)同象替代。本礦石中重晶石單礦物分析：Ba 56.68%、Sr 1.11%、Pb 0.029%、Zn 0.02%，即BaSO496.31%、SrSO42.33%。重晶石呈白色，晶體呈板狀或柱狀，半透明，玻璃光澤，解理面珍珠光澤，莫氏硬度3～3.5，密度4.5 g／cm3。重晶石呈板狀晶與石英連生，有時見有方鉛礦充填于重晶石晶粒間縫隙中（如圖4所示）。

3.5 脈石礦物

礦石中脈石礦物種類較多。礦石中非金屬礦物除了具有工業(yè)價值的重晶石外，主要為白云石，其次是石英、云母，少量透輝石、透閃石、含鋇長石、綠泥石、高嶺土等。其中白云石大多為粒度細(xì)小的不規(guī)則他形粒狀，同時白云石可浮性較好，有少量微細(xì)粒包裹態(tài)的白云石與重晶石連生，由于白云石與重晶石可浮性接近，其在浮選過程中易夾雜進(jìn)入至重晶石精礦中影響到重晶石的品位。石英多為細(xì)小片狀、鱗片狀，在大多數(shù)塊礦中均常見，與白云石交生。多水高嶺石為細(xì)小的鱗片狀，大部分礦塊中均可見，但不均勻，常與石英等其它脈石礦物混雜交生構(gòu)成各種金屬硫化物的嵌布基底。

圖4 細(xì)粒白云石（Cb）、方鉛礦（Gn）嵌布于重晶石（Brt）內(nèi)部

4 主要目的礦物的嵌布粒度

礦石中主要礦物的粒度組成及其分布特點對確定磨礦細(xì)度和制定合理的選礦工藝流程有著直接的影響。為此，在鏡下對礦石中的方鉛礦、閃鋅礦、重晶石的嵌布粒度進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果見表4。

表4 主要目的礦物粒度統(tǒng)計結(jié)果

由表4可以看出：礦石中方鉛礦、重晶石均屬于微細(xì)粒嵌布的范疇，閃鋅礦屬于中細(xì)粒嵌布的范疇；當(dāng)粒級在＋0.019 mm時，方鉛礦、閃鋅礦及重晶石的累計分布率分別為：87.5%、96.6%、94.0%，若想得到高品位的鉛精礦及重晶石精礦產(chǎn)品，需要對原礦進(jìn)行細(xì)磨。

5 結(jié) 論

1.廣西武宣盤龍礦區(qū)鉛鋅硫重晶石多金屬礦為典型的含白云石沉積型多金屬礦。礦石的組成礦物較為復(fù)雜，原礦中主要的金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，以及少量的毒砂、灰硫銻鉛礦等，非金屬礦主要為白云石和重晶石，白云石是主要的脈石礦物，同時還有少量的石英、云母金紅石、透輝石、透閃石、并含有易于泥化的高嶺土、綠泥石等。

2.礦石主要呈浸染狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造產(chǎn)出，礦石中方鉛礦多呈不規(guī)則粒狀集合體以浸染狀的形式嵌布在黃鐵礦中，部分呈不規(guī)則狀或細(xì)脈狀沿白云石等脈石礦物的邊緣、粒間、孔洞及裂隙充填交代，粒度相對較為細(xì)小，多在30μm以下。

3.微細(xì)粒白云石的可浮性優(yōu)于重晶石，同時少量微細(xì)粒包裹態(tài)的白云石與重晶石連生交代，會對選礦造成不利影響。

4.嵌布粒度的測試表明：原礦中方鉛礦和重晶石屬細(xì)粒嵌布的范疇，閃鋅礦屬細(xì)?！⒘Ｇ恫挤懂牐瑸榱藢崿F(xiàn)目的礦物的單體解離，應(yīng)采用多段磨礦，階段選別的方式。該研究為該礦綜合回收鉛、鋅、硫、重晶石資源提供了依據(jù)。

［1］ 羅永恩.廣西武宣－象州地區(qū)鉛鋅成礦帶深部找礦前景及找礦思路探討—以盤龍礦區(qū)為例［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2014，（6）：653－659.

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Study on Process M ineralogy of Sedimentary Type Lead-zinc-pyrite-barite Ore from W uxuan County in Guangxi Province

YANG Jian-wen
（Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

Process mineralogy was conducted on a sedimentary type lead-zinc-pyrite-barite from Wuxuan county in Guangxi province to confirm the best technology to synthetically recover valuable metals.The results show that：The polymetallic deposit is a typical sedimentary type polymetallic ore，themineral composition is complex，whose purpose mineral are barite，pyrite，galena and sphalerite.The leadminerals of run-of-mine are high oxidation lead ores-named as sardinianite which are difficult to recover.The main gangue minerals are dolomites.Symbiotic relationship between differentminerals are miscellaneous.It was also found widespread metasomatic texture and disseminated structure，which results to good flotability of dolomiteminerals easily enter to different concentrates；Lead and barite in the ore belongs to the category of fine grained disseminated in，sphalerite is fine-particles embedded category.Based on the above research results，technical route including stage grinding and sorting to recover lead，sphalerite，pyrite and barite successively，the remaining tailings provided as potassium fertilizer is proposed.

sedimentary type；polymetallic ore；processmineralogy；barite

TD912

A

1003－5540（2017）02－0015－04

2017－03－03

廣西重點研發(fā)計劃資助（桂科AB16380270）

楊建文（1968－），男，高級工程師，主要從事選礦試驗研究工作。