內(nèi)蒙古某銅鉛鋅多金屬硫化礦石工藝礦物學(xué)特征

李建偉，張忠偉，張曉鵬，程才，李?yuàn)檴?，蓋莉

（1.金建工程設(shè)計(jì)有限公司 山東 煙臺(tái) 264000； 2.煙臺(tái)建龍礦山設(shè)備檢測(cè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

銅鉛鋅多金屬硫化礦石通常具有共生嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度細(xì)微等特點(diǎn)，對(duì)銅鉛鋅分離工藝產(chǎn)生較大影響[1-2]。為了有效開(kāi)發(fā)內(nèi)蒙古某銅鉛鋅多金屬硫化礦石，制定合理可行的分選工藝，對(duì)該銅鉛鋅硫化礦石進(jìn)行了詳盡的工藝礦物學(xué)研究，研究結(jié)果可為制定該多金屬硫化礦分選工藝提供依據(jù)。

1 礦石的化學(xué)多元素分析

根據(jù)ICP光譜分析結(jié)果對(duì)原礦進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，其結(jié)果見(jiàn)表1。

2 礦石的礦物組成及相對(duì)含量

礦石的礦物組成及含量列于表2。

3 礦石中重要礦物的嵌布特征

3.1 方鉛礦PbS

方鉛礦是礦石中最主要的回收對(duì)象之一，其主要以半自形、自形粒狀產(chǎn)出，整體嵌布粒度較粗，少量以細(xì)粒不規(guī)則狀或細(xì)脈狀嵌布于脈石礦物中。礦石中有一部分方鉛礦與鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及黃銅礦等其它硫化礦物的嵌布關(guān)系密切，常緊密連生在一起；有時(shí)可見(jiàn)其與毒砂、磁鐵礦等其它礦物連生；另有少量細(xì)粒的方鉛礦以包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦以及黃鐵礦中。部分粗粒方鉛礦中可見(jiàn)有細(xì)粒的鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及黃銅礦、銀黝銅礦等礦物的包裹體。

3.2 鐵閃鋅礦（Zn、Fe）S

鐵閃鋅礦同樣是礦石中最主要的的回收對(duì)象之一。礦石中的鐵閃鋅礦主要以不規(guī)則狀產(chǎn)出，少量以細(xì)脈狀沿脈石礦物裂隙或粒間充填。礦石中的鐵閃鋅礦與黃銅礦的嵌布關(guān)系非常密切，鐵閃鋅礦中普遍可見(jiàn)微細(xì)粒黃銅礦呈乳滴狀、星點(diǎn)狀嵌布其中，另有少量黃銅礦與鐵閃鋅礦連生在一起。鐵閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦的嵌布關(guān)系也比較密切，常連生在一起，另有少量細(xì)粒的方鉛礦、磁鐵礦以及脈石以包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦中；有時(shí)可見(jiàn)鐵閃鋅礦與磁鐵礦、毒砂連生在一起；偶爾也可見(jiàn)細(xì)粒的鐵閃鋅礦以包體形式嵌布于方鉛礦以及黃鐵礦中。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 （單位：% ）

表2 礦石的礦物組成及相對(duì)含量 （單位：%）

通過(guò)分析鐵閃鋅礦的掃描電鏡能譜，鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，而鋅的平均含量只有57.68%，可見(jiàn)鐵閃鋅礦中含有的鐵對(duì)鋅精礦的質(zhì)量會(huì)造成較大的影響。

3.3 黃銅礦CuFeS2

黃銅礦主要以不規(guī)則狀產(chǎn)出，是礦石中最主要的銅礦物。黃銅礦與鐵閃鋅礦的嵌布關(guān)系十分密切，由于固溶體分離作用，常見(jiàn)黃銅礦呈乳滴狀、星點(diǎn)狀嵌布于鐵閃鋅礦中，這部分銅礦物由于難以單體分離多進(jìn)入鋅精礦中。經(jīng)?？梢?jiàn)黃銅礦與黃鐵礦、方鉛礦連生在一起或以包裹體形式嵌布于它們之中，有時(shí)可見(jiàn)其與磁鐵礦連生一起；偶爾在其邊緣可見(jiàn)斑銅礦、銅藍(lán)以及銀黝銅礦等其它礦物與其連生。

4 礦石中重要金屬礦物的粒度組成及分布特征

礦石中重要金屬礦物的嵌布粒度是確定礦石磨礦工藝和磨礦細(xì)度的重要依據(jù)[3-4]，礦石中方鉛礦、鐵閃鋅礦、黃銅礦以及黃鐵礦等重要金屬礦物的粒度組成及其分布特征見(jiàn)圖1。

結(jié)果表明，礦石中方鉛礦、鐵閃鋅礦的嵌布粒度較粗，黃鐵礦的嵌布粒度次之，黃銅礦的粒度相對(duì)稍細(xì)一些。礦石中的方鉛礦、鐵閃鋅礦均主要以粗粒嵌布，其次為中粒嵌布，細(xì)粒嵌布很少；礦石中的黃銅礦主要以中粒嵌布，其次以粗粒嵌布和細(xì)粒嵌布；礦石中的黃鐵礦主要以中、粗粒嵌布，其次以細(xì)粒嵌布。在+0.074mm粒級(jí)中，方鉛礦的分布率為93.06%，閃鋅礦為90.50%，黃鐵礦為84.56%，黃銅礦為76.85%；在-0.010mm的微粒級(jí)中，黃銅礦為3.05%，方鉛礦、鐵閃鋅礦以及黃鐵礦在該粒級(jí)的分布率分別僅為0.09%、0.04%和0.25%。

圖1 不同粒徑范圍重要礦物的分布情況

圖2 不同磨礦細(xì)度下三種礦物單體含量柱狀圖

5 礦石中重要礦物的解離特征

為了解原礦磨礦產(chǎn)品中重要礦物的單體解離特征，對(duì)不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品中的方鉛礦、鐵閃鋅礦及黃銅礦的單體解離度進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖中可以看出，由于礦石中的方鉛礦、鐵閃鋅礦的嵌布粒度整體較粗，所以當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占65%時(shí)，礦石中的方鉛礦和鐵閃鋅礦的單體解離度較高，單體解離相對(duì)都比較充分；但當(dāng)繼續(xù)提高其磨礦細(xì)度時(shí)，它們的單體解離度隨之增加的幅度減小。而黃銅礦由于其嵌布粒度相對(duì)稍細(xì)，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占70%時(shí)，其單體解離度也較低，單體解離相對(duì)還不是很充分。

6 礦石中重要礦物的賦存狀態(tài)

鉛和鋅是礦石中最主要的有價(jià)元素，其品位分別為3.17%和2.78%。研究結(jié)果表明，礦石中的鉛和鋅均主要以獨(dú)立礦物形式存在。鉛的獨(dú)立礦物主要為方鉛礦，其中方鉛礦中的鉛占總量的97.80%；鋅的獨(dú)立礦物為鐵閃鋅礦，其中鐵閃鋅礦中的鋅占總量的98.92%。

礦石中銅的品位為0.20%，其絕大部分是以黃銅礦的形式存在，只有很少量的銅賦存于斑銅礦、銅藍(lán)等其它銅礦物之中。

可見(jiàn)，礦石中的鉛、鋅以及銅等有價(jià)元素均主要以硫化物的形式存在，所以可以通過(guò)浮選富集硫化物的方法回收利用。

7 礦石中影響鉛鋅銅選礦的工藝礦物學(xué)因素

（1）方鉛礦是礦石中最主要的鉛礦物，整體而言其粒度較粗，易于單體解離，但也有少量的方鉛礦以微細(xì)粒包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及脈石礦物中，難以完全單體解離，會(huì)對(duì)鉛的回收率會(huì)造成一定的損失。同時(shí)，以包裹體形式進(jìn)入到鋅精礦中的方鉛礦對(duì)鋅精礦的品位也會(huì)造成一定的影響。

（2）研究結(jié)果表明鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，而且這部分鐵是無(wú)法通過(guò)浮選的方法去除的，所以這是影響鋅精礦品位的最主要的因素。此外，鐵閃鋅礦中包裹有乳滴狀、星點(diǎn)狀的微細(xì)粒黃銅礦以及細(xì)粒的方鉛礦等礦物顆粒，均難以解離，這也是影響鋅精礦品位的主要因素之一。礦石中的鐵閃鋅礦也有少量以細(xì)粒包裹體形式嵌布于方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦以及脈石中，對(duì)鋅的回收率同樣會(huì)有一定的損失。

（3）礦石中的黃銅礦的嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，在同樣的磨礦細(xì)度下其單體解離程度要差，所以這是影響銅回收率的重要因素之一。此外，以乳滴狀、星點(diǎn)狀嵌布于閃鋅礦中的黃銅礦難以解離，將會(huì)進(jìn)入到鋅精礦中，既造成了銅的損失也會(huì)影響鋅精礦的品位。

8 推薦選礦工藝方案

礦石中鉛、鋅均以獨(dú)立礦物存在，銅主要以黃銅礦形式存在，鉛鋅嵌布粒度較粗，易于單體解離而銅礦物嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，在同樣磨礦細(xì)度下單體解離度差。因此若采用銅優(yōu)先浮選工藝，則需要一次將原礦磨至較高的細(xì)度，這樣不僅會(huì)增加磨礦成本還會(huì)使鉛鋅礦物過(guò)磨，影響后續(xù)鉛鋅礦物的回收。因此根據(jù)工藝礦物學(xué)研究綜合考慮，在后續(xù)選礦過(guò)程中推薦銅鉛混浮—混合精礦再磨銅鉛分離—尾礦選鋅的選礦工藝流程[5]。

9 結(jié)論

（1）礦石中的方鉛礦整體嵌布粒度較粗，易于單體解離，但也有少量的方鉛礦以微細(xì)粒包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及脈石礦物中，單體解離比較困難，會(huì)對(duì)鉛的回收率會(huì)造成一定的損失。

（2）鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，這是影響鋅精礦品位的最主要的因素。同時(shí)，鐵閃鋅礦中包裹有乳滴狀、星點(diǎn)狀的微細(xì)粒黃銅礦以及細(xì)粒的方鉛礦等礦物顆粒，均難以解離，這也是影響鋅精礦品位的主要因素之一。此外，鐵閃鋅礦也有少量以細(xì)粒包裹體形式嵌布于方鉛礦等其它礦物中，對(duì)鋅的回收率同樣會(huì)有一定的損失。

（3）礦石中黃銅礦的整體嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，這是影響銅回收率的重要因素之一。此外，以乳滴狀、星點(diǎn)狀嵌布于閃鋅礦中的黃銅礦將會(huì)進(jìn)入到鋅精礦中，既造成了銅的損失也會(huì)影響鋅精礦的品位。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉之，李學(xué)軍，陳麗平等.遼寧某銅鉛鋅多金屬硫化礦工藝礦物學(xué)研究[J].金屬礦山，2014，（2）：83-86.

[2]周賀鵬，譚亮，姜學(xué)瑞等.通化松柏嶺銅鎳礦石工藝礦物學(xué)特征[J].金屬礦山，2011，（4）：72-76.

[3]祁玉海，鄭艷平，王艷等.某含金銀銅礦石工藝礦物學(xué)研究[J].黃金，2013，34（1）：54-57.

[4]周樂(lè)光.工藝礦物學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

[5]李文娟，宋永勝，劉爽等.內(nèi)蒙某復(fù)雜銅鉛鋅硫化礦選礦工藝研究[J].金屬礦山，2012，（6）：79-84.