內(nèi)蒙某含鋅礦石的工藝礦物學(xué)研究

李光勝 張文平

(山東黃金礦業(yè)科技有限公司 選冶實(shí)驗(yàn)室分公司，山東 煙臺(tái) 261441)

我國(guó)的金屬鋅礦產(chǎn)資源比較豐富，但是隨著當(dāng)前礦產(chǎn)資源開(kāi)采難度的逐漸增加，工藝礦物學(xué)在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要作用日益顯著[1-4]。通過(guò)工藝礦物學(xué)分析可得知礦石的性質(zhì)特點(diǎn)及目標(biāo)元素的賦存狀態(tài)，查明影響選冶指標(biāo)的主要因素，結(jié)果可為礦產(chǎn)資源的有序開(kāi)發(fā)和選冶指標(biāo)的深度優(yōu)化提供重要的參考依據(jù)[5-8]。為了比較全面地了解內(nèi)蒙古某鋅礦石的工藝礦物學(xué)參數(shù)信息，為后續(xù)該礦產(chǎn)資源的高效、梯度開(kāi)發(fā)打好基礎(chǔ)，特對(duì)該礦石開(kāi)展了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石性質(zhì)

礦石的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。鋅的化學(xué)物相見(jiàn)表2。由表1可知，該礦石中鋅含量為8.25%，具有較高的回收價(jià)值。

表1 礦石的主要化學(xué)成分

表2 礦石中鋅的化學(xué)物相

由表2可知，礦石中碳酸鋅中的鋅占49.09%，硫化鋅中的鋅占40.12%，硅酸鋅中的鋅占8.37%，其它部分鋅含量為2.42%。

通過(guò)顯微鏡下光片鑒定及MLA自動(dòng)檢測(cè)綜合分析，發(fā)現(xiàn)礦石中主要鋅礦物有菱鋅礦、閃鋅礦(包括鐵閃鋅礦)、異極礦；另有黃鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等鐵礦物；方鉛礦、白鉛礦、鉛硬錳礦等鉛礦物；微量的黃銅礦和赤銅礦等銅礦物；脈石礦物主要有石英、方解石、重晶石、天青石和少量或微量的云母(絹云母、黑云母等)、長(zhǎng)石(鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等)、黏土礦物、輝石、閃石、綠泥石等。礦石礦物相對(duì)含量見(jiàn)表3。

表3 礦石的礦物組成及相對(duì)含量

2 重要鋅礦物的嵌布特征

2.1 菱鋅礦

菱鋅礦是礦石中主要含鋅礦物之一，含量為7.79%，含少量的Fe、Cd、Ca、Mn、Mg等元素，其含鋅量占總鋅量的49.09%。能譜定量結(jié)果表明，礦石中的菱鋅礦平均含Zn 50.64%、Ca 0.31%、Fe 0.24%、Mn 0.21%、Cd 0.11%、Mg 0.05%。

將該礦石破碎至0～2 mm粒級(jí)后進(jìn)行鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)菱鋅礦單體解離度很低，約9%，其連生體主要和石英等脈石礦物連生，少量和含鋅礦物(閃鋅礦、異極礦)、含鉛礦物(白鉛礦、方鉛礦)連生，菱鋅礦主要嵌布特征見(jiàn)圖1。礦石中的菱鋅礦主要呈網(wǎng)狀、結(jié)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，少量為細(xì)粒狀和脈狀，粗粒菱鋅礦中可見(jiàn)細(xì)粒殘余結(jié)構(gòu)的閃鋅礦；菱鋅礦平均粒徑為0.217 mm，小于0.010 mm的占2.52%，0.074 mm以上的占67.45%，呈中粒度嵌布，粒度分布見(jiàn)表4。

圖1 菱鋅礦的主要嵌布特征Fig.1 Main dissemination characteristics of smithsonite

表4 菱鋅礦的粒度分布

2.2 閃鋅礦

閃鋅礦是礦石中的主要含鋅礦物之一，含量為4.97%，含微量的Fe和Cd，其含鋅量占礦石總鋅量的40.12%，平均含Zn 66.63%、S 32.77%。

將該礦石破碎至0～2 mm粒級(jí)并進(jìn)行鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)閃鋅礦單體解離度很低，僅有7.01%，其連生體主要和石英等脈石礦物連生，閃鋅礦主要嵌布特征見(jiàn)圖2。礦石中的閃鋅礦多呈網(wǎng)狀、結(jié)狀結(jié)構(gòu)嵌布，少量呈細(xì)粒狀產(chǎn)出。閃鋅礦平均粒徑為0.117 mm，小于0.010 mm的占3.90%，0.074 mm以上的占51.88%，呈中粒偏細(xì)嵌布，具體粒度分布見(jiàn)表5。

表5 閃鋅礦的粒度分布

圖2 閃鋅礦的主要嵌布特征Fig.2 Main distribution characteristics of sphalerite

2.3 異極礦

異極礦是礦石中鋅的硅酸鹽礦物，含量為1.27%，其含鋅量占礦石總鋅量的8.36%，含Zn 54.71%、Si 11.79%、O 34.04%。

將該礦石破碎至0～2 mm粒級(jí)進(jìn)行鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)異極礦單體解離度不高，僅有5.71%，其連生體主要和石英等脈石礦物連生，少量和含鋅、含鉛礦物連生，主要嵌布特征見(jiàn)圖3。礦石中部分異極礦結(jié)晶較好，以放射狀、板狀嵌布，部分以網(wǎng)狀和結(jié)狀嵌布，平均粒徑為0.107 mm，小于0.010 mm的占8.32%，0.074 mm以上的占48.62%，呈中粒偏細(xì)嵌布，具體粒度分布見(jiàn)表6。

表6 異極礦粒度分布情況

圖3 異極礦的主要嵌布特征Fig.3 Main characteristics of heterogeneous ore

3 主要含鋅礦物解離度分析

礦石中主要含鋅礦物的解離分析結(jié)果見(jiàn)表7，主要含鋅礦物連生程度分析結(jié)果見(jiàn)表8。

由表7～8可知，菱鋅礦的單體解離度為8.69%，如果加上解離度在80%以上的富連生體，其解離度為57.79%，解離度不高。連生狀態(tài)的菱鋅礦，主要是和石英等脈石礦物連生，和石英的連生量為44.95%，和閃鋅礦和異極礦的連生量為8.21%，和含鉛礦物的連生量為0.95%。閃鋅礦的單體解離度為7.01%。如果加上解離度在80%以上的富連生體，其解離度為23.44%，解離度很低；連生狀態(tài)的閃鋅礦，主要是和石英等脈石礦物連生，和石英的連生量為55.12%，和菱鋅礦和異極礦的連生量為3.45%和含鉛礦物的連生量約為2.18%。異極礦的單體解離度為5.71%。如果加上解離度在80%以上的富連生體，其解離度為24.28%，解離度很低；連生狀態(tài)的異極礦，主要是和石英等脈石礦物連生，和石英的連生量為52.25%，和菱鋅礦及閃鋅礦的連生量為7.74%，和含鉛礦物的連生量為0.21%。

表7 礦石中主要含鋅礦物解離分析結(jié)果

表8 礦石中主要含鋅礦物的連生程度

4 影響鋅回收的礦物學(xué)因素分析

礦石中分別有49.09%、40.12%和8.63%的鋅在菱鋅礦、閃鋅礦和異極礦中，占礦石總鋅量的97.57%，回收鋅主要是回收菱鋅礦、閃鋅礦和異極礦中的鋅。網(wǎng)狀及結(jié)狀結(jié)構(gòu)是菱鋅礦、閃鋅礦和異極礦的主要產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的的網(wǎng)心多數(shù)為粒狀石英，石英與目標(biāo)礦物的連生邊界多數(shù)比較平滑和簡(jiǎn)單。石英的硬度約為7，而菱鋅礦、閃鋅礦和異極礦的硬度在5～3.5，它們的硬度有較大差異，這有利于通過(guò)磨礦實(shí)現(xiàn)目標(biāo)礦物的解離，少量菱鋅礦、閃鋅礦呈細(xì)脈狀或細(xì)粒彌散狀產(chǎn)出，不易與連生礦物完全分離，對(duì)鋅精礦品位造成不利影響。另有2.42%的鋅在褐鐵礦等礦物中，這部分鋅絕大多數(shù)進(jìn)入尾礦，無(wú)法有效回收。

5 結(jié)論

1)內(nèi)蒙某含鋅礦石含鋅8.25 %，具有較高的回收價(jià)值。礦石中硫化鋅中的鋅占40.12%，碳酸鋅中的鋅占49.09%，硅酸鋅中的鋅占8.37%，其它部分鋅含量為2.42%。

2)礦石中主要鋅礦物有菱鋅礦、閃鋅礦(包括鐵閃鋅礦)、異極礦；另有黃鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等鐵礦物；方鉛礦、白鉛礦、鉛硬錳礦等鉛礦物；微量的黃銅礦和赤銅礦等銅礦物；脈石礦物主要有石英、方解石、重晶石、天青石和少量或微量的云母(絹云母、黑云母等)、長(zhǎng)石(鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等)、黏土礦物、輝石、閃石、綠泥石等礦物組成。菱鋅礦、閃鋅礦、異極礦的平均粒經(jīng)分別為0.217、0.117、0.107 mm，大于0.074 mm粒級(jí)含量分別為67.45%、51.88%、48.62%，小于0.010 mm粒級(jí)含量分別為2.52%、3.90%、8.32%，菱鋅礦呈中粒嵌布，閃鋅礦和異極礦呈中粒偏細(xì)嵌布。

3)鑒于礦石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)，推薦采用浮選工藝流程回收礦石中的鋅。