某銅精礦中雜質(zhì)元素鉛砷賦存狀態(tài)研究

張媛慶，王 瑄，豆銀麗，李 琛

（1.鎳鈷資源綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 金昌 737100；2 金川鎳鈷研究設(shè)計(jì)院，甘肅 金昌 737100）

自然界中自然銅含量極低，大多數(shù)以共生金屬礦物的形態(tài)賦存。根據(jù)銅的賦存狀態(tài)，銅礦物可分為自然銅、硫化礦和氧化礦三種類型，其中，硫化礦物分布最廣。銅礦石中常伴生有多種重金屬和稀有金屬，如鎳、鈷、金、銀、硒、砷、鉍、銻、鉛等，含銅礦物經(jīng)采礦和選礦富集后得到銅精礦，通常為深色金屬顆粒。銅精礦是電解銅的主要原料來源，隨著高品位銅精礦資源日趨匱乏，含鉛砷等雜質(zhì)元素較多中的銅精礦也被廣泛用于制備電解銅[1]。眾所周知，鉛砷為污染性較強(qiáng)的金屬，對環(huán)境極不友好[2]，其賦存狀態(tài)及含量直接影響到銅冶煉過程中的工藝技術(shù)控制參數(shù)[3]、最終銅產(chǎn)品的品質(zhì)及對環(huán)境的污染度。本文利用工藝礦物學(xué)研究方法針對某銅精礦進(jìn)行了詳細(xì)的物質(zhì)組成檢測分析，特別是其中的雜質(zhì)元素鉛砷的金屬賦存狀態(tài)和含量，力求為后期冶煉過程工藝控制提供可靠的礦物組成數(shù)據(jù)支撐。

1 檢測方法及內(nèi)容

1.1 樣品處理

研究中的銅精礦為干燥的黑色粉末，低溫烘干后縮分樣品100g，用200 目、400 目和600 目標(biāo)準(zhǔn)泰勒篩濕式篩分，得到+200、-200～+400、-400～+600 和-600 四個粒級的產(chǎn)品，各篩分產(chǎn)品分別縮分3g～5g，加入碳粉，均以環(huán)氧樹脂膠結(jié)，制備為30mm 直徑的SEM 光片，磨削拋光，濺射薄層碳作為導(dǎo)電層，進(jìn)行掃描電鏡分析。

制樣、磨削過程沖洗水采用廠區(qū)自來水，膠粘劑、固化劑為惰性膠粘材料，磨削拋光為機(jī)械過程，沒有使用化學(xué)藥劑及溶劑。

樣品篩分、制樣、檢測分析均按照礦產(chǎn)品工藝礦物參數(shù)檢測要求進(jìn)行。

1.2 檢測及分析方法

半定量統(tǒng)計(jì)采用工藝礦物參數(shù)分析方法。

礦物種類鑒定采用能譜分析方法。

用掃描電鏡能譜儀完成各樣品中各礦物能譜數(shù)據(jù)收集。

檢測所用設(shè)備見表1。

表1 主要設(shè)備儀器一覽表

2 檢測結(jié)果

2.1 銅精礦中部分雜質(zhì)元素分析結(jié)果

表2 樣品中元素分析結(jié)果，/ %

2.2 礦物成分

通過掃描電鏡、能譜儀微區(qū)元素分析，認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中的銅精礦主要由以下礦物組成。

金屬硫化相：黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、砷黝銅礦、硫砷化鐵、方鉛礦、單質(zhì)硫。

金屬氧化相：磁鐵礦、鈦鐵礦、黑銅礦、金紅石；硅酸鹽礦物：普通輝石、透輝石、綠泥石、鈉長石、鉀長石、鈉鈣長石、黑云母、鎂閃石、斜簾石、鐵橄欖石、蛇紋石、斜方輝石、石英。

副礦物：方解石、重晶石、磷灰石、石膏、榍石。

2.3 礦物（組）相對含量

該銅精礦中各礦物（組）的相對含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 各礦物組分相對含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，/ %

由以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可見。

（1）該銅精礦主要包括金屬硫化物，含量約86%、金屬氧化物，含量約1%以及脈石礦物，含量約13%。

（2）金屬硫化物主要為黃銅礦，含量約64%、黃鐵礦，含量約18%、其余還有少量斑銅礦、輝銅礦、砷黝銅礦、磁黃鐵礦、硫砷化鐵、方鉛礦、閃鋅礦及單質(zhì)硫；金屬氧化物主要由磁鐵礦、黑銅礦和少量鈦鐵礦和金紅石組成；硅酸鹽礦物主要包括石英、黑云母、長石、輝石、綠泥石、閃石、斜簾石等；還有少量副礦物方解石、重晶石、榍石、磷灰石和石膏。

2.4 雜質(zhì)元素礦物的能譜元素分析結(jié)果

利用SEM-EDS 對此銅精礦中的伴生元素鉛、砷礦物（方鉛礦、砷黝銅礦和硫砷化鐵）進(jìn)行元素分析，結(jié)果見表4。

圖1 方鉛礦

圖2 砷黝銅礦

圖3 硫砷化鐵

表4 銅精礦中鉛、砷礦物能譜元素分析/%

2.5 銅精礦的微觀形貌分析

圖4 銅精礦的背散射照片 1000X

3 結(jié)語

（1）此銅精礦主要包括金屬硫化物，含量約86%、金屬氧化物，含量約1%以及脈石礦物，含量約13%。

（2）金屬硫化物主要為黃銅礦，含量約64%、黃鐵礦，含量約18%、其余還有少量斑銅礦、輝銅礦、砷黝銅礦、磁黃鐵礦、硫砷化鐵、方鉛礦、閃鋅礦及單質(zhì)硫；金屬氧化物主要由磁鐵礦、黑銅礦和少量鈦鐵礦和金紅石組成；硅酸鹽礦物主要包括石英、黑云母、長石、輝石、綠泥石、閃石、斜簾石等；還有少量副礦物方解石、重晶石、榍石、磷灰石和石膏。

（3）此銅精礦中鉛主要以方鉛礦形式存在；砷主要以砷黝銅礦和硫砷化鐵形式存在。