某復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦石工藝礦物學(xué)研究

竇源東 王濤 劉念國

摘要：青海某銅鉛鋅礦石屬于復(fù)雜難選多金屬硫化礦石，各目的礦物之間及與脈石礦物之間的關(guān)系極其復(fù)雜，為了更好地綜合利用該礦產(chǎn)資源，對該礦石進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，查明了礦石中銅、鉛、鋅的礦物種類、分布狀態(tài)、工藝特征等。結(jié)果表明：礦石中銅、鉛、鋅礦物主要為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，各有價(jià)金屬礦物共生關(guān)系密切;目的礦物嵌布粒度較細(xì)，且分布不均勻;在磨礦細(xì)度-0.074 mm占75 %的條件下，目的礦物整體解離度較低。工藝礦物學(xué)研究結(jié)果為該礦石選礦工藝流程選擇提供了重要的基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：多金屬硫化礦石;黃鐵礦;方鉛礦;閃鋅礦;嵌布特征;工藝礦物學(xué)

中圖分類號：TD91文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）07-0082-04doi：10.11792/hj20210717

青海某銅鉛鋅多金屬礦石為復(fù)雜難選多金屬硫化礦石，銅、鉛、鋅礦物之間鑲嵌關(guān)系極為復(fù)雜。礦石中銅、鋅硫化物主要呈微細(xì)脈狀或稀疏浸染狀分布于石英縫隙中，且云母含量大，將會嚴(yán)重干擾銅、鉛、鋅礦物的有效浮選。為了更好地綜合利用該礦產(chǎn)資源，本文對其開展了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，為下一步選礦工作提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石成分分析

礦石X射線熒光光譜半定量分析結(jié)果見表1，多元素分析結(jié)果見表2。

1.2 主要金屬礦物嵌布特征

該銅鉛鋅礦石中銅品位為1.61 %，主要含銅礦物為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦和砷黝銅礦，微量自然銅，未見孔雀石等氧化銅礦物。該礦石中鉛品位為2.57 %，含鉛礦物主要為方鉛礦，少量脆硫銻鉛礦。其他金屬硫化物主要有黃鐵礦、閃鋅礦，少量磁黃鐵礦和毒砂。金屬氧化物主要有鋅尖晶石、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、金紅石等。金屬硫酸鹽礦物主要有重晶石。脈石礦物主要有石英和白云母，少量長石和黑云母，極少量輝石、角閃石、方解石、白云石、高嶺石、磷灰石等。礦石礦物組成分析結(jié)果[1]見表3。

1）黃銅礦、輝銅礦。黃銅礦含Cu 34.56 %、Fe 30.52 %、S 34.92 %。黃銅礦中的銅占總銅的67.19 %。黃銅礦粒度為0.001～0.100 mm，絕大部分在0.030～0.070 mm。礦石中黃銅礦化與碳酸鹽化有關(guān)（見圖1-a）），另有黃銅礦分布于石英縫隙中。其生成時(shí)間明顯晚于早期生成的自形晶黃鐵礦（見圖1-b））。在黃鐵礦與黃銅礦的接觸界面上常見次生輝銅礦，共生礦物主要為黃鐵礦，其次為砷黝銅礦（見圖1-c））。

2）斑銅礦。斑銅礦含Cu 63.3 %、Fe 11.2 %、S 25.5 %。斑銅礦中的銅占總銅的15.37 %。礦石中斑銅礦是最先形成的次生硫化銅礦物，大多是硫酸銅溶液滲透交代黃銅礦（見圖2）、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化礦物而成。斑銅礦很容易轉(zhuǎn)化成銅藍(lán)、輝銅礦等次生銅礦物，同時(shí)伴有褐鐵礦。

3）閃鋅礦。閃鋅礦含Zn 67.1 %、S 32.9 %。閃鋅礦中的鋅占總鋅的76.35 %。閃鋅礦粒度為0.001～0.400 mm，絕大部分為0.030～0.100 mm。礦石中閃鋅礦形成過程中伴隨有大量黃鐵礦、磁黃鐵礦的形成。有的閃鋅礦以微細(xì)脈狀嵌布于石英縫隙中（見圖3-a）），有的包裹黃銅礦、砷黝銅礦（見圖3-b）），有的與方鉛礦連生（見圖3-c））?？傮w而言，閃鋅礦粒度細(xì)微，包裹物多而雜，很難發(fā)現(xiàn)不含包裹物的閃鋅礦。

4）方鉛礦。方鉛礦含Pb 86.6 %、S 13.4 %。方鉛礦中的鉛占總鉛的96.53 %。方鉛礦粒度為0.001～0.500 mm，絕大部分為0.050～0.100 mm。礦石中方鉛礦屬熱液充填型成礦，即含Pb的絡(luò)陰離子隨熱液灌入圍巖的破碎帶中，冷凝、分解而成為方鉛礦。方鉛礦呈半自形晶、他形晶。三角孔構(gòu)造極為發(fā)育，且三角孔排列呈波紋狀，似與應(yīng)力作用有關(guān)。方鉛礦在成因上與銅、鋅、硫的礦化不是很密切，在空間上卻與閃鋅礦、黃銅礦、銻黝銅礦（見圖4）等有著密切的聯(lián)系[2]。

1.3 物相分析

銅物相分析結(jié)果見表4，鉛物相分析結(jié)果見表5。鋅物相分析結(jié)果見表6。

由表4～6可知：銅主要分布在黃銅礦中，其次分布在輝銅礦和斑銅礦中;鉛主要分布在方鉛礦中，少量分布在脆硫銻鉛礦中;鋅主要分布在閃鋅礦中。

2 銅、鉛礦物粒度分布

由于銅鉛分離浮選困難，因此對銅、鉛礦物進(jìn)行了重點(diǎn)考察。將黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦和砷黝銅礦作為整體統(tǒng)計(jì)其粒度和解離度，方鉛礦和脆硫

由圖5可知：二者粒度均較細(xì)。黃銅礦粒度小于0.011 mm占13.13 %，這部分黃銅礦由于粒度過細(xì)，很難單獨(dú)選別，或滯留在尾礦中，或夾雜在精礦產(chǎn)品中;粒度0.011～0.022 mm占21.11 %，若此部分含銅礦物結(jié)晶度較好，解離度較高，則容易選別，否則也難以上浮。方鉛礦粒度小于0.011 mm占26.61 %，這部分方鉛礦由于粒度過細(xì)，也容易滯留在尾礦中，或夾雜在精礦產(chǎn)品中;粒度0.011～0.022 mm占37.66 %，這2部分方鉛礦合計(jì)占64.27 %，顯示方鉛礦極易過磨泥化?？筛↑S銅礦與方鉛礦顆粒的不均勻性、泥化將會極大地影響有價(jià)金屬礦物的分選[3]。

3 解離度與連生關(guān)系分析

3.1 解離度

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 占75 %的條件下，黃銅礦（包括輝銅礦、斑銅礦和砷黝銅礦）和方鉛礦（包括脆硫銻鉛礦）的解離度分析結(jié)果見表7。

由表7可知：黃銅礦單體占59.75 %，4/5連生體占14.41 %，二者合計(jì)占74.16 %，總體解離度較低。結(jié)合礦樣中黃銅礦的粒度分布可知，礦樣中黃銅礦嵌布粒度極細(xì)，磨礦至-0.074 mm占75 %，已有34.24 %的粒度小于22 μm的情況下，完全達(dá)到單體解離的不足60 %。方鉛礦單體占67.52 %，4/5連生體占4.39 %，二者合計(jì)占71.91 %，總體解離度較低。結(jié)合礦樣中方鉛礦的粒度分布可知，礦樣中方鉛礦嵌布粒度更細(xì)，磨礦至-0.074 mm 占75 %，已有64.27 %的粒度小于22 μm的情況下，完全達(dá)到單體解離的僅為67 %。在礦石選別中可能需要增加二段磨礦，盡可能使礦物達(dá)到單體解離。

3.2 連生關(guān)系

黃銅礦自由表面占87.20 %，連生部分主要為與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦和硅酸鹽礦物等連生。方鉛礦自由表面占83.72 %，連生部分主要為與黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦和硅酸鹽礦物等連生。

該礦樣中各有價(jià)金屬礦物共生關(guān)系緊密，黃銅礦與方鉛礦、黃鐵礦等連生密切，方鉛礦與黃銅礦、閃鋅礦及黃鐵礦等連生密切，各種金屬硫化物致密共生，嵌布粒度極細(xì)且不均勻，互相鑲嵌。在一段磨礦細(xì)度-0.074 mm 占75 %的情況下，黃銅礦單體解離度不足60 %，方鉛礦單體解離度僅為67 %;方鉛礦已有超過26 %的粒度小于0.011 mm，方鉛礦極易過磨泥化。從礦石工藝礦物學(xué)研究結(jié)果可知，該礦石復(fù)雜難選，浮選分離難度極大。在選擇該礦石選礦工藝流程時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多種方案對比，從而找出合適的選礦工藝流程。

4 結(jié) 論

1）青海某復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦石中各有價(jià)金屬礦物共生關(guān)系緊密，黃銅礦與方鉛礦、黃鐵礦等連生密切，方鉛礦與黃銅礦、閃鋅礦及黃鐵礦等連生密切，各種金屬硫化物致密共生，嵌布粒度極細(xì)且不均勻，互相鑲嵌，而且部分目標(biāo)礦物與脈石礦物共生關(guān)系復(fù)雜。

2）鑲嵌關(guān)系復(fù)雜，閃鋅礦表現(xiàn)最為明顯。閃鋅礦顆粒中常包裹黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等。根據(jù)物相分析結(jié)果，以硫化鋅形式存在的鋅占總鋅的76.35 %;23.65 %的鋅以鋅尖晶石形式存在，難以回收。

3）方鉛礦的成因有別于原生硫化銅、硫化鋅，其是熱液充填型成礦，與黃鐵礦、磁黃鐵礦的連生關(guān)系不密切，但碎裂現(xiàn)象普遍。在磨礦過程中，方鉛礦可能有過粉碎現(xiàn)象，而且與黏土礦物關(guān)系密切。

4）從礦石工藝礦物學(xué)研究結(jié)果得出，該礦石浮選分離難度極大，應(yīng)通過多種方案對比，選擇合適的選礦工藝流程。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 北京礦冶研究院.化學(xué)物相分析[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1979.

[2] 李學(xué)清.蘭坪難選氧化鉛鋅礦選礦試驗(yàn)研究[J].有色金屬（選礦部分），2003（1）：1-2，13.

[3] 張錦林，李朝暉，王德海.難選銅鉛鋅多金屬硫化礦選礦工藝的探討[J].中國有色冶金，2004，33（4）：68-71.

Process mineralogy of a complex copper-lead-zinc polymetallic sulfide ore

Dou Yuandong1，Wang Tao2，Liu Nianguo1

（1.Department of Environment and Material Engineering，Yantai Gold Vocational College;

2.Laizhou Ruihai Mining Co.，Ltd.）

Abstract：A copper-lead-zinc polymetallic sulfide ore in Qinghai belongs to a complex and refractory? polymetallic sulfide ore，and the relationship between the various minerals and the gangue minerals is extremely complex.In order to make better comprehensive use of the mineral resources，the research on its process mineralogy is carried out，which provided insights into the mineral types，distribution status and process characteristics of copper，lead and zinc in the ore.The results show that the copper，lead and zinc minerals in the ore are mainly chalcopyrite，galena and blende，and each of the valuable metal minerals coexists in a close way;the target minerals are finely embedded and distributed unevenly;when grinding fineness -0.074 mm accounts for 75 %，the target minerals are in low disintegration degree.The research results of process mineralogy provide important basic data for the selection of ore-dressing processes.

Keywords：polymetallic sulfide ore;pyrite;galena;blende;embedding characteristic;process mineralogy