云南某氧化銅礦工藝礦物學(xué)研究

呂 超 張 晶 簡(jiǎn) 勝3

（1.昆明冶金研究院有限公司；2.云南省選冶新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.共伴生有色金屬資源加壓濕法冶金技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

銅資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略資源，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電子信息、航空航天等行業(yè)對(duì)銅的需求量快速增長(zhǎng)［1-3］。銅礦資源的大規(guī)模開發(fā)加速了高品位易選硫化銅資源的枯竭，因此，業(yè)界不得不重視復(fù)雜難選氧化銅資源和混合銅礦資源的開發(fā)［2-10］。

云南某銅礦床以硫化銅礦石為主，并伴生有大量的氧化銅礦石，這些氧化銅礦石具有銅品位低、氧化率高、嵌布粒度細(xì)、礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)，一直未開發(fā)利用。為了提高資源的利用率，減少資源浪費(fèi)，消除環(huán)境污染，擬對(duì)該氧化銅礦石進(jìn)行開發(fā)利用研究，目前已完成工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，銅物相分析結(jié)果見表2，主要礦物組成見表3。

由表1可知，礦石中主要有價(jià)成分銅含量為0.45%，主要脈石成分SiO2含量為33.30%，因此，初步推斷該礦石為硅質(zhì)銅礦石。

由表2可知，礦石中銅主要以硫化銅的形式存在，占55.56%；其次以結(jié)合氧化銅的形式存在，占36.44%；游離氧化銅僅占5.78%。因此，該礦石為典型的難選氧化銅礦石。

由表3可知，礦石的礦物組成極復(fù)雜，主要銅礦物為黃銅礦、輝銅礦、砷鈣銅礦，黑銅礦、銅藍(lán)、砷黝銅礦少量；其他金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、菱砷鐵礦等；主要脈石礦物為石英、方解石、電氣石和云母等；礦石中含砷礦物種類復(fù)雜且含量高，在回收銅礦物時(shí)要控制其影響。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

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2 礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

2.1 構(gòu)造

礦石的主要構(gòu)造有4種：①浸染狀構(gòu)造。礦石中部分黃銅礦、銅藍(lán)、毒砂、黃鐵礦呈稀疏——稠密浸染狀構(gòu)造。②膠狀構(gòu)造。礦石中輝銅礦與黃鐵礦共生呈膠狀構(gòu)造。③星點(diǎn)狀構(gòu)造。礦石中部分銅藍(lán)和黃銅礦呈星點(diǎn)狀分布于脈石礦物中。④條帶狀構(gòu)造。部分黃鐵礦和褐鐵礦呈條帶狀分布于脈石礦物中。

2.2 結(jié)構(gòu)

礦石的主要結(jié)構(gòu)有10種：①交代結(jié)構(gòu)。交代結(jié)構(gòu)是礦石中金屬礦物的主要結(jié)構(gòu)，黃鐵礦、毒砂常被褐鐵礦沿顆粒邊緣及裂隙交代；黃銅礦、黃鐵礦邊緣被輝銅礦或銅藍(lán)交代，構(gòu)成礦石的交代結(jié)構(gòu)。②殘余結(jié)構(gòu)。殘余結(jié)構(gòu)是礦石中金屬礦物的主要結(jié)構(gòu)之一，毒砂、黃鐵礦被褐鐵礦及臭蔥石交代，呈港灣狀、破布狀、殘余狀；黃銅礦被輝銅礦、褐鐵礦交代呈殘余狀，構(gòu)成礦石的殘余結(jié)構(gòu)。③反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)。礦石中黃鐵礦、毒砂常被褐鐵礦或臭蔥石交代，形成反應(yīng)邊；黃銅礦、黃鐵礦、黝錫礦被輝銅礦交代，形成反應(yīng)邊，構(gòu)成礦石的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)。④包含結(jié)構(gòu)。礦石中黃鐵礦、毒砂常包裹黃銅礦和磁黃鐵礦；褐鐵礦包裹黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、輝銅礦等；黃鐵礦與毒砂相互包裹，構(gòu)成礦石的包含結(jié)構(gòu)。⑤填隙結(jié)構(gòu)。礦石中赤鐵礦沿石英顆粒間隙充填，構(gòu)成礦石的填隙結(jié)構(gòu)。⑥自形—半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。礦石中黃鐵礦、毒砂部分呈自形—半自形粒狀，其余呈他形粒狀；黃銅礦、磁黃鐵礦、輝銅礦、黝錫礦、褐鐵礦等呈他形粒狀，構(gòu)成礦石的自形—半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。⑦細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)。細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)主要由粒度0.1～1 mm的變晶組成，變晶主要由方解石、鉀長(zhǎng)石、石英顆粒組成，顆粒界線清晰、緊密鑲嵌，重結(jié)晶的方解石晶體中包裹泥質(zhì)塵點(diǎn)，晶體混濁。⑧柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)。柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)主要由柱狀電氣石及粒狀長(zhǎng)石、石英、螢石組成，柱狀電氣石雜亂分布于石英、長(zhǎng)石、螢石顆粒間，構(gòu)成礦石的柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)。⑨顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)。顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)主要由顯微鱗片狀的黑云母、綠泥石、白（絹）云母組成，無定向排列，白（絹）云母大多浸染鐵質(zhì)，部分黑云母蝕變?yōu)榫G泥石，偶見殘余狀于綠泥石中。⑩放射花狀結(jié)構(gòu)。片狀白云母集合體呈束狀、放射花狀，白云母多浸染鐵質(zhì)，與螢石、電氣石等連生，構(gòu)成放射花狀結(jié)構(gòu)。

綜上所述，礦石的共生關(guān)系復(fù)雜，有用礦物與脈石礦物、脈石礦物與脈石礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜多樣，這對(duì)礦物的有效單體解離有不利影響。

3 主要含銅礦物的嵌布特征

（1）輝銅礦。輝銅礦粒度普遍較細(xì)，一般小于0.06 mm，多呈浸染狀分布于褐鐵礦及脈石礦物中（圖1），少量分布于黃鐵礦裂隙中（圖2），也有部分輝銅礦和褐鐵礦混雜分布（圖3）。

（2）黃銅礦。黃銅礦呈他形粒狀、殘余狀，粒度一般在0.001～0.15 mm，部分粒度在0.1 mm左右的黃銅礦包裹于黃鐵礦、毒砂及其他脈石礦物中（圖4）；部分黃銅礦被輝銅礦、銅藍(lán)交代（圖5）。

（3）銅藍(lán)。銅藍(lán)粒度較細(xì)，一般在0.001～0.06 mm，多浸染于礦石裂隙中，或沿黃銅礦邊緣及黃鐵礦、毒砂的裂隙交代（圖6）。

（4）褐鐵礦。礦石中褐鐵礦含量為17.85%，粒度在0.001～0.12 mm；褐鐵礦集合體呈膠狀浸染于礦石中，或呈網(wǎng)脈狀分布于礦石及礦物集合體裂隙中（圖7）；礦石中黃鐵礦、毒砂常被褐鐵礦沿邊緣及裂隙交代，形成反應(yīng)邊，部分交代完全的呈黃鐵礦假象狀（圖8）；部分褐鐵礦中包裹輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、毒砂，少數(shù)褐鐵礦呈細(xì)粒短針柱狀，浸染于脈石礦物顆粒間（圖9）。褐鐵礦是銅、砷的主要載體礦物之一，其Cu、As含量分別為0.68%和1.31%。

（5）砷鈣銅礦。砷鈣銅礦也是銅、砷的主要載體礦物，粒度一般小于0.1 mm，呈他形粒狀、纖維狀，多與褐鐵礦、石英等連生（圖10和圖11）。

（6）黑銅礦。黑銅礦為礦石中主要的氧化銅礦物，粒度一般小于0.02 mm，主要呈細(xì)粒狀、細(xì)網(wǎng)脈狀分布于礦石中（圖12）。

4 結(jié) 論

（1）云南某銅礦石銅品位為0.45%，硫化銅占55.56%，結(jié)合氧化銅占36.44%，游離氧化銅僅占5.78%，是典型的難選氧化銅礦石。礦石砷含量較高（1.86%），將影響銅精礦質(zhì)量。

（2）礦石的礦物組成復(fù)雜，主要銅礦物為黃銅礦、輝銅礦、砷鈣銅礦，黑銅礦、銅藍(lán)、砷黝銅礦少量；主要脈石礦物為石英、方解石、電氣石和云母等；礦石中含砷礦物種類復(fù)雜且含量高，在回收銅礦物時(shí)要控制其影響。

（3）礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜多樣，主要構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造，主要結(jié)構(gòu)有交代結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、自形—半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)、柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)、顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、放射花狀結(jié)構(gòu)。

（4）礦石中主要銅礦物嵌布粒度細(xì)、共生復(fù)雜、礦物含量少，極難有效分選。銅礦物的結(jié)晶粒度為0.001～0.1 mm，不利于單體解離；不同銅礦物與脈石礦物以多種嵌布關(guān)系共生，主要以細(xì)粒形式分布于其他礦物裂隙中或被包裹。因此，建議采用選冶聯(lián)合方案回收礦石中的銅礦物，即先通過浮選回收部分硫化銅礦物，再選擇酸浸回收氧化銅礦物。