青海某多金屬硫化礦工藝礦物學(xué)研究

彭貴熊 皇甫明柱 鞏明輝 張發(fā)軍 張慧婷 馮媛媛

（1.西北礦冶研究院；2.安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院；3.西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司；4.西部礦業(yè)集團(tuán)科技發(fā)展有限公司）

我國(guó)礦產(chǎn)資源存在貧礦和共伴生礦多、富礦少、嵌布粒度細(xì)、大型礦床少、分布不集中等特點(diǎn)，而且礦石中與其他金屬的伴生礦占多數(shù)，礦石的嵌布關(guān)系復(fù)雜，分離回收較為困難，難利用礦產(chǎn)較多以及礦石的組分越來(lái)越復(fù)雜，品位越來(lái)越低，金屬礦物相互間嵌布關(guān)系復(fù)雜多變等問(wèn)題［1-3］，從而導(dǎo)致資源綜合利用率低。青海某多金屬共生硫化礦資源豐富，且綜合回收的礦物種類(lèi)繁多，為有效、合理地開(kāi)發(fā)和利用該礦產(chǎn)資源，提高礦石資源的綜合利用率，從工藝礦物學(xué)角度對(duì)該礦石進(jìn)行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究［4-5］。

1 礦石化學(xué)成分分析

1.1 礦石化學(xué)多元素分析

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中可回收的主要元素為鉛和鋅，品位分別為2.38%，4.22%；硫含量12.53%，鐵含量15.15%，屬高硫高鐵鉛鋅礦石；貴金屬金、銀含量分別為0.20，31.52 g/t，具有回收價(jià)值，可伴生回收。

1.2 礦樣鉛、鋅物相分析

原礦鉛、鋅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

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由表2、表3可知，礦石中的鉛品位1.90%，硫化物中的鉛分布率為95.78%，氧化率僅3.16%；鋅氧化率為5.34%，92.37%的鋅為硫化物；鉛、鋅氧化率比較低，有利于鉛、鋅礦物的回收。

2 礦石的礦物組成及相對(duì)含量

通過(guò)MLA測(cè)定原礦的礦物組成，原礦中的鋅礦物主要是鐵閃鋅礦，還有微量的閃鋅礦；鉛礦物有方鉛礦、白鉛礦、鉛礬；鐵礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黑錳鐵礦以及少量赤鐵礦、毒砂和褐鐵礦；還有金屬礦物黃銅礦和氧化鉍；脈石礦物主要有石英、云母、長(zhǎng)石、方解石、綠泥石、白云石、高嶺石、整柱石、鐵鋁榴石等礦物。原礦礦物組成及含量見(jiàn)表4。

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3 礦石中主要礦物的嵌布特征

3.1 鐵閃鋅礦

鐵閃鋅礦礦物含量7.43%，隨機(jī)選取9個(gè)點(diǎn)的能譜定量結(jié)果見(jiàn)表5。

鐵閃鋅礦多呈粒狀分布，粒度分布較為均勻，平均粒徑為0.062 mm，其中鐵閃鋅礦在-0.074 mm粒級(jí)含量占67.68%，-0.038 mm粒級(jí)含量占39.95%，在0.053～0.147 mm、0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分別為41.12%，28.57%；鐵閃鋅礦單體解離度為72.65%，且高于90%的富連生體占19.30%；鐵閃鋅礦未解離顆粒中2.88%與方鉛礦連生，方鉛礦常呈脈狀、細(xì)脈狀、星點(diǎn)狀、浸染狀、不規(guī)則塊狀與鐵閃鋅礦緊密共生；2.48%與黃鐵礦、菱鐵礦等鐵礦物連生，黃鐵礦常被鐵閃鋅礦邊緣或包裹連生，連生邊界多呈港灣狀；1.02%與白云石、方解石等碳酸鹽礦物邊緣連生；20.76%與石膏、綠泥石、云母、褐簾石等脈石礦物連生，鐵閃鋅礦多呈不規(guī)則狀與脈石礦物邊緣或包裹連生，或呈浸染狀與脈石礦物緊密共生。

3.2 方鉛礦

方鉛礦礦物含量3.03%，任意選取10個(gè)點(diǎn)的能譜定量結(jié)果見(jiàn)表6。

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方鉛礦呈不規(guī)則塊狀嵌布，粒度分布不均，平均粒徑0.033 mm，-0.074 mm粒級(jí)含量占96.95%，-0.038 mm粒級(jí)含量占62.82%，在0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，為39.02%，說(shuō)明方鉛礦存在一定的過(guò)磨現(xiàn)象。方鉛礦單體解離度為77.95%，未解離顆粒中有3.20%與鐵閃鋅礦連生，方鉛礦常呈脈狀、浸染狀膠結(jié)鐵閃鋅礦；7.45%與黃鐵礦等鐵礦物連生，方鉛礦與黃鐵礦以邊緣連生為主，連生邊界相對(duì)平整，也見(jiàn)方鉛礦內(nèi)部包裹黃鐵礦顆粒；0.58%與白云石、方解石邊緣或包裹連生；10.65%與石英、云母、綠泥石等其他脈石礦物連生，方鉛礦主要呈不規(guī)則塊狀、星點(diǎn)狀、浸染狀與脈石礦物緊密共生。

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦礦物含量12.24%，隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)的能譜定量結(jié)果見(jiàn)表7。

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黃鐵礦多呈不規(guī)則團(tuán)塊狀集合體分布，平均粒徑0.048 mm，在-0.074 mm粒級(jí)占82.37%，-0.038 mm粒級(jí)占47.23%，其中0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分布率達(dá)30.58%；黃鐵礦的單體解離度為17.15%，未解離顆粒中0.68%與鐵閃鋅礦邊緣連生；5.71%與方鉛礦邊緣連生；27.79%與磁黃鐵礦、磁鐵礦等鐵礦物邊緣連生；2.98%與白云石、方解石連生；38.71%與石膏、石英、云母、綠泥石等脈石礦物連生，黃鐵礦多呈不規(guī)則塊狀與脈石礦物邊緣或包裹連生。

3.4 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦礦物含量4.46%，隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)的能譜定量結(jié)果見(jiàn)表8。

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磁黃鐵礦平均粒徑為0.047 mm，主要分布在-0.208 mm粒級(jí)，其中在-0.074mm粒級(jí)占82.91%，-0.038mm粒級(jí)占54.13%，在0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分布率達(dá)31.18%；磁黃鐵礦的單體解離度為56.25%，未解離顆粒中0.38%與鐵閃鋅礦邊緣連生；3.97%與方鉛礦邊緣連生；12.66%與黃鐵礦、磁鐵礦等鐵礦物邊緣連生；4.61%與黃銅礦連生；1.73%與白云石、方解石連生；20.39%與石膏、石英、長(zhǎng)石、云母、綠泥石等脈石邊緣或包裹連生。

3.5 銀礦物

該礦石中伴生銀礦物主要以硫化態(tài)為主，約占礦石總銀量的85%，次為銻銀礦、碲銀礦，自然銀約占10%，角銀礦中的銀、金銀礦中的銀及類(lèi)質(zhì)同象的銀含量較少占5%。礦石中的獨(dú)立銀礦物主要有輝銀礦（螺狀硫銀礦）、深紅銀礦、碲銀礦、脆銀礦、自然銀、角銀礦、黝銻銀礦、金銀礦、硫銀鉍礦、硫銀錫礦，其中90%的銀礦物分布在0.002～0.015 mm，10%的銀礦物分布在0.015～0.030 mm，偶見(jiàn)粒度大于0.03 mm的粗粒銀礦物，它們多呈不規(guī)則粒狀、橢圓粒狀、細(xì)脈狀或顯微包體分布于金屬礦物以及非金屬礦物的晶隙、裂隙或邊緣。其中，輝銀礦（螺狀硫銀礦）主要嵌布于鐵閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、方解石中；深紅銀礦、銻銀礦、碲銀礦、硫銀錫礦主要嵌布于方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦中；自然銀主要嵌布于非金屬及方鉛礦、鐵閃鋅礦中；類(lèi)質(zhì)同象的銀主要分布于方鉛礦、黃鐵礦的結(jié)晶架中，也可見(jiàn)少量的銀礦物單晶。

銀礦物在金屬礦物及非金屬礦物中的主要嵌布形式有以下幾種：①包體銀礦物呈乳滴狀固溶體嵌布于方鉛礦、鐵閃鋅礦等礦物中；②粒間銀礦物嵌鑲于方鉛礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、方解石、磁鐵礦等礦物的晶粒間，或沿邊緣溶蝕交代這些礦物；③裂隙銀銀礦物充填于方鉛礦、鐵閃鋅礦等礦物及脈石的顯微裂隙。

3.6 其他礦物

礦石中除以上金屬礦物外，還含有少量的黃銅礦金屬顆粒，黃銅礦多與脈石礦物連生，也見(jiàn)其單體顆粒；礦石中脈石礦物主要由石英、云母、長(zhǎng)石、綠泥石、方解石、白云石、鐵鋁榴石、磷灰石、石膏等組成。這些礦物大多相互緊密連生構(gòu)成各種金屬硫化物的嵌布基底。

4 原礦中主要礦物嵌布粒度分析

原礦中鉛、鋅、鐵礦物的粒度使用BPMA工藝礦物學(xué)參數(shù)自動(dòng)分析儀測(cè)量，礦物粒度用夾長(zhǎng)橢圓短徑表示，各粒級(jí)的礦物含量用質(zhì)量（面積×比重）統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表9～表12。

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5 原礦中主要礦物的單體解離度分析

為進(jìn)一步查明原礦中主金屬礦物的單體解離情況，對(duì)礦石中鉛、鋅、鐵礦物的單體解離度進(jìn)行了分析。經(jīng)篩分、固化、磨片、噴碳等步驟制成電鏡、能譜分析樣品，在電鏡、能譜下測(cè)定鉛、鋅、鐵礦物的單體解離度，結(jié)果見(jiàn)表13～表20。

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6 結(jié)語(yǔ)

（1）青海某多金屬硫化礦原礦中金屬礦物主要有鐵閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦、黃銅礦、鈦鐵礦；脈石礦物主要有石英、云母、長(zhǎng)石、綠泥石、方解石、白云石、鐵鋁榴石、磷灰石、石膏等組成，另有少量或微量的綠簾石、鐵橄欖石、金紅石、高嶺石、褐簾石、榍石等礦物。

（2）鐵閃鋅礦礦物含量7.43%，平均含鋅53.65%，含硫33.95%，含鐵12.19%，含鋁0.14%，含錳0.07%。鐵閃鋅礦多呈粒狀分布，在-0.074mm粒級(jí)含量占67.68%，-0.038 mm粒級(jí)含量占39.95%，在0.053～0.147 mm、0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分別為41.12%，28.57%；鐵閃鋅礦單體解離度為72.65%，且高于90%的富連生體占19.30%，鐵閃鋅礦未解離顆粒中主要呈不規(guī)則狀與脈石礦物、方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物邊緣或包裹連生；因此后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)富連生體鐵閃鋅礦的回收。

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（3）方鉛礦礦物含量3.03%，平均含鉛85.31%，含硫13.26%，含鋁1.43%。方鉛礦多呈不規(guī)則塊狀分布，粒度分布不均，嵌布粒度較鐵閃鋅礦嵌布粒度較細(xì)；在-0.074mm粒級(jí)含量占96.95%，-0.038 mm粒級(jí)含量占62.82%，存在一定的過(guò)磨現(xiàn)象。方鉛礦單體解離度為77.95%，連生顆粒中方鉛礦主要呈脈狀、星點(diǎn)狀、浸染狀與硅酸鹽礦物、硫化鐵礦物、鐵閃鋅礦緊密共生；由于部分微粒的方鉛礦顆粒呈星點(diǎn)狀、浸染狀嵌布，將導(dǎo)致這部分方鉛礦很難通過(guò)磨礦與鐵閃鋅礦實(shí)現(xiàn)有效分離，直接影響鋅精礦的質(zhì)量。

（4）黃鐵礦礦物含量12.24%，平均含鐵49.06%，含硫50.92%；黃鐵礦多呈不規(guī)則團(tuán)塊狀集合體分布，在-0.074mm粒級(jí)占82.37%，-0.038mm粒級(jí)占47.23%，其中在0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分布率達(dá)30.58%。黃鐵礦的單體解離度為17.15%，且>90%的富連生體占58.45%，連生顆粒中黃鐵礦主要呈不規(guī)則塊狀與脈石礦物、磁黃鐵礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦等礦物邊緣或包裹連生，這部分黃鐵礦-方鉛礦、黃鐵礦-閃鋅礦等集合體將不可避免地進(jìn)入精礦中，影響精礦品位。

（5）磁黃鐵礦礦物含量4.46%，平均含鐵49.06%，含硫50.92%，含鋁0.08%；磁黃鐵礦平均粒徑0.047 mm，主要分布在-0.208 mm，其中在-0.074 mm粒級(jí)占82.91%，-0.038 mm粒級(jí)占54.13%，其中在0.020～0.038 mm粒級(jí)含量相對(duì)較高，分布率達(dá)31.18%；磁黃鐵礦的單體解離度為56.25%，連生顆粒中磁黃鐵礦主要與脈石礦物、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦等礦物邊緣或包裹連生；與黃鐵礦類(lèi)似，這部分磁黃鐵礦-方鉛礦、磁黃鐵礦-閃鋅礦等集合體將不可避免地進(jìn)入精礦中，影響精礦品位。

（6）根據(jù)嵌布粒度統(tǒng)計(jì)和解離參數(shù)測(cè)定結(jié)果，方鉛礦單體解離度為77.95%，但其金屬主要分布在-0.038 mm粒級(jí)，因此再提高磨礦細(xì)度會(huì)加大過(guò)磨風(fēng)險(xiǎn)；鐵閃鋅礦單體解離度為72.65%，且高于90%的粗粒富連生體占19.30%，因此適宜地提高磨礦細(xì)度對(duì)鐵閃鋅礦的解離有利；因此后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)粗粒富連生體鋅礦物的回收，以及通過(guò)調(diào)整磨礦方式或調(diào)整鋼球充填率和配比來(lái)優(yōu)化磨礦產(chǎn)品。