東南亞某地鉛鋅尾礦工藝礦物學(xué)研究

葉小璐

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京100083)

在資源危機(jī)日趨嚴(yán)峻的今天，中國(guó)著眼于對(duì)國(guó)外資源的開發(fā)利用，鼓力國(guó)內(nèi)企業(yè)參與礦產(chǎn)資源領(lǐng)域的國(guó)際合作，勘探、開發(fā)和利用國(guó)外礦產(chǎn)資源。國(guó)內(nèi)某企業(yè)欲開發(fā)緬甸某重選鉛鋅廠尾礦庫(kù)中的鉛鋅資源，為此針對(duì)該庫(kù)礦石進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，以便為選礦試驗(yàn)提供技術(shù)依據(jù)[1]。

1 礦石化學(xué)性質(zhì)

1.1 礦石多元素分析

對(duì)礦石中所含的主要有益和有害元素及脈石元素進(jìn)行了定量分析，結(jié)果見表1。由此可見鉛鋅為主要回收元素，銅、銀、硫可考慮綜合回收。礦石中SiO2含量較高，此外還含有一定的Al、Mg、Ca等元素。

1.2 礦石中鉛、鋅的物相分析

對(duì)礦石中的鉛、鋅進(jìn)行化學(xué)物相分析，見表2、表3。結(jié)果表明，礦石中鉛主要以氧化物及硫化物形式存在，其中氧化鉛占有率為64.29%，硫化鉛占有率為32.14%；鋅主要以硫化鋅形式存在，占有率為85.65%。

表1 礦石多元素分析結(jié)果

注:*單位:g/t。

表2 礦石中鉛的化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 礦石中鋅的化學(xué)物相分析結(jié)果

2 礦石的礦物組分

經(jīng)顯微鏡查定，該礦石中有用礦物有：閃鋅礦、菱鋅礦、白鉛礦、方鉛礦、鉛礬、黃鐵礦、褐鐵礦等。脈石礦物有：石英、長(zhǎng)石、絹云母、重晶石、磷灰石、巖屑等。主要礦物相對(duì)含量見表4。

表4 主要礦物相對(duì)含量

3 礦石主要礦物嵌布特征[2-3]

3.1 閃鋅礦(ZnS)

閃鋅礦是回收鋅的主要礦物。多呈粒狀集合體，粒度以0.1～0.35 mm為主，呈半自形-他形，有的呈板柱狀晶體，具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，乳滴狀結(jié)構(gòu)，與方鉛礦、黃銅礦緊密共生，常見閃鋅礦與方鉛礦呈溶蝕狀嵌布連生；也見閃鋅礦粒間及裂紋，分布方鉛礦、白鉛礦、菱鋅礦細(xì)脈及網(wǎng)脈；有的閃鋅礦包含黃銅礦，呈固溶體分解乳滴狀結(jié)構(gòu)(圖1)。

圖1 砂光 反射光 10×10閃鋅礦(灰白)與方鉛礦(純白)呈溶蝕狀態(tài)嵌布

圖2 砂光片 反射光 10×10閃鋅礦(灰白)粒間及裂紋，分布方鉛礦(純白)，菱鋅礦(灰黑)細(xì)脈、網(wǎng)脈

3.2 菱鋅礦(ZnCO3)

菱鋅礦為鋅的碳酸鹽礦物，多呈他形粒狀集合體，粒度以0.05～0.15 mm為主，常分布閃鋅礦粒間，或呈膠狀，細(xì)脈狀，網(wǎng)脈狀與閃鋅礦伴生(圖2)。

3.3 方鉛礦(PbS)

方鉛礦為鉛的硫化礦物，是礦石回收鉛的主要礦物之一。多呈他形不規(guī)則粒狀，也見立方體，八面體或兩者聚形，粒度粗細(xì)不勻，以粗粒0.25～0.35 mm為主，細(xì)粒-0.04+0.02 mm次之，常見方鉛礦與閃鋅礦、黃銅礦嵌布連生，其顆粒內(nèi)又包裹細(xì)粒閃鋅礦；也見方鉛礦與白鉛礦連生，或包含于白鉛礦；亦見方鉛礦解理紋分布白鉛礦等現(xiàn)象(圖3)。

3.4 白鉛礦(PbCO3)

白鉛礦是鉛的碳酸鹽礦物，一般呈半自形粒狀，有的呈纖維狀、葉片狀、束狀集合體或呈晶簇狀；也有的呈細(xì)脈、網(wǎng)脈。粒度粗細(xì)不同，以粗粒0.1～0.25 mm為主，細(xì)粒0.04+0.01 mm次之。粒狀者多分布方鉛礦粒間或包含于方鉛礦；纖維狀、葉片狀、多出現(xiàn)在方鉛礦粒間或解理裂紋中與鉛礬相伴產(chǎn)出；呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀者，多交代穿切方鉛礦，鉛礬或閃鋅礦(圖4)。

3.5 鉛礬(PbSO4)

鉛礬為鉛的硫酸鹽礦物，粒度0.01～0.05 mm為主，常見呈細(xì)小的片柱狀、格片狀、纖維狀晶體，或粉狀顆粒，也呈土狀、尖點(diǎn)狀、細(xì)脈狀。常交代方鉛礦在其邊緣及解理紋出現(xiàn)，又被白鉛礦交代。可見鉛礬緊包方鉛礦，其外又被白鉛礦包裹的現(xiàn)象。

3.6 黃銅礦(CuFeS2)

黃銅礦為礦石主要銅礦物。呈他形粒狀，單獨(dú)出現(xiàn)或與方鉛礦、閃鋅礦連生，或呈細(xì)小乳滴包含于閃鋅礦。粒度以0.1～0.35 mm為主，個(gè)別達(dá)0.5 mm，與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、銅藍(lán)、孔雀石相伴產(chǎn)出(圖5)。

圖3 砂光片 反射光 10×10方鉛礦(純白)與白鉛礦(深灰色)，黃銅礦(黃白)連生顆粒包含細(xì)粒閃鋅礦

圖4 砂光片 反射光 10×10白鉛礦(深灰色)分布方鉛礦(純白)粒間或包含于方鉛礦呈細(xì)脈者交代穿切方鉛礦

圖5 砂光片 反射光 10×10黃銅礦(黃白色)方鉛礦(純白色)閃鋅礦(灰白色)銅蘭(蘭綠色)白鉛礦(深灰色)

3.7 銅蘭(CuS)

為量少的銅礦物，常見薄板狀、板狀、半自形-他形粒狀集合體，粒度以0.05～0.25 mm為主，多出現(xiàn)在黃銅礦、方鉛礦粒間或裂隙，有的裂穴充填有晶簇狀的集合體，與方鉛礦、黃銅礦相伴產(chǎn)出。

3.8 脈石礦物

主要由石英、長(zhǎng)石、絹云母、重晶石、磷灰石等砂屑；由石英、長(zhǎng)石組成的砂巖；砂礫巖屑、泥質(zhì)、絹云母組成的泥質(zhì)巖屑；凝灰質(zhì)膠結(jié)的角礫巖屑四個(gè)部分組成。

4 礦石中主要有用礦物粒級(jí)分布

經(jīng)顯微鏡下測(cè)定，礦石中主要有用礦物閃鋅礦、方鉛礦、白鉛礦、黃銅礦粒級(jí)分布，如表5所示。

表5 主要有用礦物嵌布粒級(jí)分布測(cè)定結(jié)果

表5結(jié)果表明，閃鋅礦、黃銅礦嵌布粒度粗且均勻，方鉛礦嵌布粒度粗細(xì)不均，白鉛礦嵌布粒度較細(xì)且不均勻。

5 礦石中有用礦物解離特征

為了查清礦石中閃鋅礦、方鉛礦、白鉛礦、黃銅礦的解離特征，對(duì)礦石不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品進(jìn)行了系統(tǒng)的單體解離度測(cè)定，見表6。結(jié)果表明，當(dāng)-0.074 mm粒級(jí)占有率為87.33%時(shí)，閃鋅礦90%的已達(dá)到單體解離，黃銅礦有85%解離，而方鉛礦、白鉛礦解離較差。照片1為磨礦細(xì)度為-0.074 mm粒級(jí)占有率為87.33%時(shí)，磨礦產(chǎn)品砂光片照片。從圖1中可見，閃鋅礦顆粒中有方鉛礦包裹體或連生體，也見到方鉛礦與白鉛礦呈連生體，說(shuō)明礦石磨至-0.074 mm粒級(jí)占有率為87.33%時(shí)，仍有部份方鉛礦、白鉛礦未從閃鋅礦解離出來(lái)。細(xì)粒級(jí)白鉛礦、方鉛礦與鉛礬混雜于鐵泥質(zhì)、絹云母等脈石內(nèi)，這將影響鉛回收率及鋅精礦品位。

6 鉛鋅在礦石中的平衡分配

鉛鋅在主要礦物中的分配結(jié)果，見表7。數(shù)據(jù)結(jié)果表明：鋅主要分配在閃鋅礦中，其占有率為89.89%；鋅的理論回收率為90%；鉛主要分配在方鉛礦和白鉛礦中，占有率分別為26.82%和41.76%，鉛的理論回收率為68.58%。

表6 主要礦物單體解離度的測(cè)定結(jié)果

7 影響鉛、鋅回收的礦物學(xué)因素分析

1)礦物組成、嵌布特征，賦存狀態(tài)研究表明：鋅礦物種類單一，以閃鋅礦為主要回收礦物，且嵌布簡(jiǎn)單、粒度粗、分布均勻，可獲得理想的選礦指標(biāo)；鉛礦物具有組分多(方鉛礦、白鉛礦、鉛礬等)、嵌布關(guān)系復(fù)雜、細(xì)粒級(jí)含量高的特點(diǎn)，將影響鉛的回收。

2)解離度的測(cè)定結(jié)果表明:當(dāng)磨礦細(xì)度已達(dá)到閃鋅礦基本解離時(shí)，有的方鉛礦、白鉛礦、鉛礬還包含在閃鋅礦或與其連生，將影響鋅精礦的品位，降低鉛的回收率。

3)鉛鋅在礦石中的平衡分配表明：鋅主要分布于閃鋅礦中，分布集中且易回收；鉛分布較分散，回收難度大。

表7 鋅鉛在主要礦物的分配

8 結(jié)語(yǔ)

1)尾礦中有價(jià)元素為鉛、鋅、銅，其中鉛鋅為主要回收對(duì)象，銅、銀、硫因有一定量，可考慮綜合回收。

2)尾礦中礦物種類繁多，金屬及有用礦物有：閃鋅礦、菱鋅礦、方鉛礦、云鉛礦、鉛礬、黃銅礦、銅藍(lán)、孔雀石、黃鐵礦；脈石礦物有石英、長(zhǎng)石、絹云母、磷灰石、巖屑等。

3)鋅礦物種類單一，嵌布關(guān)系簡(jiǎn)單，粒度粗，分布均勻，可獲得理想的選礦指標(biāo)；鉛礦物種類多，嵌布復(fù)雜，鉛礬及細(xì)粒鉛礦物占有率高，因此鉛礦物較難回收。

[1] 孫傳堯.礦產(chǎn)資源綜合利用手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社，2003.

[2] 張志雄,等.礦石學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1981.

[3] 周樂(lè)光.工藝礦物學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009.