廣東大尖山某鉛鋅多金屬礦石工藝礦物學(xué)研究

石貴明 周意超 劉 琴 李 濤 湯石玉

(1.玉溪師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，云南 玉溪 653100；2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；3.廣東大尖山鉛鋅多金屬礦，廣東 河源 517100)

我國(guó)鉛鋅資源分布廣泛，總儲(chǔ)量居世界前列[1]，且普遍伴生銀[2]。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鉛鋅的需求量不斷上升[3-5]，需要廣大科技工作者不斷加大研究力度，研發(fā)鉛鋅高效選別回收新工藝[6-8]。廣東大尖山地區(qū)某鉛鋅多金屬礦石含鉛、鋅、銀，具有較高價(jià)值，為給該礦石的選別工藝流程制定提供依據(jù)，對(duì)該地區(qū)代表性礦石進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石物質(zhì)組成

1.1 礦石礦物組成

廣東某鉛鋅多金屬礦石金屬礦物主要有方鉛礦、鐵閃鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、白鐵礦等，銀主要分散在方鉛礦、閃鋅礦等硫化礦物中，未形成獨(dú)立銀礦物，非金屬礦物有石英、綠泥石、方解石、絹云母等，礦石礦物組成分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石礦物組成分析結(jié)果Table 1 Mineral contents analysis results in ore %

1.2 礦石化學(xué)組成

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果Table 2 Multielement analysis results in ore %

注：其中Ag含量的單位為g/t。

從表2可以看出，礦石Fe品位僅10.79%，S品位為7.3%，均沒(méi)有達(dá)到可以利用的品位，Pb、Zn、Ag具有較高回收價(jià)值。

1.3 礦石主要金屬元素物相分析

對(duì)礦石主要金屬元素鉛、鋅進(jìn)行物相分析，鉛物相分析結(jié)果見(jiàn)表3，鋅物相分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 鉛物相分析結(jié)果Table 3 Lead phase analysis results %

表4 鋅物相分析結(jié)果Table 4 Zinc phase analysis results %

從表3、表4可以看出，礦石中鉛、鋅均主要以硫化礦的形式存在，以硫化物形式存在鉛、鋅分別占總鉛和總鋅的95.78%和96.72%，少量以氧化礦形式存在。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1 礦石結(jié)構(gòu)

(1)自形晶結(jié)構(gòu)：黃鐵礦呈自形晶浸染狀分布。

(2)固溶體分離結(jié)構(gòu)：鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦、少量黃銅礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)，磁黃鐵礦、黃銅礦以乳滴狀出溶物在鐵閃鋅礦中分布。

(3)交代顯微文象結(jié)構(gòu)：方鉛礦交代鐵閃鋅礦呈不規(guī)則顯微文象狀分布于鐵閃鋅礦中。

(4)微脈結(jié)構(gòu)：由方鉛礦、黃鐵礦及脈石組成的微脈穿切鐵閃鋅礦。

(5)乳濁狀結(jié)構(gòu)：方鉛礦交代鐵閃鋅礦呈定向平行乳濁狀分布。

(6)壓碎結(jié)構(gòu)：部分黃鐵礦受應(yīng)力作用被壓碎成碎粒，方鉛礦沿碎粒分布。

(7)交代骸晶-篩孔狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦被方鉛礦交代呈骸晶-篩孔狀。

2.2 礦石構(gòu)造

(1)塊狀構(gòu)造：閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦呈致密塊狀分布。

(2)浸染狀構(gòu)造：黃鐵礦和閃鋅礦呈浸染狀分布。

(3)斑染狀構(gòu)造：磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦組成不規(guī)則團(tuán)塊與脈石構(gòu)成不規(guī)則斑染狀分布。

(4)脈狀構(gòu)造：由方鉛礦、閃鋅礦及脈石組成的礦脈穿切黃鐵礦、石英、絹云母。

3 礦石主要礦物嵌布特征

3.1 方鉛礦

方鉛礦主要呈團(tuán)粒狀、不規(guī)則脈狀、浸染狀、星點(diǎn)狀、乳濁狀分布，與閃鋅礦、鐵閃鋅礦關(guān)系密切，交代鐵閃鋅礦。部分方鉛礦呈顯微文象狀、乳滴狀定向排列分布于鐵閃鋅礦中或呈不規(guī)則團(tuán)粒交代鐵閃鋅礦(圖1)；部分方鉛礦與黃鐵礦交代，呈骸晶狀、篩孔狀分布(圖2)。另見(jiàn)方鉛礦單獨(dú)呈大小不等不規(guī)則狀分布于閃鋅礦中，局部呈浸染狀、星點(diǎn)狀分布(圖3)；部分方鉛礦與黃鐵礦、脈石組成微脈穿切鐵閃鋅礦(圖4)；少見(jiàn)方鉛礦充填于黃鐵礦碎粒間(圖5)。

3.2 鐵閃鋅礦和閃鋅礦

鐵閃鋅礦和閃鋅礦的區(qū)別在于鐵閃鋅礦顏色為黑色至褐黑色，閃鋅礦為黃褐色-淺黃褐色。鐵閃鋅礦中固溶體分離結(jié)構(gòu)出溶物多而密集，并有方鉛礦和黃鐵礦微脈乳滴交代穿切。閃鋅礦中包裹體主要為脈石，金屬礦物幾乎沒(méi)有，僅在局部偶見(jiàn)磁黃鐵礦乳滴，比較干凈。閃鋅礦主要呈團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀和稠密不等浸染狀分布(圖6)。鐵閃鋅礦中密集排列的磁黃鐵礦出溶物普遍可見(jiàn)(圖7)；鐵閃鋅礦被方鉛礦和黃鐵礦脈穿切交代，呈顯微文象狀和乳滴狀定向排列(圖1)；部分鐵閃鋅礦沿黃鐵礦碎粒充填(圖8)。

圖1 方鉛礦呈不規(guī)則、定向乳滴狀交代鐵閃鋅礦Fig.1 Galena is irregular and directional milky droplet with metasomatism of the marmatite

圖2 方鉛礦交代黃鐵礦呈篩孔狀、骸晶狀Fig.2 Pyrite is harbor form and skeletal crystal with metasomatism of galena

圖3 方鉛礦大小不等浸染狀交代閃鋅礦Fig.3 Galena is nonuniform and disseminated with metasomatism of sphalerite

圖4 方鉛礦與黃鐵礦、脈石組成微脈穿切鐵閃鋅礦Fig.4 Microsphygmy intrude into the marmatite composed of pyrite,galena,gangue

圖5 方鉛礦沿黃鐵礦碎粒充填Fig.5 Granules of pyrite is filled with galena

圖6 閃鋅礦呈團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀分布Fig.6 Sphalerite is glmerular,reticular distribution

圖7 鐵閃鋅礦中乳滴狀磁黃鐵礦出溶物Fig.7 Pyrrhotine is milky droplet in marmatite

圖8 鐵閃鋅礦充填于黃鐵礦壓碎結(jié)構(gòu)中Fig.8 Pyrite is filled with marmatite as crush structure

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦主要呈自形晶產(chǎn)出，浸染狀分布，被鐵閃鋅礦和方鉛礦脈穿切交代。方鉛礦包裹交代黃鐵礦呈骸晶狀、港灣狀和篩孔狀分布。部分黃鐵礦與方鉛礦礦脈組成微脈穿切鐵閃鋅礦或圍繞鐵閃鋅礦的邊緣嵌布(圖9)。

圖9 黃鐵礦與方鉛礦礦脈穿切鐵閃鋅礦Fig.9 Galena and pyrite vein intrude into marmatite

3.4 磁黃鐵礦

磁黃鐵礦呈不規(guī)則團(tuán)塊狀集合體分布，有的被黃銅礦穿切。磁黃鐵礦呈乳滴狀和格子狀固溶體分離出溶物分布于閃鋅礦中(圖10)，磁黃鐵礦與閃鋅礦相互嵌布(圖11)，方鉛礦在磁黃鐵礦邊緣交代(圖12)。

圖10 磁黃鐵礦呈乳滴狀、格子狀固溶體分離出溶物分布于閃鋅礦中Fig.10 Pyrrhotine is milky droplet and lattice solid solution distributed in marmatite

圖11 磁黃鐵礦與閃鋅礦相互嵌布Fig.11 Pyrrhotine and sphalerite interbedded each other

圖12 方鉛礦在磁黃鐵礦邊緣交代Fig.12 Galena is metasomatized at the edge of pyrrhotite

4 礦石主要礦物嵌布粒度

礦石主要礦物的嵌布粒度正累積曲線見(jiàn)圖13。

圖13 主要礦物嵌布粒度曲線Fig.13 Disseminated size of primary minerals■—方鉛礦；●—鐵閃鋅礦、閃鋅礦

從圖13可以看出：方鉛礦和鐵閃鋅礦、閃鋅礦的嵌布粒度正累積曲線近似于直線，可知其均屬極不等粒嵌布；方鉛礦嵌布粒度正累積曲線斜率較鐵閃鋅礦、閃鋅礦大，可知方鉛礦嵌布粒度更為分散，但也是大部分集中在中細(xì)粒級(jí)；鐵閃鋅礦、閃鋅礦嵌布粒度分布較為集中，多集中在中粒級(jí)，細(xì)粒級(jí)較少，微粒級(jí)含量很低，屬中細(xì)粒級(jí)嵌布。

5 礦石主要礦物單體解離度

將破碎至-2 mm礦石進(jìn)行方鉛礦和鐵閃鋅礦、閃鋅礦的單體解離度測(cè)定，結(jié)果分別見(jiàn)表5、表6。

表5 方鉛礦單體解離度Table 5 Liberation degree of galena

從表5中看出，方鉛礦單體解離較差，-0.076 mm粒級(jí)僅有90.38%單體解離，-0.045 mm粒級(jí)也未達(dá)到完全解離。

表6 鐵閃鋅礦、閃鋅礦單體解離度Table 6 Liberation degree of marmatite and sphalerite

從表6可以看出，鐵閃鋅礦、閃鋅礦單體解離度較方鉛礦高，-0.076 mm粒級(jí)92.91%已單體解離，但隨著粒度變細(xì)，單體解離度增加不大，-0.045 mm粒級(jí)仍未達(dá)到完全解離。

6 結(jié) 論

(1)廣東大尖山某鉛鋅多金屬礦石鉛品位為1.10%，鋅品位為4.95%，銀品位為23.4 g/t，鐵品位僅10.79%，硫品位為7.30%，其中鉛、鋅、銀具有較高的利用價(jià)值。礦石金屬礦物主要有方鉛礦、鐵閃鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、白鐵礦，銀分散在方鉛礦、閃鋅礦等硫化礦物中，未形成獨(dú)立銀礦物。非金屬礦物有石英、綠泥石、方解石、絹云母等。

(2)礦石閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦呈致密塊狀分布；黃鐵礦、閃鋅礦呈浸染狀分布；磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦組成不規(guī)則團(tuán)塊與脈石構(gòu)成不規(guī)則斑染狀分布；由方鉛礦、閃鋅礦及脈石組成的礦脈穿切黃鐵礦、石英、絹云母。黃鐵礦呈自形晶產(chǎn)出，浸染狀分布，被閃鋅礦和方鉛礦脈穿切交代。另見(jiàn)有的黃鐵礦與方鉛礦組成微脈穿切鐵閃鋅礦或圍繞鐵閃鋅礦的邊緣嵌布。磁黃鐵礦呈不規(guī)則團(tuán)塊狀集合體與白鐵礦連生，有的被黃銅礦穿切。

(3)方鉛礦和鐵閃鋅礦、閃鋅礦的嵌布粒度均屬極不等粒嵌布，方鉛礦嵌布粒度較鐵閃鋅礦、閃鋅礦更為分散，但也是大部分集中在中細(xì)粒級(jí)；鐵閃鋅礦、閃鋅礦多集中在中粒級(jí)嵌布，細(xì)粒級(jí)較少，微粒級(jí)含量很低，屬中細(xì)粒級(jí)嵌布。

(4)方鉛礦單體解離較差，-0.076 mm粒級(jí)單體解離僅有90.38%，-0.045 mm粒級(jí)也未達(dá)到完全解離。鐵閃鋅礦、閃鋅礦單體解離度較方鉛礦高，-0.076 mm粒級(jí)單體解離可達(dá)92.91%，但隨著粒度變細(xì)，單體解離度提高不大，-0.045 mm仍未達(dá)到完全解離。

[1] 鄭雅杰，彭振華.鉛鋅礦選礦廢水的處理及循環(huán)利用[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，38(3)：465-472.

Zheng Yajie，Peng Zhenhua.Treating and recycling of wasterwater from lead-zinc mineral processing plant[J].Journal of Central South University：Science and Technology，2007，38(3):465-472.

[2] 崔長(zhǎng)征，緱明亮，陳文科，等.新型捕收劑在陜西某混合鉛鋅礦石分選中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)，2012，21(11)：106-109.

Cui Changzheng，Gou Mingliang，Chen Wenke，et al.The application on new regions in the separation of lead from zinc of a complex lead-zinc ore in Shaanxi[J].China Mining Magazine，2012，21(11)：106-109.

[3] 邱廷省，趙冠飛，朱冬梅，等.四川某難選硫化鉛鋅銀礦石浮選試驗(yàn)[J].金屬礦山，2012(12)：62-65.

Qiu Tingsheng，Zhao Guanfei，Zhu Dongmei，et al.Beneficiation tests of a refractory lead-zinc-silver sulfide in Sichuan Province[J].Metal Mine，2012(12)：62-65.

[4] 黃和平，羅仙平，翁存建，等.四川會(huì)東某鉛鋅礦石選礦工藝優(yōu)化研究[J].金屬礦山，2017(7)：101-105.

Huang Heping，Luo Xianping，Weng Cunjian，et al.Technological optimization on mineral processing of a lead-zinc sulphide ore in Huidong County，Sichuan Province[J].Metal Mine，2017(7)：101-105.

[5] 左 海.江西某銀鉛鋅多金屬硫化礦石選礦工藝優(yōu)化[J].金屬礦山，2017(5)：84-88.

Zuo Hai.Process optimization for a polymetallic silver-lead-zinc sulfide ore in Jiangxi[J].Metal Mine，2017(5)：84-88.

[6] 田樹(shù)國(guó)，崔立鳳.含金、銀低品位鉛鋅硫化礦綜合回收試驗(yàn)研究[J].有色金屬:選礦部分，2017(1)：35-39.

Tian Shuguo，Cui Lifeng.Experimental study on comprehensive recovery of low grade lead zinc sulfide ores containing gold and silver[J].Nonferrous Metals：Mineral Processing Section，2017(1)：35-39.

[7] 宋 強(qiáng)，謝 賢，童 雄.滇西某含銻鉛鋅硫化礦石浮選試驗(yàn)[J].金屬礦山，2017(5)：79-83.

Song Qiang，Xie Xian，Tong Xiong.Experiment on flotation of lead zinc sulfide ore containing antimony in Western Yunnan[J].Metal Mine，2017(5)：79-83.

[8] 胡 俊，鄒積貞，康繼紅，等.印尼某含碳鉛鋅礦石鉛鋅分離試驗(yàn)研究[J].黃金，2016，37(3)：59-63.

Hu Jun，Zou Jizhen，Kang Jihong，et al.Separation of lead and zinc in a certain carbon lead-zinc ore in Indonesia[J].Gold，2016，37(3)：59-63.