內蒙古某銅鉛鋅多金屬硫化礦石工藝礦物學特征

李建偉，張忠偉，張曉鵬，程才，李姍姍，蓋莉

（1.金建工程設計有限公司 山東 煙臺 264000； 2.煙臺建龍礦山設備檢測有限公司，山東 煙臺 264000）

銅鉛鋅多金屬硫化礦石通常具有共生嵌布關系復雜，嵌布粒度細微等特點，對銅鉛鋅分離工藝產生較大影響[1-2]。為了有效開發內蒙古某銅鉛鋅多金屬硫化礦石，制定合理可行的分選工藝，對該銅鉛鋅硫化礦石進行了詳盡的工藝礦物學研究，研究結果可為制定該多金屬硫化礦分選工藝提供依據。

1 礦石的化學多元素分析

根據ICP光譜分析結果對原礦進行了化學多元素分析，其結果見表1。

2 礦石的礦物組成及相對含量

礦石的礦物組成及含量列于表2。

3 礦石中重要礦物的嵌布特征

3.1 方鉛礦PbS

方鉛礦是礦石中最主要的回收對象之一，其主要以半自形、自形粒狀產出，整體嵌布粒度較粗，少量以細粒不規則狀或細脈狀嵌布于脈石礦物中。礦石中有一部分方鉛礦與鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及黃銅礦等其它硫化礦物的嵌布關系密切，常緊密連生在一起；有時可見其與毒砂、磁鐵礦等其它礦物連生；另有少量細粒的方鉛礦以包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦以及黃鐵礦中。部分粗粒方鉛礦中可見有細粒的鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及黃銅礦、銀黝銅礦等礦物的包裹體。

3.2 鐵閃鋅礦（Zn、Fe）S

鐵閃鋅礦同樣是礦石中最主要的的回收對象之一。礦石中的鐵閃鋅礦主要以不規則狀產出，少量以細脈狀沿脈石礦物裂隙或粒間充填。礦石中的鐵閃鋅礦與黃銅礦的嵌布關系非常密切，鐵閃鋅礦中普遍可見微細粒黃銅礦呈乳滴狀、星點狀嵌布其中，另有少量黃銅礦與鐵閃鋅礦連生在一起。鐵閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦的嵌布關系也比較密切，常連生在一起，另有少量細粒的方鉛礦、磁鐵礦以及脈石以包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦中；有時可見鐵閃鋅礦與磁鐵礦、毒砂連生在一起；偶爾也可見細粒的鐵閃鋅礦以包體形式嵌布于方鉛礦以及黃鐵礦中。

表1 礦石化學多元素分析結果 （單位：% ）

表2 礦石的礦物組成及相對含量 （單位：%）

通過分析鐵閃鋅礦的掃描電鏡能譜，鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，而鋅的平均含量只有57.68%，可見鐵閃鋅礦中含有的鐵對鋅精礦的質量會造成較大的影響。

3.3 黃銅礦CuFeS2

黃銅礦主要以不規則狀產出，是礦石中最主要的銅礦物。黃銅礦與鐵閃鋅礦的嵌布關系十分密切，由于固溶體分離作用，常見黃銅礦呈乳滴狀、星點狀嵌布于鐵閃鋅礦中，這部分銅礦物由于難以單體分離多進入鋅精礦中。經常可見黃銅礦與黃鐵礦、方鉛礦連生在一起或以包裹體形式嵌布于它們之中，有時可見其與磁鐵礦連生一起；偶爾在其邊緣可見斑銅礦、銅藍以及銀黝銅礦等其它礦物與其連生。

4 礦石中重要金屬礦物的粒度組成及分布特征

礦石中重要金屬礦物的嵌布粒度是確定礦石磨礦工藝和磨礦細度的重要依據[3-4]，礦石中方鉛礦、鐵閃鋅礦、黃銅礦以及黃鐵礦等重要金屬礦物的粒度組成及其分布特征見圖1。

結果表明，礦石中方鉛礦、鐵閃鋅礦的嵌布粒度較粗，黃鐵礦的嵌布粒度次之，黃銅礦的粒度相對稍細一些。礦石中的方鉛礦、鐵閃鋅礦均主要以粗粒嵌布，其次為中粒嵌布，細粒嵌布很少；礦石中的黃銅礦主要以中粒嵌布，其次以粗粒嵌布和細粒嵌布；礦石中的黃鐵礦主要以中、粗粒嵌布，其次以細粒嵌布。在+0.074mm粒級中，方鉛礦的分布率為93.06%，閃鋅礦為90.50%，黃鐵礦為84.56%，黃銅礦為76.85%；在-0.010mm的微粒級中，黃銅礦為3.05%，方鉛礦、鐵閃鋅礦以及黃鐵礦在該粒級的分布率分別僅為0.09%、0.04%和0.25%。

圖1 不同粒徑范圍重要礦物的分布情況

圖2 不同磨礦細度下三種礦物單體含量柱狀圖

5 礦石中重要礦物的解離特征

為了解原礦磨礦產品中重要礦物的單體解離特征，對不同磨礦細度產品中的方鉛礦、鐵閃鋅礦及黃銅礦的單體解離度進行了系統的測定，結果見圖2。

從圖中可以看出，由于礦石中的方鉛礦、鐵閃鋅礦的嵌布粒度整體較粗，所以當磨礦細度為-0.074mm占65%時，礦石中的方鉛礦和鐵閃鋅礦的單體解離度較高，單體解離相對都比較充分；但當繼續提高其磨礦細度時，它們的單體解離度隨之增加的幅度減小。而黃銅礦由于其嵌布粒度相對稍細，當磨礦細度為-0.074mm占70%時，其單體解離度也較低，單體解離相對還不是很充分。

6 礦石中重要礦物的賦存狀態

鉛和鋅是礦石中最主要的有價元素，其品位分別為3.17%和2.78%。研究結果表明，礦石中的鉛和鋅均主要以獨立礦物形式存在。鉛的獨立礦物主要為方鉛礦，其中方鉛礦中的鉛占總量的97.80%；鋅的獨立礦物為鐵閃鋅礦，其中鐵閃鋅礦中的鋅占總量的98.92%。

礦石中銅的品位為0.20%，其絕大部分是以黃銅礦的形式存在，只有很少量的銅賦存于斑銅礦、銅藍等其它銅礦物之中。

可見，礦石中的鉛、鋅以及銅等有價元素均主要以硫化物的形式存在，所以可以通過浮選富集硫化物的方法回收利用。

7 礦石中影響鉛鋅銅選礦的工藝礦物學因素

（1）方鉛礦是礦石中最主要的鉛礦物，整體而言其粒度較粗，易于單體解離，但也有少量的方鉛礦以微細粒包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及脈石礦物中，難以完全單體解離，會對鉛的回收率會造成一定的損失。同時，以包裹體形式進入到鋅精礦中的方鉛礦對鋅精礦的品位也會造成一定的影響。

（2）研究結果表明鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，而且這部分鐵是無法通過浮選的方法去除的，所以這是影響鋅精礦品位的最主要的因素。此外，鐵閃鋅礦中包裹有乳滴狀、星點狀的微細粒黃銅礦以及細粒的方鉛礦等礦物顆粒，均難以解離，這也是影響鋅精礦品位的主要因素之一。礦石中的鐵閃鋅礦也有少量以細粒包裹體形式嵌布于方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦以及脈石中，對鋅的回收率同樣會有一定的損失。

（3）礦石中的黃銅礦的嵌布粒度相對較細，在同樣的磨礦細度下其單體解離程度要差，所以這是影響銅回收率的重要因素之一。此外，以乳滴狀、星點狀嵌布于閃鋅礦中的黃銅礦難以解離，將會進入到鋅精礦中，既造成了銅的損失也會影響鋅精礦的品位。

8 推薦選礦工藝方案

礦石中鉛、鋅均以獨立礦物存在，銅主要以黃銅礦形式存在，鉛鋅嵌布粒度較粗，易于單體解離而銅礦物嵌布粒度相對較細，在同樣磨礦細度下單體解離度差。因此若采用銅優先浮選工藝，則需要一次將原礦磨至較高的細度，這樣不僅會增加磨礦成本還會使鉛鋅礦物過磨，影響后續鉛鋅礦物的回收。因此根據工藝礦物學研究綜合考慮，在后續選礦過程中推薦銅鉛混浮—混合精礦再磨銅鉛分離—尾礦選鋅的選礦工藝流程[5]。

9 結論

（1）礦石中的方鉛礦整體嵌布粒度較粗，易于單體解離，但也有少量的方鉛礦以微細粒包裹體形式嵌布于鐵閃鋅礦、黃鐵礦以及脈石礦物中，單體解離比較困難，會對鉛的回收率會造成一定的損失。

（2）鐵閃鋅礦中鐵的平均含量為9.10%，這是影響鋅精礦品位的最主要的因素。同時，鐵閃鋅礦中包裹有乳滴狀、星點狀的微細粒黃銅礦以及細粒的方鉛礦等礦物顆粒，均難以解離，這也是影響鋅精礦品位的主要因素之一。此外，鐵閃鋅礦也有少量以細粒包裹體形式嵌布于方鉛礦等其它礦物中，對鋅的回收率同樣會有一定的損失。

（3）礦石中黃銅礦的整體嵌布粒度相對較細，這是影響銅回收率的重要因素之一。此外，以乳滴狀、星點狀嵌布于閃鋅礦中的黃銅礦將會進入到鋅精礦中，既造成了銅的損失也會影響鋅精礦的品位。

參考文獻

[1]王偉之，李學軍，陳麗平等.遼寧某銅鉛鋅多金屬硫化礦工藝礦物學研究[J].金屬礦山，2014，（2）：83-86.

[2]周賀鵬，譚亮，姜學瑞等.通化松柏嶺銅鎳礦石工藝礦物學特征[J].金屬礦山，2011，（4）：72-76.

[3]祁玉海，鄭艷平，王艷等.某含金銀銅礦石工藝礦物學研究[J].黃金，2013，34（1）：54-57.

[4]周樂光.工藝礦物學[M].北京：冶金工業出版社，2009.

[5]李文娟，宋永勝，劉爽等.內蒙某復雜銅鉛鋅硫化礦選礦工藝研究[J].金屬礦山，2012，（6）：79-84.