西藏多才瑪鉛鋅礦石工藝礦物學(xué)研究

思積勇，李領(lǐng)貴，張子龍

青海省第五地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810099

多才瑪?shù)V區(qū)位于三江北段沱沱河地區(qū)，大地構(gòu)造位于西藏-三江造山系三江弧盆系中，屬于西南三江成礦帶。礦區(qū)出露地層主要為二疊紀(jì)九十道班組、古近紀(jì)沱沱河組，賦礦層位于斷裂構(gòu)造破碎帶中。斷裂構(gòu)造主要為區(qū)域斷裂帶及其附近衍生的平行及走滑斷層。巖漿活動微弱，淺肉紅色石英正長斑巖呈巖株狀零星分布。該礦床共分為孔莫隴、茶曲怕查和多才瑪3個礦段[1-2]，其中工作程度最高的孔莫隴礦段已經(jīng)基本按照100 m×80 m勘查網(wǎng)度進行了系統(tǒng)控制，圈定出鉛鋅礦體19條(KM1—KM19)；茶曲怕查礦段地表通過探槽控制揭露，深部有少量鉆探工程進行控制，基本達(dá)到普查程度；多才瑪?shù)V段主要是地表圈定少量礦體，處于預(yù)查程度，2003年以來地質(zhì)勘查工作已控制332+333+334鉛鋅金屬量788萬t，規(guī)模達(dá)到超大型。工藝礦物學(xué)研究是地質(zhì)找礦和綜合利用重要的技術(shù)方法[3-4]。對多才瑪鉛鋅礦石進行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，為多才瑪詳查階段礦產(chǎn)評價、礦石的綜合利用及選擇合理的選礦工藝流程提供基礎(chǔ)資料和參考。

1 礦石基本性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分及物相結(jié)果

多才瑪?shù)V區(qū)7～36勘探線KM5、KM6、KM10、KM11等四條主礦體所占資源量的比例基本能代表整個礦床的基本特征，故本次測試樣品選取該四條主礦體中的鉛鋅混合礦石，其化學(xué)成分及鉛鋅物相分析結(jié)果見表1、表2。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 /%Table 1 Chemical multi-element analysis results of raw ore

注：U、Au、Ag、Hg含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中鉛、鋅含量較高，是主回收元素，Pb為4.21%，Zn為2.81%，Ag、Cd、Se、Te、Tl作為伴生元素可綜合回收。此外，礦石中CaO含量高達(dá)44.56%，其他元素含量較低，沒有綜合利用價值。

表2 鉛鋅物相分析結(jié)果 /%Table 2 Phase analysis results of lead and zinc

由表2可知，該礦中鉛主要以方鉛礦的形式存在，其次為白鉛礦，其余含量較低。因此，該鉛鋅礦以方鉛礦為主，可以綜合回收利用。該礦中鋅主要以硫化物的形式存在，其次為氧化鋅，其他形態(tài)的鋅含量較低。因此，該鉛鋅礦以閃鋅礦為主，可以綜合回收。

1.2 礦石的礦物組成和含量

結(jié)合多才瑪鉛鋅礦石的化學(xué)分析結(jié)果、光(薄)片鏡下測定結(jié)果等，得出礦石中主要礦物成分的含量,結(jié)果見表3。從表3可知，礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和白鉛礦，脈石礦物為方解石、石英。

表3 礦石中主要礦物的相對含量 /%Table 3 Relative content of major minerals in ore

1.3 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造種類較多，主要結(jié)構(gòu)、構(gòu)造見表4。

1.4 礦石類型

該鉛鋅礦容礦構(gòu)造為碳酸鹽脈，賦礦巖石為石灰?guī)r，礦化作用主要發(fā)生于石灰?guī)r的破碎部位。含礦巖石沒有經(jīng)過變質(zhì)作用的影響，全部巖石保留了原始的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其中可見生物碎屑、泥晶灰質(zhì)以及糞球粒等沒有受到礦化作用影響的原始結(jié)構(gòu)。石英顆粒只見到極少量的以碎屑存在的顆粒。礦石礦物主要以次生作用形成和低溫作用形成的礦物為主，礦床具低溫交代成因。根據(jù)礦石性質(zhì)，確定該礦為石灰?guī)r型低溫鉛鋅礦。

表4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造Table 4 Structure and construction of ore

2 主要有用礦物的嵌布粒度

方鉛礦、閃鋅礦等主要有用礦物的粒度特征直接影響鉛鋅選礦工藝流程及選別回收指標(biāo)。主要有用礦物原生粒度統(tǒng)計結(jié)果見表5。

表5 主要有用礦物原生粒度統(tǒng)計結(jié)果Table 5 Statistical results of primary grain size of valuable minerals

從表5可以看出，方鉛礦比閃鋅礦產(chǎn)出粒度較粗，在+0.1 mm粒級中，閃鋅礦分布率只有4.14%，而方鉛礦則高達(dá)粒度38.16%。在-0.075+0.048 mm粒級中，閃鋅礦分布率為33.79%，方鉛礦分布率為20.41%。顯然，對粗粒級方鉛礦和閃鋅礦的回收，可以提高鉛、鋅的回收指標(biāo)。閃鋅礦-0.02 mm粒級以下達(dá)到22.07%，這部分閃鋅礦粒度極細(xì)，不利于鉛、鋅選礦分離，需要進行細(xì)磨工作，才能提高回收率。

3 主要礦物的工藝礦物學(xué)特征

3.1 方鉛礦

方鉛礦在礦物中平均含量為4.7%。礦石中方鉛礦多呈團塊狀集合體，且單獨出現(xiàn)，團塊狀方鉛礦常與白鉛礦發(fā)生交代作用(圖1a)，其中方鉛礦顆粒粒徑大于0.1 mm；分布于透明礦物團塊之間的方鉛礦，多出現(xiàn)于石英和泥晶灰質(zhì)之間的接觸帶上，方鉛礦全部成單獨的顆粒，呈稀疏浸染狀分布；少數(shù)方鉛礦交代閃鋅礦，呈它形粒狀、星散浸染狀、團塊狀分布(圖1b)；也常見粗粒方鉛礦包含黃鐵礦，其次分布于黃鐵礦顆粒之間；方鉛礦以星散浸染狀產(chǎn)出，一般不易與透明礦物解離；也常見方鉛礦出現(xiàn)于裂隙的中間，以細(xì)脈狀產(chǎn)出，與膠狀閃鋅礦、黃鐵礦共同充填含礦巖石的裂隙，而且沒有對透明礦物進行改造，也沒有引起膠狀閃鋅礦的重結(jié)晶。方鉛礦礦物賦存狀態(tài)簡單，在選礦過程中方鉛礦易于單體解離。根據(jù)電子探針分析結(jié)果(表6)可知，該礦石中鉛以方鉛礦的形式存在。

a.方鉛礦呈團塊狀集合體嵌布在脈石中；b.方鉛礦交代閃鋅礦，呈團塊狀分布;c.閃鋅礦與方鉛礦呈交代結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；d.閃鋅礦充填在脈石礦物的裂隙中；e.黃鐵礦與閃鋅礦嵌布在脈石礦物中；f.黃鐵礦與方鉛礦、閃鋅礦呈連生關(guān)系，呈它形粒狀圖1 主要礦物嵌布特征Fig.1 Dissemination characteristics of primary mineral

表6 鉛礦物電子探針分析結(jié)果[5-6] /%Table 6 Electron probe analysis results of lead

3.2 閃鋅礦

閃鋅礦在礦物中平均含量為2.9%。礦石中閃鋅礦多呈它形晶粒狀、條帶狀以及膠狀分布。礦石中的閃鋅礦主要以次生結(jié)構(gòu)為主，顆粒粒徑較細(xì)，部分以膠體形式出現(xiàn)，充填裂隙而且形成比方鉛礦早。閃鋅礦與方鉛礦發(fā)生交代作用，呈它形粒狀、團塊狀分布(圖1c)；常見閃鋅礦充填在脈石礦物的裂隙中(圖1d)，大部分為重結(jié)晶形成的微細(xì)粒顆粒，顆粒狀閃鋅礦粒徑在0.02～0.075 mm之間，可見部分重結(jié)晶形成的閃鋅礦顆粒粒徑小于0.01 mm，這些結(jié)構(gòu)的閃鋅礦由于顆粒粒徑十分細(xì)小,部分閃鋅礦具有膠狀結(jié)構(gòu)，閃鋅礦多與方鉛礦、黃鐵礦互相膠著包裹在一起。閃鋅礦賦存狀態(tài)復(fù)雜，較難單體解離，其復(fù)雜結(jié)構(gòu)影響回收率。根據(jù)電子探針分析結(jié)果(表7)可知，該礦石中鋅以閃鋅礦為主，在閃鋅礦中稀散元素硒有一定的富集。

表7 鋅礦物電子探針分析結(jié)果[5-6] /%Table 7 Electron probe analysis results of zinc

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦在礦物中平均含量為2.8%。在礦石中黃鐵礦以團塊狀和稀疏浸染狀為主。也常見團塊狀黃鐵礦、交代裂隙的它形粒狀黃鐵礦以及稀疏浸染狀黃鐵礦與方鉛礦、閃鋅礦呈連生關(guān)系。黃鐵礦的嵌布特征比較復(fù)雜，也可以分為三個不同嵌布方式：一種為獨立分布的半自形黃鐵礦，粒度比較粗，在礦石中與閃鋅礦呈星散狀分布(圖1e)。第二種為充填裂隙的黃鐵礦，分布于含礦巖石的裂隙中，形成了黃鐵礦脈。第三種為與方鉛礦、閃鋅礦伴生的黃鐵礦，其中可見極少量的磁黃鐵礦化，黃鐵礦以它形粒狀為主，與方鉛礦、閃鋅礦呈連生關(guān)系(圖1f)，彼此緊密包裹在一起，解離難度大，對鉛鋅選礦存在不利影響。根據(jù)電子探針分析結(jié)果(表8)可知，該礦石中黃鐵礦含有一定量的砷。

表8 黃鐵礦電子探針分析結(jié)果[5-6] /%Table 8 Electron probe analysis results of pyrite

3.4 其他金屬礦物

白鉛礦在礦物中平均含量為0.5%。主要以方鉛礦的次生礦物形式出現(xiàn)在方鉛礦團塊的邊緣，白鉛礦交代方鉛礦作為方鉛礦的交代鑲邊，這一類白鉛礦粒度一般小于0.048 mm，全部和方鉛礦有直接的接觸關(guān)系。在選礦過程中極易與方鉛礦呈連生體選出，粒度細(xì)小，解離難度大。

從閃鋅礦的結(jié)構(gòu)特征看，可能存在少量的菱鋅礦，雖然鏡下未見，但是常與白鉛礦等次生氧化礦物密切共生，單體解離困難。

3.5 脈石礦物

該礦中脈石礦物結(jié)構(gòu)復(fù)雜但種類簡單，只有方解石和石英。

方解石在礦物平均含量中占89.1%，在巖石中主要以泥晶灰質(zhì)和生物碎屑、生物遺跡的形式出現(xiàn),也可見次生作用形成的粗粒集合體。方解石和成礦的關(guān)系極為密切，鉛鋅礦化作用主要以交代方解石，沒有改變原巖的結(jié)構(gòu)。在泥晶灰質(zhì)角礫間隙及粗粒集合體的裂隙中，往往存在白鉛礦或者菱鋅礦充填，這就增加了回收鉛鋅的難度。此外，礦石中CaO含量高達(dá)44.56%，對方鉛礦、閃鋅礦有抑制作用，導(dǎo)致鉛鋅金屬更難于回收。

石英在礦物平均含量中極少，僅呈碎屑的形式出現(xiàn)，但也不排除局部高含量的可能,石英顆粒大部分以單晶顆粒為主。此外，石英顆粒間存在少量細(xì)粒方鉛礦和閃鋅礦嵌布，由于細(xì)粒礦物解離困難，影響方鉛礦、閃鋅礦的分離和回收。

4 結(jié) 論

(1)該礦石的容礦巖石為碳酸鹽巖；礦石類型以方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦為主要金屬礦物組合，礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及少量白鉛礦，脈石礦物主要為方解石和石英。礦石中鉛賦存在方鉛礦中，鋅賦存在閃鋅礦中。Pb含量為4.21%，Zn含量為2.81%，銀含量為27 g/t。該礦中可回收成分為鉛、鋅，此外，銀、鎘、硒、碲和鉈可綜合回收利用。

(2)礦石中的方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦三者共同充填含礦巖石的裂隙，沒有對透明礦物進行改造，證明了方鉛礦的形成溫度比較低。方鉛礦一般出現(xiàn)在巖石裂隙的中間位置，證明了充填時間晚于膠狀閃鋅礦，而且沒有引起膠狀閃鋅礦的重結(jié)晶，證明了充填溫度比較低。黃鐵礦的賦存狀態(tài)為團塊狀、交代裂隙的它形粒狀及稀疏浸染狀，從其結(jié)構(gòu)及透明礦物被黃鐵礦包裹含量較多等特征,判斷黃鐵礦的形成溫度比較低。該礦石中的方解石和石英，沒有蝕變且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也是反映低溫成礦的標(biāo)志。結(jié)合礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，該礦為石灰?guī)r型低溫鉛鋅礦石。

(3)該礦中礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度分布廣泛而不均勻，對粗粒級方鉛礦和閃鋅礦的回收，可以提高鉛、鋅的回收指標(biāo)。閃鋅礦賦存狀態(tài)復(fù)雜，較難單體解離，其復(fù)雜結(jié)構(gòu)影響回收率。此外，閃鋅礦0.02 mm粒級以下達(dá)到22.07%，粒度極細(xì)，不利于鉛、鋅選礦分離，需要進行細(xì)磨工作，才能提高回收率。方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和脈石礦物多呈連體共生關(guān)系，礦物分離困難，而且脈石礦物為方解石，極易磨碎，泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，這些因素對提高選礦指標(biāo)有不利影響。