某矽卡巖型鋅銅多金屬礦石工藝礦物學研究

楊永峰 王 騰

（1.四川省冶金地質勘查局；2.四川鑫順礦業股份有限公司）

鋅、銅是重要的金屬原材料，在鋼鐵、機械制造、軍事、航空航天等領域應用廣泛，被各國作為戰略性礦產資源進行儲備。隨著我國經濟進入高質量發展新階段，對鋅、錫、銅等礦產資源的需求不斷增加，提升資源綜合開發程度不斷加大。矽卡巖型礦床具有賦存有用元素種類多、品質高、資源綜合利用價值大的特點，但普遍存在目的礦物顆粒細、難分離、回收率低等問題［1］。因此，開展矽卡巖型鋅錫銅多金屬礦工藝礦物學研究，查明鋅、錫、銅賦存狀態、礦石類型、礦物共生組合、嵌布特征、礦石品位等因素合理選擇選礦流程，對減少礦石選礦損失、提高選礦效率及綜合回收率具有重要意義［2-3］。

1 礦石物質組成

1.1 礦石化學成分分析

樣品取自某矽卡巖型鋅銅多金屬礦區原生硫化礦石，從礦樣中選擇具有代表性塊狀礦樣制成光薄片，其余樣品經破碎、混勻、篩分后，再混勻縮放制成樣品備用，樣品制備流程見圖1。采用X射線熒光光譜并結合化學定量分析［4-5］對礦石進行化學成分分析，其結果見表1。

由表1可知，礦石中有價元素為鋅、銅、錫，其品位超出工業品位要求，鉛、銀、銦、磁鐵達到綜合回收品位要求。

1.2 礦石礦物組成

礦石礦物主要為閃鋅礦、黃銅礦、錫石及黃鐵礦，次為磁黃鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、針鐵礦及毒砂等；脈石礦物主要為方解石、石英、透輝石、陽起石，次為石榴石、綠泥石及綠簾石等。

注：In、Au、Ag、As、Bi含量單位為g/t。

2 礦石結構構造

2.1 礦石結構

礦石主要發育有殘余結構、次文象結構，其次為鑲邊結構。金屬硫化物主要以交代殘余結構狀分布在脈石礦物之間（圖2）。

透輝石和閃鋅礦交代磁鐵礦呈不規則狀，黃銅礦沿磁黃鐵礦解理、晶粒之間交代，透輝石交代蝕變黑柱石等呈殘余狀，閃鋅礦交代毒砂呈殘余狀（圖2a）。黃銅礦交代脈石呈不規則樹葉狀，呈次文象結構（圖2b）。

2.2 礦石構造

礦石構造主要有脈狀充填構造、浸染狀構造、條帶狀構造和塊狀構造。黃銅礦和磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦以脈狀充填于凝灰質砂巖脈石礦物中（圖3a）；閃鋅礦和黃銅礦或方鉛礦和閃鋅礦沿脈石礦物集合體間隙、裂隙呈浸染狀分布（圖3b）；黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦沿與巖層平行的裂隙或微層理進行交代呈密集條帶狀構造（圖3c）；磁鐵礦沿大理巖強烈交代形成塊狀構造（圖3d）。

3 礦石主要礦物的嵌布特征

閃鋅礦顏色分為暗褐紅色、紅褐色、黃褐色3種，一般為他形—半自形，粒徑0.02～0.12 mm，褐紅色閃鋅礦粒度大者達1.5 mm，屬不均勻、不等粒嵌布，在晶體集合體中可見到較規則的解理。閃鋅礦多呈不規則的粒狀及其集合體以分散星點浸染狀分布于礦石中，或沿透輝石、透閃石的晶紋、裂隙間充填或交代，形成不規則的粒狀、脈狀和網脈狀，尚有少量閃鋅礦分布在塊狀方鉛礦的裂隙中，或被方鉛礦包裹呈孤島狀分布，還有少量與黃銅礦緊密連生，沿著脈石裂隙或晶粒間產出，少量閃鋅礦包裹著黃銅礦微晶或包裹著方鉛礦或脈石礦物。

黃銅礦的形成有2個成礦階段三個世代，第一世代呈他形粒狀，粒徑0.05～0.1 mm，或由固溶體分解不完全而呈乳滴狀出溶分布于閃鋅礦中。第二世代呈粒狀集合體，集合體中可見有葉片狀方黃銅礦，黃銅礦在閃鋅礦集合體邊緣呈鑲邊結構。第三世代呈細脈狀、脈狀穿插在矽卡巖中。黃銅礦與閃鋅礦、方鉛礦、毒砂、透閃石、透輝石連生，連生界線不規則，往往呈港灣狀。主要礦物顯微鏡下嵌布特征見圖4。

4 目的礦物的嵌布粒度

鐵閃鋅礦多呈他形—半自形粒狀結構，分布在比較自形的石榴石之間，與不透明礦物關系密切，部分與不透明礦物共生分布在裂隙中，常含微細粒狀黃銅礦包裹體，粒度0.03～0.5 mm，多數在0.1～0.3 mm，約占金屬礦物的10%。

黃銅礦是最主要的含銅礦物，呈黃色，微細粒者多分布在閃鋅礦中，少數沿裂隙充填，多呈細粒他形—半自形粒狀結構，粒度為0.02～1.2 mm不規則粒狀，多數在0.2～0.5 mm，集合體在0.5～3.5 mm，約占金屬礦物的20%。-3 mm試樣篩分分析結果見表2。

由表2可知，原礦中銅和鋅的分布規律相似，大部分分布于+0.15 mm與-0.045 mm粒級；錫主要分布在細粒級顆粒中，這加大了錫的回收難度。

5 主要元素在礦石中的賦存狀態

根據礦石礦物含量和鋅、銅物相分析，鋅、銅在礦石中的平衡分布見表3、表4。

由表3、表4可知，鋅主要以硫化物形式存在，主要分布在鐵閃鋅礦中，其鋅占總鋅的93.91%；賦存在脈石礦物中的鋅占總鋅的6.09%，因此單獨分選鐵閃鋅礦，鋅的理論回收率約為94%。銅主要以黃銅礦形式存在，占總銅的92.33%，其他形式的銅占7.67%，因此單獨分選黃銅礦，銅的理論回收率約為92%。

6 影響選礦的礦物學因素

6.1 鋅銅賦存形式的影響

礦石中的鋅主要以硫化物形式存在，但硫酸鹽和脈石中的鋅主要以微細固溶體或包裹體的形式存在，無法通過細磨的方法將其分離，因此這部分鋅將無法回收。礦石中的銅主要以黃銅礦的形式存在，氧化物中銅和脈石礦物中的銅將無法通過浮選回收，這部分的銅將在尾礦中損失。

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6.2 鋅銅礦物結構的影響

礦石中的鐵閃鋅礦、黃銅礦主要以交代殘余結構、文象結構形式存在，往往充填或包裹于榴子石、陽起石、透閃石等礦物中，交代結構的礦石容易造成部分閃鋅礦、黃銅礦在磨礦后被磁鐵礦和脈石礦物顆粒罩蓋，難以分離。部分黃銅礦呈固溶體分離結構，沿磁黃鐵礦粒間與雙晶面呈微細粒分布，這部分黃銅礦因粒度細而無法回收。

6.3 磁黃鐵礦的影響

由于磁黃鐵礦與目的礦物閃鋅礦、黃銅礦為共生關系，因此在選礦過程中磁黃鐵礦易隨閃鋅礦、黃銅礦進入鋅精礦、銅精礦中，從而降低鋅、銅精礦品位。此外，鋅、銅也易隨磁黃鐵礦進入尾礦，從而影響鋅、銅的回收率。

根據以上工藝礦物學研究結果，鋅銅多金屬礦小型試驗采用試驗擬定的浮—重—磁聯合試驗流程，優先浮銅再浮鋅，尾礦磁選鐵后重選錫的流程對該礦石進行選別。通過對原礦選擇性磨礦，磨礦細度為-0.074 mm65%，石灰作pH值調整劑，硫酸鋅為抑制劑，亞硫酸銅和丁基黃藥作為活化劑和捕收劑，全流程可獲得產率2.82%、銅品位23.99%、銅回收率77.79%的銅精礦；產率3.97%、鋅品位35.08%、鋅回收率78.23%的鋅精礦；產率0.45%、錫品位61.78%，錫回收率55.60%的錫精礦；產率9.67%、鐵品位63.88%、鐵回收率27.58%的鐵精礦。礦石中的銀有50.51%進入銅精礦和鋅精礦中，實現了鋅、銅、錫、銀、鐵的綜合回收，達到了綜合利用的效果，避免了資源浪費。

7 結論

（1）矽卡巖型鋅銅多金屬礦床伴生錫、鉛、磁鐵、銀、銦，礦石中的目的礦物為鐵閃鋅礦、黃銅礦、鐵閃鋅礦、磁鐵礦、錫石，脈石礦物主要有石榴子石、綠簾石、陽起石、方解石等。

（2）硫化物集合體與磁黃鐵礦的嵌布粒度中等，黃銅礦多以浸染狀分布在脈石礦物間或包裹在磁黃鐵礦中，不易全部分離，因此銅回收率僅達到77.79%。

（3）礦石中存在貴金屬銀，銀與銅、鋅共生，在浮選鋅、銅時可回收50%的銀。

（4）礦石中的錫、鐵可在浮選銅、鋅后的尾礦增加磁選和重選流程，可回收55.6%的錫和27.58%的鐵，達到資源綜合利用的目的，經濟效益顯著。