九江某含銅多金屬礦工藝礦物學研究*

帥途 朱亮亮 陳江安 阮華東

（1.山東龍佰鈦業(yè)科技有限公司；2.江西理工大學資源與環(huán)境工程學院；3.江西銅業(yè)集團武山銅礦）

九江某銅礦礦物組成復雜，銅礦物結(jié)構(gòu)多樣，選別困難，回收率不高。為了找出該銅礦回收困難的原因，對該銅礦的嵌布特征、銅的賦存狀態(tài)及銅的共生關系進行了深入研究［1-3］。透反偏光光學顯微鏡下初檢表明，礦石中的銅礦物具有嵌布特征復雜，嵌布粒度細微等特點，但是傳統(tǒng)顯微鏡存在因為顆粒微細而導致識別缺陷的問題［4-8］；其次，采用人工分析含金礦物容易產(chǎn)生誤差。MLA（Mineral Liberation Analyser，簡稱MLA）是美國Thermo Fisher 公司開發(fā)的工藝礦物學參數(shù)自動定量分析測試系統(tǒng)［9-12］。基于MLA 對該銅礦進行分析，對于細粒及微細粒含銅礦物等的鑒定將取得良好的效果［12-17］。

1 礦樣性質(zhì)

礦樣取自九江某銅礦，對樣品進行化學多元素及銅、金物相分析，結(jié)果見表1～表3。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

注：礦樣細度為-0.075 mm65%。

由表1～表3 可知，原礦中的銅品位為0.84%，是主要回收對象；硫含量為8.64%，鉛、鋅含量分別為0.088%和0.18%，金、銀含量分別為0.39，15.30 g/t，可作為綜合回收對象；主要脈石組分為SiO2和CaO，其次為MgO 和Al2O3，K2O、Na2O 含量少，礦石中較高的碳含量說明有較多的碳酸鹽礦物存在。銅主要以原生硫化銅形式存在，分布率達88.09%，其余主要為次生硫化銅，分布率占10.12%，兩者合計達98.21%；回收全部硫化銅礦物，理論上應有較高的回收率。金的分布較為分散，在-0.075 mm65%的細度下，單體及裸露金僅占12.82%，硫化物中包裹金也只占33.33%，大部分金分散包裹嵌布在碳酸鹽和硅酸鹽脈石中，其合計分布率達53.85%；因此，金大部分不能隨硫化物回收。綜合化學成分看，區(qū)內(nèi)礦石為含金銀鉛鋅原生硫化銅礦。

2 礦物組成及含量

經(jīng)鏡下鑒定、X 射線衍射、掃描電鏡和MLA 分析查明，礦樣的礦物種類復雜，銅礦物主要為黃銅礦，其次為斑銅礦、銅藍，少量輝銅礦、黝銅礦，但未發(fā)現(xiàn)孔雀石或赤銅礦等氧化銅礦物。鋅礦物主要為閃鋅礦，鉛礦物主要為方鉛礦，其他金屬硫化物主要為黃鐵礦，偶見磁黃鐵礦。少量鐵物為磁鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物種類較多，含量較高的是石英、方解石、白云石、石榴石、輝石，其次有角閃石、長石、綠泥石等，此外尚有少量云母、蒙脫石、磷灰石、金紅石等。原礦X 射線衍射分析結(jié)果見圖1，主要礦物含量見表4。

3 主要礦物的產(chǎn)出形式

原礦中的銅礦物主要為黃銅礦，其次為斑銅礦、銅藍及很少量的輝銅礦、黝銅礦。

（1）黃銅礦是選礦富集回收的主要目的銅礦物，其主要呈粒狀、不規(guī)則粒狀，部分呈彎曲狀、鋸齒狀、細脈狀等復雜形狀。黃銅礦粒度一般在0.02～0.30 mm，個別粗粒者可達0.5 mm 以上，少量細粒者小于0.01 mm，較粗粒的黃銅礦中有時包裹極微粒的黃鐵礦，大部分黃銅礦包裹或連生嵌布在脈石中，較細粒者多呈浸染狀嵌布，少量較粗粒礦物呈單體產(chǎn)出。部分黃銅礦產(chǎn)生蝕變形成斑銅礦、銅藍，部分沿邊緣氧化生成褐鐵礦。黃銅礦常與黃鐵礦同時出現(xiàn)嵌布在脈石基底中，部分與黃鐵礦、磁黃鐵礦緊密交生，少量微細粒者包裹在黃鐵礦中（圖2）。

（2）斑銅礦、銅藍為黃銅礦蝕變產(chǎn)生的次生硫化銅礦物，以斑銅礦居多，銅藍較少，二者常呈過渡狀態(tài)同時出現(xiàn)。礦物形態(tài)主要呈不規(guī)則粒狀，部分礦物中包裹蝕變殘余的黃銅礦或黝銅礦，粒度遠較黃銅礦細小，一般在0.10～0.10 mm，產(chǎn)出形式與黃銅礦基本相同，多與黃鐵礦同時出現(xiàn)嵌布在脈石中（圖3）。

（3）黝銅礦含量很少，偶爾出現(xiàn)。粒度微細，一般在0.05 mm 以下，常包裹在斑銅礦或黃銅礦中（圖3）。

（4）黃鐵礦為原礦中含量最多的金屬硫化物，形態(tài)多為自形、半自形粒狀，少量為不規(guī)則狀，部分礦物呈碎裂狀。粒度總體較黃銅礦粗，一般在0.03～0.50 mm，部分粗粒者可達0.8 mm 以上，但亦有少量0.01 mm 以下的微粒。在-2 mm 已有較多的單體出現(xiàn)，但少量較粗的黃鐵礦中包裹有微細的黃銅礦，部分0.02 mm的微細黃鐵礦包裹在較粗粒的黃銅礦中。

（5）方鉛礦為主要鉛礦物，但含量很少，呈粒狀、不規(guī)則粒狀，粒度基本在0.2 mm 以下，一般在0.01～0.15 mm。礦物常與閃鋅礦鑲嵌分布在脈石中，少量呈單體出現(xiàn)（圖4）。

（6）閃鋅礦是主要鋅礦物，含量較方鉛礦多，形態(tài)變化較大，呈粒狀、不規(guī)則狀，粒度較方鉛礦略粗，基本在0.3 mm 以下，一般在0.015～0.2 mm。礦物中有時包裹微粒黃銅礦或黃鐵礦，少量以微粒狀分散在銅礦物中。礦物常與方鉛礦鑲嵌分布在脈石中，少量呈單體出現(xiàn)（圖4）。

（7）鐵礦物為很少量的磁鐵礦和褐鐵礦。磁鐵礦呈粒狀，邊緣常有部分氧化現(xiàn)象，多嵌布在脈石中，與銅礦物關系不密切。褐鐵礦多呈不規(guī)則狀，部分與脈石交生分布，部分為黃銅礦氧化形成，常沿黃銅礦邊緣嵌布，與銅礦物有緊密嵌布關系。

（8）脈石礦物。礦樣中脈石礦物種類較多，含量較高的是石英、方解石、白云石、石榴石、輝石，其次為角閃石、長石、綠泥石等，總體為矽卡巖礦物組合。石英可呈較粗粒半自形、他形粒狀，常呈團塊狀集合體產(chǎn)出。方解石常有較好的結(jié)晶程度和較粗顆粒，少部分呈細晶狀；白云石多以細晶集合體產(chǎn)出。石榴石主要為鈣鐵榴石種類，常有較粗顆粒，多與輝石、角閃石鑲嵌出現(xiàn)，并常穿插石英、方解石細脈。輝石呈粒狀，裂紋明顯，常與角閃石、石榴石交生出現(xiàn)。長石主要為斜長石類，柱粒狀，多有碎裂細化，部分呈較粗晶粒產(chǎn)出。綠泥石多呈不規(guī)則團塊狀集合體，與方解石、輝石等其他礦物鑲嵌分布。這些脈石礦石主要集中呈集合體狀態(tài)產(chǎn)出，其中嵌布少量金屬礦物；少量嵌布在以黃鐵礦、黃銅礦為主的金屬礦物間隙中，在選礦中需細磨去除。

4 -2 mm原礦中銅硫礦物的嵌布粒度

為給制訂合理的選礦工藝流程及適當?shù)哪サV細度提供依據(jù)，采用MLA 法對礦石中的銅礦物、鉛礦物、閃鋅礦和黃鐵礦的嵌布粒度進行了測定，其中銅礦物將黃銅礦、斑銅礦、銅藍及黝銅礦作為整體銅礦物測定。粒度測定結(jié)果見表5。

注：銅礦物包括黃銅礦及斑銅礦、銅藍、黝銅礦等，不同銅礦物的復合體作為同一礦物顆粒測定。

由表5 可知，4 類礦物中以黃鐵礦粒度最粗，銅礦物次之，方鉛礦最為細小。幾種目的礦物的嵌布粒度大小順序總體為黃鐵礦＞銅礦物＞閃鋅礦＞方鉛礦，各種礦物粒度上均具有一定程度的不均勻嵌布特點。銅礦物總體屬細粒嵌布，+0.074 mm 占60.18%，+0.037mm 占82.52%，+0.019mm 占95%。由于黃鐵礦粒度較黃銅礦粗，對應粒級累計均在黃銅礦之上，因此在磨礦過程中解離度會高于黃銅礦。方鉛礦和閃鋅礦粒度較細小，+0.074 mm 分別占40.25%和58.58%，從礦物粒度考慮，在磨礦過程中解離度會低于黃銅礦。需要說明的是，由于礦樣粒度為-2 mm 破碎樣，其中部分目的礦物已呈單體狀態(tài)，因此單從礦物粒度分布上不能判定所需的磨礦細度，礦物解離情況應以解離度測定為準。

5 -2 mm原礦中銅硫礦物的解離度

對-2 mm 原礦中銅礦物和黃鐵礦的解離度進行測定，結(jié)果見表6。

注：銅礦物包括黃銅礦及斑銅礦、銅藍、黝銅礦等，不同銅礦物的復合體作為同一礦物顆粒測定。

由表6 可知，-2 mm 原礦中部分銅礦物呈單體產(chǎn)出，而黃鐵礦已大部分呈單體存在，銅礦物和黃鐵礦的解離度分別達34.5%和59.5%，顯然其解離度較低，需磨礦后入選。

6 結(jié)論

（1）某含銅多金屬礦中銅品位0.84%，硫含量8.64%，鉛、鋅含量分別為0.088%和0.18%，金、銀含量分別為0.39，15.30 g/t，銅、硫為礦樣中的主要有價元素，鉛、鋅含量均很低。

（2）銅主要以原生硫化銅狀態(tài)存在，其分布率達88.09%；其余主要為次生硫化銅，分布率占10.12%，二者合計達98.21%；回收全部硫化銅礦物，理論上應有較高的回收率。

（3）金的分布較為分散，在-0.075 mm65%的細度下，單體及裸露金僅占12.82%，硫化物中包裹金也只占33.33%，大部分金分散包裹嵌布在碳酸鹽和硅酸鹽脈石中，其中合計分布率達53.85%；因此，金大部分不能隨硫化物回收。

（4）主要脈石組分為SiO2和CaO，其次為MgO 和Al2O3，K2O、Na2O含量少，礦石中較高的碳含量說明有較多的碳酸鹽礦物存在。

（5）目的礦物的嵌布粒度大小順序總體為黃鐵礦＞銅礦物＞閃鋅礦＞方鉛礦，各種礦物粒度上均具有一定程度的不均勻嵌布特點。

（6）銅礦物總體屬細粒嵌布，+0.074 mm 占60.18%，+0.037 mm 占82.52%，+0.019 mm 占95%。方鉛礦和閃鋅礦粒度較細小，+0.074 mm 分別只占40.25%和58.58%，從礦物粒度考慮，在磨礦過程中其解離度會低于黃銅礦。-2 mm 原礦中銅礦物和黃鐵礦的解離度分別達34.5%和59.5%。

（7）由于黃鐵礦粒度較黃銅礦粗，對應粒級累計均在黃銅礦之上，因此在磨礦過程中解離度會高于黃銅礦。