云南多金属锡矿工艺矿物学研究

高云川

(云南铝业股份有限公司，云南呈贡650502)

0 引 言

我国锡资源储量位居世界首位，但是其矿存在着贫、细、杂以及多金属矿的特点，属于比较难选矿石［1］。云南文山都龙矿区，是 Zn、Sn、Cu、As、S和Fe共生的多金属矿床，并伴生有 In、Cd、Ge、Ga、Ag 等稀贵金属［2］。其中 Zn、Sn、As 以及 In、Ag、Cd的规模储量为大型，是我国继云南个旧和广西大厂之后的又一大型、含有大量共伴生稀贵金属的锌锡多金属硫化矿床。都龙矿区是老君山锡锌多金属成矿区的主要矿田，已探明Sn、Zn金属储量分别占成矿区的83%和98%［3］。矿石中各种金属的赋存状态极其复杂，为有价金属的分选和冶炼综合利用回收带来极大的困难，特别是锡金属回收率仅30%。根据系统查定，流失于尾矿中的Sn，大多数是＜37 μm的细粒级锡石。这部分细粒锡石，采用具国内先进水平的云锡摇床重选工艺也难以回收。为此确切查明Sn的赋存状态，对Sn的利用具有重要的理论和现实意义。

1 矿石的基本特征

1.1 矿石的多元素分析

主要化学成分分析结果见表1。从表1可看出，可供回收的元素为Cu、Sn、Zn和Fe，其中伴生元素SiO2、CaO的含量较高，其他元素含量较低。

表1 主要化学成分分析结果Tab.1 Analysis results of main chemical component

1.2 锡化学物相分析

Sn的物相分析结果见表2。由表2可知，矿石中的锡矿物主要以锡石的形式存在，其分布率高达86．256%，后续的锡金属选矿主要回收矿物为锡石。

表2 锡的物相分析结果Tab.2 Analysis results of tin phase

1.3 矿物的组成

矿石中的矿物组成比较复杂，重要金属元素Cu、Zn、Fe、Sn、S 等都主要以独立矿物形式存在。其中，锌矿物主要为闪锌矿;Fe除以磁铁矿形式产出外，多赋存在磁黄铁矿、黄铁矿及硅酸盐矿物中;Sn的独立矿物主要为锡石。脉石矿物主要为辉石、石英、云母、绿泥石、方解石、滑石以及长石、萤石、磷灰石、榍石、钙铁榴石、电气石等，其中以硅酸盐矿物为主，其次为碳酸盐矿物。

图1 锡石(Ct)分布于磁黄铁矿(Po)、闪锌矿(Sp)、绿泥石(Che)、石英(Q)和金云母(1)中Fig.1 Cassiterite distributes in pyrrhotite(Po)，sphalerite(Sp)，chlorite(Che)，quartz(Q)and gold mica(1)

1.4 锡的矿物特征

(1)锡石。锡石为复四方双锥晶类，常见双锥状、锥柱状、板状;有时呈长柱状、针状、半自形晶粒状;也有的呈不规则粒状、球粒状等;少量呈葡萄状、隐晶质团粒、质点状、弥漫状分布的木锡石［4］。矿区中锡石的颜色与锡石混入的杂质成分不同有关。故锡石在透射光下呈浅黄、浅褐、棕红色，质点状者呈棕灰色，葡萄状者多呈深褐色，无色透明者较少。入射光下呈浅灰色、略带棕色色调的灰色，非均质性明显，内反射白色至淡棕色。锡石裂理发育，可形成彩色环带。锡石呈它形不规则粒状、细长柱状分布于磁黄铁矿和闪锌矿等矿物中，见图1。

(2)黄锡矿。黄锡矿主要呈不规则粒状，长粒状，自形晶体少见。黄锡矿生成时间较晚，常呈细粒它形晶，充填于先期形成的矿物之间，或呈细小晶粒被包裹于其它矿物中，见图2。入射光下呈浅灰色略带橄榄棕色色调，微弱的双反射和反射多色性，清楚的非均性。

2 锡的载体矿物与嵌布特征

2.1 锡矿物在载体矿物中的分布

矿石中锡矿物的载体矿物种类丰富，主要有磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿及黑云母、金云母、石英、萤石、电气石、斜长石、绿泥石和碳酸盐等。通过大量统计，锡矿物在载体矿物中的分布见表3。由表3可知，矿石中的脉石矿物是锡石最主要载体矿物，产于脉石中的锡石占统计总量的66．06%;磁黄铁矿是锡石的次要载体矿物，产于磁黄铁矿中的锡石占统计总量的28．3%;产于闪锌矿中的锡石较少，占锡石总量的4．9%。

图2 黄锡矿(Stn)呈它形粒状、长粒状分布包裹于磁黄铁矿(Po)与闪锌矿(Sp)与石英(Q)之间Fig.2 Stannite distributed in the form of xenomorphic granular texture and long granular，is encapsulated by pyrrhotite(Po)，sphalerite(Sp)and quartz(Q)

表3 锡矿物的载体矿物统计表Tab.3 Carrier minerals of tin-bearing mineral by statistics

2.2 锡矿物的嵌布粒度

由于锡石在矿石中的嵌布粒度对选矿工艺设计有重要参考价值，故考查锡石在矿物中的粒度分布状况，锡矿物粒度统计结果见表4。矿石中锡石的嵌布粒度相差悬殊，从 ＜0．005～1．0 mm;黄锡矿粒度略小于锡石，在0．002～0．025 mm之间，以0．01～0．02 mm为主;锡矿物粒度主要在 ＜0．05 mm，分布率占统计总数的83．04%，其中 ＜0．005 mm的锡石数量最多，所占比例最高;0．05～0．01 mm占统计总数位居第二;＞0．5 mm粒级的锡矿物仅占统计总数的0．99%。如果用体积计算，＞0．10 mm 粒级的就占了99．31%，选矿中应特别注意细粒级锡矿物的兼收，是提高锡回收率的重要途径。

表4 锡矿物粒度统计结果Tab.4 Grain size of tin-bearing mineral by statistics

2.3 锡矿物的嵌布特征

矿石中锡矿物与多种金属矿物和脉石矿物均有较密切的共生关系。锡矿物与其它矿物的嵌布关系可归纳为包裹型、连生型、粒间型和条带型［5］。

锡石可包裹在石英单晶中，与黑云母、电气石共生;锡石也可作为被萤石包裹的自形晶石英的包裹物产出;锡石还可呈粗晶板状、长锥柱状或它形晶粒状，与石英共生，包裹在泥质中;锡石可呈细小球粒状，被包裹在绿泥石中。可见众多长柱状自形晶锡石的规则连晶，分布于石英中。锡石可产于黄铜矿与电气石粒间，见图3。

图3 锡石(Ct)呈镶边状或稠密浸染状分布于磁黄铁矿(Po)边部与中部Fig.3 Cassiterite distributes in margin and central part of pyrrhotite(Po)in the form of edging shape or densely disseminated

图4 黄锡矿(Stn)分布于石英(Q)、闪锌矿(Sp)、氟镁石(Mg-F)粒间Fig.4 Stannite distributes in quartz(Q)，sphalerite(Sp)and sellaite-fluorite(Mg-F)

锡石可产在萤石的单晶中以及萤石与泥质的交界处;锡石可产于金云母与水白云母之间;锡石与透闪石连生，产在石英边部或闪锌矿隙间;锡石可与闪锌矿连生，产在斜长石与石英之间。黄锡矿产于闪锌矿与石英粒间，与闪锌矿(Sp)呈环状连生，分布于氟镁石(Mg-F)周围，见图4。

经过大量观察与统计，锡矿物在矿石中的嵌布特征见表5。

表5 锡矿物在矿石中的嵌布类型统计结果Tab.5 Dissemination type of tin-bearing mineral in ores by statistics

矿石中的锡矿物主要呈包裹型嵌布在其它矿物中，占统计总数的69．44%，其次是粒间型，占11．50%，而呈连生型的较少，占 11．25%，呈条带型的最少，仅占7．81%。选矿中，呈连生型嵌布的锡矿物不易于解离成单体，特别是黄锡矿，在矿石中常与其它硫化矿物连生产出，不易单独回收。

3 锡矿物的元素组成

由于多数锡石含有少量杂质元素，锡石所含杂质元素的种类和含量，受其载体矿物的种类和微量元素含量特点的影响。锡石不含杂质元素的能谱图，见图5。研究中发现，原矿中锡石含杂质元素较多，见图 6。2/3的锡石含有 Fe，平均0．45%。其中产在阳起石与石英之间的锡石、闪锌矿中的锡石Fe含量较高，产于磁黄铁矿中锡石的Fe含量仅低于闪锌矿中的锡石。产在黑云母、金云母中锡石含Fe最低。产于闪锌矿中的锡石含Cd最高，其次是磁黄铁矿中的锡石，而产于石英、萤石中的锡石含Cd较低。产于磁黄铁矿中锡石的Ga、Ge含量最高。锡石中杂质元素的种类和含量多寡，与矿物沉淀就位的微区地球化学环境有直接影响。

图5 锡石能谱图Fig.5 Energy spectrum of cassiterite

图6 锡石含Cd、In、Ga、Ge能谱图Fig.6 Energy spectrum of cassiterite containing Cd，In，Ga and Ge

4 结 语

(1)锡赋存状态研究查明了锡以锡石和黄锡矿2种矿物相，锡矿物形态、共生矿物及载体矿物种类与分布、锡矿物嵌布特征、类型和粒度，进行了详尽阐述和定量研究，并指出矿石中的锡石绝大多数较易解离成单体，黄锡矿在选矿中将与硫化物流向相似。

(2)锡矿物的载体矿物以脉石为主，占锡矿物总量的66．06%，其次是磁黄铁矿为载体的锡矿物占 28．30%。锡矿物以包裹型嵌布为主，占69．44%，条带型嵌布所占比例最少，仅7．81%。

(3)根据锡矿物粒度统计，＜0．05 mm粒级的锡石共占统计总数83．14%，＞0．5 mm粒级的锡矿物仅占统计总数的0．99%。为了高效回收该矿区的锡石，应该采用阶段磨矿阶段选别的流程，既要使锡石充分单体解离，又要防止过磨泥化，并采用新药剂和新工艺，加强微细粒锡石的回收，是提高锡回收率的重要途径。

［1］王晓，童雄，周永诚．锡石工艺矿物学与选矿工艺［J］．矿冶，2011，20(4):15-19．

［2］杨晓坤，秦德先，冯美丽，等．都龙锡锌矿区曼家寨矿段13号矿体化探元素统计［J］．物探与化探，2009(3)，274-277．

［3］李进文，裴荣富，王永磊，等．云南都龙锡锌矿区同位素年代学研究［J］．矿床地质，2013(4):767-782．

［4］曾令熙，张志成，黄亚琴．西藏索达县锡铜铅锌多金属矿工艺矿物学研究［J］．矿产综合利用，2008(10):22-25．

［5］许志华．锡工艺矿物学［J］．广东有色金属学报，1999(11):79-85．