闽西某铅锌尾矿工艺矿物学研究

晏全香，蒋丰明

(福州大学紫金矿业学院，福建福州350116)

闽西某铅锌尾矿工艺矿物学研究

晏全香，蒋丰明

(福州大学紫金矿业学院，福建福州350116)

利用XRD、SEM、MLA自动检测等技术对闽西地区某铅锌尾矿进行工艺矿物学分析，主要进行化学组成、矿物组成、解离度以及主要金属矿物的嵌布特征、元素赋存状态等研究.结果表明:尾矿中硫和铁元素含量较高，品位分别为8.07%和25.90%，具有回收价值，含铁矿物主要是磁黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿等;矿石粒度分布较不均匀，但含铁矿物主要是粗颗粒形态，单体解离度高.

铅锌尾矿;工艺矿物学;嵌布特征;闽西

0 引言

矿产资源不可再生的特点，使得可供人类工业利用的资源日趋减少［1］.特别是近代大工业的建立，世界各国正以前所未有的规模和速度消耗着地下资源，资源危机已成为当今世界一个普遍性的社会问题［2］.充分合理地利用有限的矿产资源，加强资源综合利用，高效合理回收矿石中有用组分，是应对这一问题的有效途径［3］.本研究对某尾矿进行工艺矿物学分析，为综合回收尾矿中的有价资源提供基础数据.

1 试样采取与制样

尾矿样采自福建某矿山尾矿库，经晾干后混匀、缩分、取代表性试样.利用XRD、SEM、MLA等测试方法，对矿样的化学成分、矿物成分、单体解离度、嵌布关系等进行系统分析［4］.

2 矿石基本组成

2.1 矿样的化学组成

该尾矿矿样化学组成分析结果见表1.

从表1可看出矿样中含有多种元素成分，其中SiO2含量34.45%、Fe元素含量25.90%和S元素含量8.07%较高，其次为Ca(6.72%)、Al2O3(6.07%)、Mg(1.97%)，其它元素含量较低，如Zn(0.208%)、Cu(0.027%)和Pb(0.187%)等，因此可不考虑这些金属的回收.

2.2 矿样的矿物组成

尾矿样的X－射线衍射分析图谱见图1.从图1 XRD图谱衍射峰分析可知:矿样中主要矿物为石英、绿帘石和磁黄铁矿;同时还含有少量黑云母、磁铁矿、黄铁矿等.为了进一步了解矿样中的矿物组成和含量，采用MLA(矿物自动分析仪)进行测定，仪器分析结果见表2.

表2 矿石矿物组成及含量Tab.2Mineral composition and content in ore

注:MLA测试两个级别+0.045mm、－0.045mm的数据，并根据分级数据换算得到原样数据［1］.

由表2可知，该尾矿中金属矿物主要是磁黄铁矿，含量18.06%，其次是磁铁矿和黄铁矿，占8.21%和4.22%，其它金属矿物相对含量较低.绿帘石、石英、辉石和阳起石构成主要的脉石矿物，另含少量钾长石和黑云母等.

表3 矿样粒度组成Tab.3Particle－size distribution in ore

2.3 矿样的粒度组成

采用筛分分析该尾矿样的粒度组成，包括粒级(d)、各粒级产率(γ)、筛上正累积产率(γ+)和筛下负累积产率(γ－).结果见表3.从该尾矿的粒级筛分结果来看，矿样主要集中于－0.250 mm+0.074 mm粒级范围，详见表3.筛上正累积产率84.46%，表示颗粒粒度大于0.074 mm部分的质量分数为84.46%，筛下累积产率显示，颗粒小于0.250 mm部分的质量分数为75.05%.矿样粒度分布较不均匀，矿石粗、细粒级含量相对较少，－0.250 mm+ 0.074 mm的中等粒级含量多.

3 主要矿物嵌布连生状态

在明确矿样的元素组成和物相组成等基础上，进一步分析原矿中主要目的矿物的嵌布特性和共生关系，对后续处理尤为重要［5］.除硅、氧、铝外，该矿石中铁和硫含量较多，主要分布在含铁矿物中，因此理论上可通过回收尾矿中的磁黄铁矿、磁铁矿和黄铁矿来回收铁和硫;另外，黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等金属矿物含量较低，常与其他非金属矿物嵌布连生［6］.磁黄铁矿连生包裹情况见图2和图3.

原尾矿中磁黄铁矿含量18.06%，其粒度分布变化较大，粒度最大的大于100 μm，最小的仅几微米，但粒度总体偏粗.图2所示，偏光显微镜反射光下观察分析发现:大部分磁黄铁矿发生碎裂，形成碎裂结构;另外有少量磁黄铁矿在硅酸盐脉石矿物中呈稠密浸染状分布，聚集形成条纹带状结构;除此之外，图3中扫描电镜下还发现部分磁黄铁矿中包含着微粒－细粒方铅矿、闪锌矿等，形成包裹体结构.

显微镜和扫描电镜下观察发现，原矿样品中黄铁矿主要呈现中粗粒的单体形式，少量黄铁矿与硅酸盐矿脉石连生，详见图4.此外，其与方铅矿关系密切，部分黄铁矿中包裹微粒－细粒方铅矿，详见图5.磁铁矿呈不规则形态，部分磁铁矿中包含方铅矿等硫化物，详见图6.黄铜矿则呈他形粒状结构单独出现，与硅酸盐脉石矿物连生或被包裹，详见图7.

利用矿物自动分析仪MLA分析本矿样连生情况，方铅矿和闪锌矿分析结果见图8.图8(a)显示，矿样中方铅矿粒度小于0.03 mm，多呈他形不规则粒状结构，也见立方体，八面体或两者聚形，粒度粗细不匀，常见方铅矿被辉石、阳起石、绿帘石等硅酸盐矿物以及石英包裹;亦见方铅矿被其它硫化物或磁铁矿包裹;少量方铅矿与闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿嵌布连生.

图8(b)中显示，矿样中闪锌矿粒度小于0.04 mm，呈他形粒状或粒状集合体结构，有的呈板柱状、乳滴状结构，通常见其与方铅矿或黄铜矿紧密共生.闪锌矿主要与方铅矿、石英等呈溶蚀状嵌布连生，以及被阳起石、绿帘石、绿泥石、辉石等硅酸盐矿物包裹;少数闪锌矿被黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等矿物包裹.

4 矿物MLA解离度测定

分析矿石中金属矿物解离结果见表4.

表4 金属矿物的解离情况Tab.4Dissociation of metal minerals

了解原矿样的单体解离度，对指导后续金属矿物的回收提供了重要依据［7］.从表4中可以看出，原矿样中黄铁矿单体解离度为97.3%、磁黄铁矿95.0%、磁铁矿92.0%，数值远高于其他金属矿物，黄铜矿36.2%、闪锌矿68.0%和方铅矿30.1%，这些矿物未解离部分多与石英和硅酸盐矿物连生，较少与硫化物矿物连生［8］.从不同粒级矿物的解离情况来看，+0.045 mm粒级矿物单体解离低于－0.045 mm粒级.综上，铁矿物是尾矿样中的主要金属矿物，并且黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等含铁矿物单体解离度远高于其他金属矿物，除了硫和铁，其他金属元素含量很低.矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程、预测选别指标的重要依据［9］.从尾矿综合回收利用角度考虑，根据该矿样矿物成分、元素含量、赋存状态等工艺矿物性质分析，可确定该尾矿中主要回收对象为铁和硫［10］;较高的单体解离度，可有效缩短硫铁回收工艺中的磨矿作业，甚至不需要磨矿而直接浮选［11］.通过分析矿石工艺矿物学性质，制定合理分选流程，有利于回收有价元素，综合利用资源，同时降低成本.

5 结语

1)利用XRD、SEM、MLA、化学分析等检测技术进行工艺矿物学分析，为优化回收工艺提供基础理论依据.该铅锌尾矿中SiO2含量34.45%、Fe元素含量25.90%和S元素8.07%，其次为Ca 6.72%、Al2O3(6.07%)、Mg(1.97%)，其它元素含量较低.现有技术条件下主要考虑回收硫和铁.粒度分析结果显示，颗粒粒度大于0.074 mm部分的质量分数为84.46%，矿样粒度分布较不均匀，中等粗粒级含量多.

2)尾矿中金属矿物以磁黄铁矿为主，其矿物含量为18.06%，其次是磁铁矿和黄铁矿，其矿物含量分别为8.21%和4.22%，其它金属矿物含量相对较低;非金属矿物以绿帘石、石英为主，同时含有阳起石和辉石等.MLA、SEM等检测分析显示，尾矿中各矿物嵌布关系复杂，磁黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿主要以粗颗粒单体形式存在，单体解离度远高于其他金属矿物，黄铜矿、闪锌矿、方铅矿多与石英和硅酸盐矿物连生.

3)硫和铁元素主要分布在黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等含铁矿物中，采用磁选和浮选方法综合回收利用;尾矿中剩余大量的脉石矿物，也可通过加工硅酸盐矿物达到综合利用.磁黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿较高的单体解离度，可缩短浮选回收硫、铁前的磨矿作业，也可不经磨矿而直接进入浮选，有利于综合回收过程中的成本控制.

［1］蒋丰明，余新民，晏全香.福建峰岩型铅锌尾矿工艺矿物学研究［J］.有色金属(选矿部分)，2014(4):5－8.

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［3］杨晓文，孙晓华，贾宗勇等.青海某低品位铅锌矿工艺矿物学研究［J］.矿产保护与利用，2014(5):39－42

［4］卢静文，彭晓蕾.金属矿物显微镜鉴定手册［M］.北京:地质出版社，2010.

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(责任编辑:蒋培玉)

Process mineralogy research on the lead－zinc tailings in West Fujian

YAN Quanxiang，JIANG Fengming
(College of Zijin Mining，Fuzhou University，Fuzhou，Fujian 350116，China)

The process mineralogy research on the lead－zinc tailings in the West of Fujian Province，was studied in this article，by using X－ray diffraction(XRD)，Scanning electron microscope(SEM)，Mineral liberation analyzer(MLA)，etc.The chemical composition，mineral composition，degree of dissociation and the occurrence state of main valuable minerals，were investigated.The results show that the sulfur and iron in tailings have the recovery value，which exist in the form of pyrrhotite，pyrite and magnetite with 8.07%and 25.90%grade respectively.The iron bearing minerals are mainly coarse particles，and the monomer dissociation degree is high.

lead－zinc tailings;process mineralogy;dissemination characteristics;West Fujian

TD952

A

10.7631/issn.1000－2243.2016.06.0863

1000－2243(2016)06－0863－05

2015－07－25

晏全香(1982－)，讲师，主要从事矿物综合利用、矿物加工工艺的研究，Yanlady@163.com.

福建省高校产学研重大资助项目(2012Y4008);福建省自然科学基金资助项目(2012J05092)