广西武宣沉积型铅锌硫重晶石矿工艺矿物学研究

杨建文

（湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室，湖南长沙 410100）

广西武宣沉积型铅锌硫重晶石矿工艺矿物学研究

杨建文

（湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室，湖南长沙 410100）

为了确定广西武宣县盘龙矿区铅锌硫重晶石多金属矿资源综合回收最佳工艺，对该矿区有代表性矿样开展了工艺矿物学研究。结果表明：该矿区属于典型的沉积型铅锌硫重晶石多金属矿，矿物组成复杂，主要的目的矿物为重晶石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等，原矿中铅矿物氧化率较高，含有难以回收的铅矾等矿物，主要的脉石矿物为白云石；不同矿物共生关系复杂，矿石中普遍存在着交代结构和相互浸染结构，致使部分可浮性较好的白云石易进入至各精矿之中；矿石中的闪锌矿属于中细粒嵌布，方铅矿和重晶石属于微细粒～细粒嵌布的范畴。根据以上研究成果，建议采用优先浮选、阶段磨矿－选别的方式依次回收铅、锌、硫、重晶石的技术路线。

沉积岩型；多金属矿；工艺矿物学；重晶石

广西武宣盘龙铅锌矿位于大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段［1］，产于泥盆系下统的上伦组白云岩中，属于典型的沉积型矿床［2，3］。同时，盘龙铅锌矿是广西地区重要的大型铅、锌、重晶石等资源产地，经探明，矿区内铅＋锌金属量达到380万t以上［2］，矿区内围岩蚀变主要为重晶石化，与成矿关系密切，矿区内重晶石资源亦具有较高的综合回收价值［4，5］。为了确定该铅锌硫重晶石多金属矿资源开发的最优选矿工艺流程［6］，需进行工艺矿物学研究，以查明该矿工艺矿物学特性，为该矿资源综合开发确定方向性的指导［7］。

1 矿石的物质组成

广西武宣沉积型铅锌硫重晶石矿，其地区于远古时期为大气降水进入深循环系统对流萃取围岩中的成矿物质，并与少量深源岩浆带来的矿质形成含Pb、Zn、S等有价元素的热水沉积，在地质构造迁移挤压过程中通过渗滤交代白云岩生成铅、锌、硫、重晶石为主的多金属矿［8，9］。其特殊的成矿过程亦决定了其特殊的矿石性质，主要特征为：矿石的组成矿物种类繁多，矿物间共生关系非常复杂，金属矿物主要是黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等呈浸染状或微细脉状分布于白云石等碳酸盐脉石矿物之间，不利于选矿。

原矿的工艺矿物学标本呈灰色、褐色、浅灰色碎块，原矿矿石经破碎、掺和、缩分后分别制得分析用代表性矿样，矿样进行多元素分析，结果见表1。

表1 原矿多元素化学分析结果%

由表1可看出，矿石中达到综合回收工业品位的元素有Pb、Zn、S、Ag、BaSO4等，对铅锌进行物相分析，得出主元素的赋存状态见表2。

表2 原矿铅锌物相分析结果%

由表2可看出，原矿中铅的氧化率较高，方铅矿中铅占总铅的71.59%，在自然界中的方铅矿在风化、淋蚀作用下，首先生成可溶盐类的铅矾（PbSO4）或铅铁矾矿物，再演变以碳酸铅为主的白铅矿矿物，所以自然界中大部分的氧化率不高的硫氧混合型铅锌矿中的铅矿物除了方铅矿外主要为可溶盐铅矿物，这增大了铅锌浮选及分离的难度［10］。

结合表1、表2分析及镜下检测、X射线衍射和扫描电镜综合分析查明：广西盘龙铅锌硫重晶石多金属矿属于难处理含白云石沉积型多金属矿，矿石的组成矿物种类较复杂，金属矿物主要是方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，次为毒砂、灰硫锑铅矿及微量磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、斜硫砷铅矿等。脉石矿物主要是白云石、方解石，其次为重晶石、石英、云母等，还有少量的金红石、透辉石、透闪石、并含有易于泥化的高岭土、绿泥石等。矿石中矿物的组成及相对含量见表3。

表3 原矿主要矿物组成%

2 矿石的结构构造

矿石结构构造不仅可以反映矿石形成变化过程中的地质条件和物理化学环境，而且其中有用矿物的形态、粒度和相互之间的嵌布关系也直接决定着选矿的难易程度。

2.1 矿石的结构

矿石结构指组成矿石的矿物结晶程度、颗粒的形状、大小及其空间上的相互关系，亦即一种或多种矿物晶粒之间或单个晶粒与矿物集合体之间的形态特征。本矿石的结构主要有他形粒状结构、交代结构等。

他形粒状结构：主要表现在金属矿物闪锌矿、黄铁矿等不具有完整晶形，呈形态多变的他形粒状产出。

交代结构：主要表现在方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等各金属硫化物之间相互交代、充填、包裹以致形成的较复杂镶嵌关系。

2.2 矿石的构造

根据矿石中矿物集合体形态、大小及其空间结合关系等形态特征，矿样的构造类型主要为浸染状构造、块状构造等。

浸染状构造：主要表现在金属硫化物黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等呈不规则状不均匀地分布于矿石中。

块状构造：少数矿块中磁黄铁矿、闪锌矿、黄铁矿等金属硫化物体积含量较高，混杂交生构成致密状集合体。

3 主要矿物的嵌布特征

3.1 方铅矿

方铅矿是本矿石中选矿富集回收铅的主要目的矿物，根据集合体形态以及与其它矿物的交生关系，可将矿石中的方铅矿分为以下几种嵌布形式：（1）方铅矿与闪锌矿紧密连生，可见方铅矿沿闪锌矿颗粒边沿的张性裂隙充填交代（如图1所示），并见方铅矿沿胶态闪锌矿和黄铁矿的碎裂缝充填交代，呈不规则粒状或脉状分布；（2）方铅矿呈浸染状或微细脉状分布在白云石等脉石中，此种方铅矿粒度一般较细；（3）此外，方铅矿与黄铁矿也是紧密连生，可见少量方铅矿充填于胶态结晶的隐晶质黄铁矿晶粒间微细缝隙中，方铅矿的粒度极微细。总体而言，方铅矿的嵌布特征是集合体形态较不规则、与交生矿物之间的嵌连关系较为复杂、粒度不均匀，为保证获得较高品位的铅精矿，建议采用适当的细磨工艺［11］。

图1 方铅矿沿闪锌矿边缘裂隙充填交代闪锌矿

3.2 闪锌矿

闪锌矿为矿样中主要锌矿物，为有价伴生回收目的矿物之一。本矿石的闪锌矿数量较多，嵌布关系也较复杂。主要有以下几种嵌布方式：（1）闪锌矿与黄铁矿关系密切，闪锌矿沿微晶黄铁矿碎裂缝充填交代，闪锌矿中常含微粒黄铁矿（如图2所示）；（2）闪锌矿呈自形晶粒状分布在白云石中，且有微晶黄铁矿伴生其间，有时见闪锌矿含有微细的方铅矿、黄铁矿或石英包裹体；（3）少量闪锌矿充填于石英晶洞中，并与方铅矿伴生。

图2 闪锌矿呈脉状充填于微细结晶的黄铁矿裂缝中

3.3 黄铁矿

黄铁矿主要呈他形粒状分布于矿石中。主要有两种嵌布形式：（1）黄铁矿呈微晶集合体形式分布在脉石中（如图3所示），有时黄铁矿中有方铅矿或闪锌矿充填于微晶黄铁矿粒间或裂隙中；（2）黄铁矿呈丝网状、星点状分布于白云石的缝隙中。

图3 微晶黄铁矿集合体分布于脉石中

3.4 重晶石

矿石中的重晶石（BaSO4）与天青石（SrSO4）为类质同象系列矿物，Ba与Sr可完全类质同象替代。本矿石中重晶石单矿物分析：Ba 56.68%、Sr 1.11%、Pb 0.029%、Zn 0.02%，即BaSO496.31%、SrSO42.33%。重晶石呈白色，晶体呈板状或柱状，半透明，玻璃光泽，解理面珍珠光泽，莫氏硬度3～3.5，密度4.5 g／cm3。重晶石呈板状晶与石英连生，有时见有方铅矿充填于重晶石晶粒间缝隙中（如图4所示）。

3.5 脉石矿物

矿石中脉石矿物种类较多。矿石中非金属矿物除了具有工业价值的重晶石外，主要为白云石，其次是石英、云母，少量透辉石、透闪石、含钡长石、绿泥石、高岭土等。其中白云石大多为粒度细小的不规则他形粒状，同时白云石可浮性较好，有少量微细粒包裹态的白云石与重晶石连生，由于白云石与重晶石可浮性接近，其在浮选过程中易夹杂进入至重晶石精矿中影响到重晶石的品位。石英多为细小片状、鳞片状，在大多数块矿中均常见，与白云石交生。多水高岭石为细小的鳞片状，大部分矿块中均可见，但不均匀，常与石英等其它脉石矿物混杂交生构成各种金属硫化物的嵌布基底。

图4 细粒白云石（Cb）、方铅矿（Gn）嵌布于重晶石（Brt）内部

4 主要目的矿物的嵌布粒度

矿石中主要矿物的粒度组成及其分布特点对确定磨矿细度和制定合理的选矿工艺流程有着直接的影响。为此，在镜下对矿石中的方铅矿、闪锌矿、重晶石的嵌布粒度进行了统计，结果见表4。

表4 主要目的矿物粒度统计结果

由表4可以看出：矿石中方铅矿、重晶石均属于微细粒嵌布的范畴，闪锌矿属于中细粒嵌布的范畴；当粒级在＋0.019 mm时，方铅矿、闪锌矿及重晶石的累计分布率分别为：87.5%、96.6%、94.0%，若想得到高品位的铅精矿及重晶石精矿产品，需要对原矿进行细磨。

5 结 论

1.广西武宣盘龙矿区铅锌硫重晶石多金属矿为典型的含白云石沉积型多金属矿。矿石的组成矿物较为复杂，原矿中主要的金属矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等，以及少量的毒砂、灰硫锑铅矿等，非金属矿主要为白云石和重晶石，白云石是主要的脉石矿物，同时还有少量的石英、云母金红石、透辉石、透闪石、并含有易于泥化的高岭土、绿泥石等。

2.矿石主要呈浸染状构造和块状构造产出，矿石中方铅矿多呈不规则粒状集合体以浸染状的形式嵌布在黄铁矿中，部分呈不规则状或细脉状沿白云石等脉石矿物的边缘、粒间、孔洞及裂隙充填交代，粒度相对较为细小，多在30μm以下。

3.微细粒白云石的可浮性优于重晶石，同时少量微细粒包裹态的白云石与重晶石连生交代，会对选矿造成不利影响。

4.嵌布粒度的测试表明：原矿中方铅矿和重晶石属细粒嵌布的范畴，闪锌矿属细粒～微粒嵌布范畴，为了实现目的矿物的单体解离，应采用多段磨矿，阶段选别的方式。该研究为该矿综合回收铅、锌、硫、重晶石资源提供了依据。

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［3］ 邓海波，徐轲，缪亚兵，等.沉积型含白云石复杂难选重晶石矿的选矿工艺研究［J］.化工矿物与加工，2015，（6）：9－12.

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Study on Process M ineralogy of Sedimentary Type Lead-zinc-pyrite-barite Ore from W uxuan County in Guangxi Province

YANG Jian-wen
（Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

Process mineralogy was conducted on a sedimentary type lead-zinc-pyrite-barite from Wuxuan county in Guangxi province to confirm the best technology to synthetically recover valuable metals.The results show that：The polymetallic deposit is a typical sedimentary type polymetallic ore，themineral composition is complex，whose purpose mineral are barite，pyrite，galena and sphalerite.The leadminerals of run-of-mine are high oxidation lead ores-named as sardinianite which are difficult to recover.The main gangue minerals are dolomites.Symbiotic relationship between differentminerals are miscellaneous.It was also found widespread metasomatic texture and disseminated structure，which results to good flotability of dolomiteminerals easily enter to different concentrates；Lead and barite in the ore belongs to the category of fine grained disseminated in，sphalerite is fine-particles embedded category.Based on the above research results，technical route including stage grinding and sorting to recover lead，sphalerite，pyrite and barite successively，the remaining tailings provided as potassium fertilizer is proposed.

sedimentary type；polymetallic ore；processmineralogy；barite

TD912

A

1003－5540（2017）02－0015－04

2017－03－03

广西重点研发计划资助（桂科AB16380270）

杨建文（1968－），男，高级工程师，主要从事选矿试验研究工作。