内蒙古某铜铅锌多金属硫化矿石工艺矿物学特征

2018-05-23李建伟张忠伟张晓鹏程才李姗姗盖莉

世界有色金属 2018年6期

李建伟，张忠伟，张晓鹏，程才，李姗姗，盖莉

（1.金建工程设计有限公司山东烟台 264000； 2.烟台建龙矿山设备检测有限公司，山东烟台 264000）

铜铅锌多金属硫化矿石通常具有共生嵌布关系复杂，嵌布粒度细微等特点，对铜铅锌分离工艺产生较大影响[1-2]。为了有效开发内蒙古某铜铅锌多金属硫化矿石，制定合理可行的分选工艺，对该铜铅锌硫化矿石进行了详尽的工艺矿物学研究，研究结果可为制定该多金属硫化矿分选工艺提供依据。

1 矿石的化学多元素分析

根据ICP光谱分析结果对原矿进行了化学多元素分析，其结果见表1。

2 矿石的矿物组成及相对含量

矿石的矿物组成及含量列于表2。

3 矿石中重要矿物的嵌布特征

3.1 方铅矿PbS

方铅矿是矿石中最主要的回收对象之一，其主要以半自形、自形粒状产出，整体嵌布粒度较粗，少量以细粒不规则状或细脉状嵌布于脉石矿物中。矿石中有一部分方铅矿与铁闪锌矿、黄铁矿以及黄铜矿等其它硫化矿物的嵌布关系密切，常紧密连生在一起；有时可见其与毒砂、磁铁矿等其它矿物连生；另有少量细粒的方铅矿以包裹体形式嵌布于铁闪锌矿以及黄铁矿中。部分粗粒方铅矿中可见有细粒的铁闪锌矿、黄铁矿以及黄铜矿、银黝铜矿等矿物的包裹体。

3.2 铁闪锌矿（Zn、Fe）S

铁闪锌矿同样是矿石中最主要的的回收对象之一。矿石中的铁闪锌矿主要以不规则状产出，少量以细脉状沿脉石矿物裂隙或粒间充填。矿石中的铁闪锌矿与黄铜矿的嵌布关系非常密切，铁闪锌矿中普遍可见微细粒黄铜矿呈乳滴状、星点状嵌布其中，另有少量黄铜矿与铁闪锌矿连生在一起。铁闪锌矿与方铅矿、黄铁矿的嵌布关系也比较密切，常连生在一起，另有少量细粒的方铅矿、磁铁矿以及脉石以包裹体形式嵌布于铁闪锌矿中；有时可见铁闪锌矿与磁铁矿、毒砂连生在一起；偶尔也可见细粒的铁闪锌矿以包体形式嵌布于方铅矿以及黄铁矿中。

表1 矿石化学多元素分析结果（单位：% ）

表2 矿石的矿物组成及相对含量（单位：%）

通过分析铁闪锌矿的扫描电镜能谱，铁闪锌矿中铁的平均含量为9.10%，而锌的平均含量只有57.68%，可见铁闪锌矿中含有的铁对锌精矿的质量会造成较大的影响。

3.3 黄铜矿CuFeS2

黄铜矿主要以不规则状产出，是矿石中最主要的铜矿物。黄铜矿与铁闪锌矿的嵌布关系十分密切，由于固溶体分离作用，常见黄铜矿呈乳滴状、星点状嵌布于铁闪锌矿中，这部分铜矿物由于难以单体分离多进入锌精矿中。经常可见黄铜矿与黄铁矿、方铅矿连生在一起或以包裹体形式嵌布于它们之中，有时可见其与磁铁矿连生一起；偶尔在其边缘可见斑铜矿、铜蓝以及银黝铜矿等其它矿物与其连生。

4 矿石中重要金属矿物的粒度组成及分布特征

矿石中重要金属矿物的嵌布粒度是确定矿石磨矿工艺和磨矿细度的重要依据[3-4]，矿石中方铅矿、铁闪锌矿、黄铜矿以及黄铁矿等重要金属矿物的粒度组成及其分布特征见图1。

结果表明，矿石中方铅矿、铁闪锌矿的嵌布粒度较粗，黄铁矿的嵌布粒度次之，黄铜矿的粒度相对稍细一些。矿石中的方铅矿、铁闪锌矿均主要以粗粒嵌布，其次为中粒嵌布，细粒嵌布很少；矿石中的黄铜矿主要以中粒嵌布，其次以粗粒嵌布和细粒嵌布；矿石中的黄铁矿主要以中、粗粒嵌布，其次以细粒嵌布。在+0.074mm粒级中，方铅矿的分布率为93.06%，闪锌矿为90.50%，黄铁矿为84.56%，黄铜矿为76.85%；在-0.010mm的微粒级中，黄铜矿为3.05%，方铅矿、铁闪锌矿以及黄铁矿在该粒级的分布率分别仅为0.09%、0.04%和0.25%。

图1 不同粒径范围重要矿物的分布情况

图2 不同磨矿细度下三种矿物单体含量柱状图

5 矿石中重要矿物的解离特征

为了解原矿磨矿产品中重要矿物的单体解离特征，对不同磨矿细度产品中的方铅矿、铁闪锌矿及黄铜矿的单体解离度进行了系统的测定，结果见图2。

从图中可以看出，由于矿石中的方铅矿、铁闪锌矿的嵌布粒度整体较粗，所以当磨矿细度为-0.074mm占65%时，矿石中的方铅矿和铁闪锌矿的单体解离度较高，单体解离相对都比较充分；但当继续提高其磨矿细度时，它们的单体解离度随之增加的幅度减小。而黄铜矿由于其嵌布粒度相对稍细，当磨矿细度为-0.074mm占70%时，其单体解离度也较低，单体解离相对还不是很充分。

6 矿石中重要矿物的赋存状态

铅和锌是矿石中最主要的有价元素，其品位分别为3.17%和2.78%。研究结果表明，矿石中的铅和锌均主要以独立矿物形式存在。铅的独立矿物主要为方铅矿，其中方铅矿中的铅占总量的97.80%；锌的独立矿物为铁闪锌矿，其中铁闪锌矿中的锌占总量的98.92%。

矿石中铜的品位为0.20%，其绝大部分是以黄铜矿的形式存在，只有很少量的铜赋存于斑铜矿、铜蓝等其它铜矿物之中。

可见，矿石中的铅、锌以及铜等有价元素均主要以硫化物的形式存在，所以可以通过浮选富集硫化物的方法回收利用。

7 矿石中影响铅锌铜选矿的工艺矿物学因素

（1）方铅矿是矿石中最主要的铅矿物，整体而言其粒度较粗，易于单体解离，但也有少量的方铅矿以微细粒包裹体形式嵌布于铁闪锌矿、黄铁矿以及脉石矿物中，难以完全单体解离，会对铅的回收率会造成一定的损失。同时，以包裹体形式进入到锌精矿中的方铅矿对锌精矿的品位也会造成一定的影响。

（2）研究结果表明铁闪锌矿中铁的平均含量为9.10%，而且这部分铁是无法通过浮选的方法去除的，所以这是影响锌精矿品位的最主要的因素。此外，铁闪锌矿中包裹有乳滴状、星点状的微细粒黄铜矿以及细粒的方铅矿等矿物颗粒，均难以解离，这也是影响锌精矿品位的主要因素之一。矿石中的铁闪锌矿也有少量以细粒包裹体形式嵌布于方铅矿、黄铁矿、黄铜矿以及脉石中，对锌的回收率同样会有一定的损失。

（3）矿石中的黄铜矿的嵌布粒度相对较细，在同样的磨矿细度下其单体解离程度要差，所以这是影响铜回收率的重要因素之一。此外，以乳滴状、星点状嵌布于闪锌矿中的黄铜矿难以解离，将会进入到锌精矿中，既造成了铜的损失也会影响锌精矿的品位。

8 推荐选矿工艺方案

矿石中铅、锌均以独立矿物存在，铜主要以黄铜矿形式存在，铅锌嵌布粒度较粗，易于单体解离而铜矿物嵌布粒度相对较细，在同样磨矿细度下单体解离度差。因此若采用铜优先浮选工艺，则需要一次将原矿磨至较高的细度，这样不仅会增加磨矿成本还会使铅锌矿物过磨，影响后续铅锌矿物的回收。因此根据工艺矿物学研究综合考虑，在后续选矿过程中推荐铜铅混浮—混合精矿再磨铜铅分离—尾矿选锌的选矿工艺流程[5]。