内蒙某含锌矿石的工艺矿物学研究

李光胜 张文平

(山东黄金矿业科技有限公司 选冶实验室分公司，山东 烟台 261441)

我国的金属锌矿产资源比较丰富，但是随着当前矿产资源开采难度的逐渐增加，工艺矿物学在矿产资源开发过程中的重要作用日益显著[1-4]。通过工艺矿物学分析可得知矿石的性质特点及目标元素的赋存状态，查明影响选冶指标的主要因素，结果可为矿产资源的有序开发和选冶指标的深度优化提供重要的参考依据[5-8]。为了比较全面地了解内蒙古某锌矿石的工艺矿物学参数信息，为后续该矿产资源的高效、梯度开发打好基础，特对该矿石开展了系统的工艺矿物学研究。

1 矿石性质

矿石的主要化学成分见表1。锌的化学物相见表2。由表1可知，该矿石中锌含量为8.25%，具有较高的回收价值。

表1 矿石的主要化学成分

表2 矿石中锌的化学物相

由表2可知，矿石中碳酸锌中的锌占49.09%，硫化锌中的锌占40.12%，硅酸锌中的锌占8.37%，其它部分锌含量为2.42%。

通过显微镜下光片鉴定及MLA自动检测综合分析，发现矿石中主要锌矿物有菱锌矿、闪锌矿(包括铁闪锌矿)、异极矿；另有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等铁矿物；方铅矿、白铅矿、铅硬锰矿等铅矿物；微量的黄铜矿和赤铜矿等铜矿物；脉石矿物主要有石英、方解石、重晶石、天青石和少量或微量的云母(绢云母、黑云母等)、长石(钾长石、钠长石、斜长石等)、黏土矿物、辉石、闪石、绿泥石等。矿石矿物相对含量见表3。

表3 矿石的矿物组成及相对含量

2 重要锌矿物的嵌布特征

2.1 菱锌矿

菱锌矿是矿石中主要含锌矿物之一，含量为7.79%，含少量的Fe、Cd、Ca、Mn、Mg等元素，其含锌量占总锌量的49.09%。能谱定量结果表明，矿石中的菱锌矿平均含Zn 50.64%、Ca 0.31%、Fe 0.24%、Mn 0.21%、Cd 0.11%、Mg 0.05%。

将该矿石破碎至0～2 mm粒级后进行镜下观察，发现菱锌矿单体解离度很低，约9%，其连生体主要和石英等脉石矿物连生，少量和含锌矿物(闪锌矿、异极矿)、含铅矿物(白铅矿、方铅矿)连生，菱锌矿主要嵌布特征见图1。矿石中的菱锌矿主要呈网状、结状结构产出，少量为细粒状和脉状，粗粒菱锌矿中可见细粒残余结构的闪锌矿；菱锌矿平均粒径为0.217 mm，小于0.010 mm的占2.52%，0.074 mm以上的占67.45%，呈中粒度嵌布，粒度分布见表4。

图1 菱锌矿的主要嵌布特征Fig.1 Main dissemination characteristics of smithsonite

表4 菱锌矿的粒度分布

2.2 闪锌矿

闪锌矿是矿石中的主要含锌矿物之一，含量为4.97%，含微量的Fe和Cd，其含锌量占矿石总锌量的40.12%，平均含Zn 66.63%、S 32.77%。

将该矿石破碎至0～2 mm粒级并进行镜下观察，发现闪锌矿单体解离度很低，仅有7.01%，其连生体主要和石英等脉石矿物连生，闪锌矿主要嵌布特征见图2。矿石中的闪锌矿多呈网状、结状结构嵌布，少量呈细粒状产出。闪锌矿平均粒径为0.117 mm，小于0.010 mm的占3.90%，0.074 mm以上的占51.88%，呈中粒偏细嵌布，具体粒度分布见表5。

表5 闪锌矿的粒度分布

图2 闪锌矿的主要嵌布特征Fig.2 Main distribution characteristics of sphalerite

2.3 异极矿

异极矿是矿石中锌的硅酸盐矿物，含量为1.27%，其含锌量占矿石总锌量的8.36%，含Zn 54.71%、Si 11.79%、O 34.04%。

将该矿石破碎至0～2 mm粒级进行镜下观察，发现异极矿单体解离度不高，仅有5.71%，其连生体主要和石英等脉石矿物连生，少量和含锌、含铅矿物连生，主要嵌布特征见图3。矿石中部分异极矿结晶较好，以放射状、板状嵌布，部分以网状和结状嵌布，平均粒径为0.107 mm，小于0.010 mm的占8.32%，0.074 mm以上的占48.62%，呈中粒偏细嵌布，具体粒度分布见表6。

表6 异极矿粒度分布情况

图3 异极矿的主要嵌布特征Fig.3 Main characteristics of heterogeneous ore

3 主要含锌矿物解离度分析

矿石中主要含锌矿物的解离分析结果见表7，主要含锌矿物连生程度分析结果见表8。

由表7～8可知，菱锌矿的单体解离度为8.69%，如果加上解离度在80%以上的富连生体，其解离度为57.79%，解离度不高。连生状态的菱锌矿，主要是和石英等脉石矿物连生，和石英的连生量为44.95%，和闪锌矿和异极矿的连生量为8.21%，和含铅矿物的连生量为0.95%。闪锌矿的单体解离度为7.01%。如果加上解离度在80%以上的富连生体，其解离度为23.44%，解离度很低；连生状态的闪锌矿，主要是和石英等脉石矿物连生，和石英的连生量为55.12%，和菱锌矿和异极矿的连生量为3.45%和含铅矿物的连生量约为2.18%。异极矿的单体解离度为5.71%。如果加上解离度在80%以上的富连生体，其解离度为24.28%，解离度很低；连生状态的异极矿，主要是和石英等脉石矿物连生，和石英的连生量为52.25%，和菱锌矿及闪锌矿的连生量为7.74%，和含铅矿物的连生量为0.21%。

表7 矿石中主要含锌矿物解离分析结果

表8 矿石中主要含锌矿物的连生程度

4 影响锌回收的矿物学因素分析

矿石中分别有49.09%、40.12%和8.63%的锌在菱锌矿、闪锌矿和异极矿中，占矿石总锌量的97.57%，回收锌主要是回收菱锌矿、闪锌矿和异极矿中的锌。网状及结状结构是菱锌矿、闪锌矿和异极矿的主要产出结构，网状结构的的网心多数为粒状石英，石英与目标矿物的连生边界多数比较平滑和简单。石英的硬度约为7，而菱锌矿、闪锌矿和异极矿的硬度在5～3.5，它们的硬度有较大差异，这有利于通过磨矿实现目标矿物的解离，少量菱锌矿、闪锌矿呈细脉状或细粒弥散状产出，不易与连生矿物完全分离，对锌精矿品位造成不利影响。另有2.42%的锌在褐铁矿等矿物中，这部分锌绝大多数进入尾矿，无法有效回收。

5 结论

1)内蒙某含锌矿石含锌8.25 %，具有较高的回收价值。矿石中硫化锌中的锌占40.12%，碳酸锌中的锌占49.09%，硅酸锌中的锌占8.37%，其它部分锌含量为2.42%。

2)矿石中主要锌矿物有菱锌矿、闪锌矿(包括铁闪锌矿)、异极矿；另有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等铁矿物；方铅矿、白铅矿、铅硬锰矿等铅矿物；微量的黄铜矿和赤铜矿等铜矿物；脉石矿物主要有石英、方解石、重晶石、天青石和少量或微量的云母(绢云母、黑云母等)、长石(钾长石、钠长石、斜长石等)、黏土矿物、辉石、闪石、绿泥石等矿物组成。菱锌矿、闪锌矿、异极矿的平均粒经分别为0.217、0.117、0.107 mm，大于0.074 mm粒级含量分别为67.45%、51.88%、48.62%，小于0.010 mm粒级含量分别为2.52%、3.90%、8.32%，菱锌矿呈中粒嵌布，闪锌矿和异极矿呈中粒偏细嵌布。

3)鉴于矿石的结构和性质特点，推荐采用浮选工艺流程回收矿石中的锌。