青海某矽卡岩型铅锌矿工艺矿物学研究①

陈攀 李琳清 熊馨 朱琳 应永朋

青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810000

工艺矿物学研究是地质找矿和综合利用重要的技术方法，可通过查明矿石中有用成分的赋存状态和分布规律，确定其在当前技术经济条件下的利用价值，提供继续找矿的依据[1-2]。通过对青海某矽卡岩型铅锌矿进行详细的工艺矿物学研究，全面了解了该矿石的化学组成、矿物组成及相对含量、矿石类型、矿石的结构构造以及目的矿物方铅矿、闪锌矿的赋存状态和嵌布粒度，为矿床的开发、矿石的综合利用及矿床技术经济评价提供了基础理论数据[3-4]。

1 矿石基本性质

本次研究岩矿鉴定标本取自选矿大样中，岩石多呈灰绿色，灰绿色带紫褐色，具块状构造、浸染状构造、脉状构造。该矿赋矿岩石主要为透辉石、石榴石等，矿石中闪锌矿、方铅矿等有用矿物主要呈稀疏浸染状、团窝状分布在脉石矿物之间，根据矿石性质，确定该矿为矽卡岩型铅锌矿石。

1.1 化学成分

原矿化学多项分析结果见表1，铅、锌化学物相分析结果见表2。由表1、表2 可知，该矿含铅1.10%，含锌3.29%，含铜0.075%，含银18.5g/t，其中铅、锌为主要回收成分，铜、银可作为伴生回收成分。矿石中铅、锌主要以硫化矿物形式存在。

表1 原矿化学多项分析结果（%）Table 1 Results of multiple chemical analyses of raw ore

表2 铅、锌化学物相分析结果（%）Table 2 Results of phase analysis of lead and zinc chemicals

1.2 矿物组成

矿石中主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿和少量的铜蓝及自然铜，主要脉石矿物为透辉石、石榴石和少量的碳酸岩矿物、角闪石、石英。矿石中主要矿物相对含量见表3。

表3 矿石中主要矿物相对含量(%)Table 3 Relative content of major minerals in ores(%)

1.3 结构构造

矿石的结构主要有它形粒状结构、自形-半自形粒状结构、包含结构、乳滴状结构。它形粒状结构：闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等晶形较差，呈它形粒状结构（图1）；自形-半自形粒状结构：矿石中黄铁矿结晶较好，晶形完整，构成自形-半自形粒状结构（图2）；包含结构：矿石中闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和黄铁矿相互包裹，构成包含结构（图3）；乳滴状结构：闪锌矿中黄铜矿呈乳滴状固溶体分离物产出，构成乳滴状结构[5]（图4）。

图1 他形粒状方铅矿（50X）Fig 1 Xenomorphic granular galena

图2 自形-半自形粒状黄铁矿（25X）Fig 2 Euhedral or hypidiomorphic granular pyrite

图3 黄铁矿、闪锌矿、方铅矿相互包裹呈包含结构（50X）Fig 3 Pyrite, sphalerite and galena are enclosed with each other and present an inclusive structure

图4 黄铜矿呈乳滴状结构分布于闪锌矿中（50X）Fig 4 Chalcopyrite is distributed in sphalerite with emulsion drop structure

矿石的构造主要有浸染状构造、团窝状构造、块状构造、脉状构造。浸染状构造：部分矿石中闪锌矿、方铅矿等呈浸染状分布，构成浸染状构造；团窝状构造：部分矿石中方铅矿、闪锌矿呈团窝状分布，构成团窝状构造；块状构造：部分矿石中透辉石、石榴石含量较多，构成块状构造；脉状构造：部分岩石中黄铁矿、碳酸盐矿物呈脉状分布，构成脉状构造[6-7]。

2 矿石矿物嵌布特征

矿石矿物占矿物总量的5%，主要矿石矿物为：闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿和极少量的铜蓝和自然铜，其中有用矿物主要为闪锌矿、方铅矿，含量约为4.5%。矿石矿物种类较简单，结构特征明显，闪锌矿含量较高，结构主要是稀疏浸染状、它形粒状、团窝状、自形-半自形粒状结构。

2.1 主要有用矿物的嵌布特征

2.1.1 方铅矿

矿石中方铅矿主要呈团窝状、稀疏浸染状分布，多具有不规则状晶形。大部分方铅矿粒度在-0.074mm 粒级，零星分布在脉石矿物之间，部分粒度较粗者呈团窝状集合体形式不均匀分布。矿石中方铅矿多与脉石矿物接触较平直，粒度较为细小，方铅矿解理发育，且与周围矿物接触较平直，使之易于在磨矿作业中单体解离；部分粒度极细的方铅矿与闪锌矿黄铜矿紧密连生或者包裹，不易于其选矿分离。

表4 方铅矿原生粒度统计表Table 4 Statistical table of primary grain size of galena

为了研究方铅矿的粒度分布特征，对其进行了详细的粒度统计，结果见表4。可以看出，方铅矿的粒度很细，主要分布在0.074mm 以下，0.074mm 以上仅占17.07%。有部分粒度极细的方铅矿与闪锌矿黄铜矿紧密连生或者包裹，不易于其选矿分离。如果要提高品位或者降低精矿中互含，对该矿细磨，使方铅矿与其他矿物解离。

2.1.2 闪锌矿

矿石中闪锌矿主要呈浸染状、团窝状、团块状集合体分布，团块粒度达0.1mm，甚至更大。闪锌矿可见两种不同的结构，一种为交代方铅矿和黄铜矿的闪锌矿，粒径为中细粒范围，分布较为均匀，易于解离；一种为团块状闪锌矿，部分内部包裹针点状、乳滴状、叶片状黄铜矿，一般黄铜矿包体多在-0.01mm 粒级，和闪锌矿分离比较困难，这样在选矿过程中会造成对闪锌矿品位的影响。

本次研究详细统计了矿石中闪锌矿的粒度（表5），可以看出：闪锌矿粒度主要分布在0.020～0.15mm 之间，其中 0.074mm 以上达42.46%，虽然闪锌矿粒度较粗，但由于部分内部包裹针点状、乳滴状、叶片状黄铜矿，如果要提高闪锌矿品位，降低锌精矿中的杂质，在磨矿作业中需细磨使其单体解离。

表5 闪锌矿原生粒度统计表Table 5 Statistical table of primary grain size of sphalerite

2.1.3 黄铜矿

矿石中黄铜矿含量较少，且粒度均在-0.0385mm 粒级。大部分为被闪锌矿包裹的针点状黄铜矿，部分黄铜矿与闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和少量自然铜紧密共生，部分黄铜矿后期氧化，沿边缘有次生氧化产物铜蓝出现，极个别黄铜矿内部包裹自然铜。

2.1.4 黄铁矿

矿石中黄铁矿含量较少，主要呈两种结构类型，一种为自形-半自形粒状黄铁矿，具较完整的晶体形态，颗粒较为粗大，主要以碎裂状呈团块零散分布在脉石矿物之间或呈条带状分布在岩石裂隙中。另一种呈它形粒状，与闪锌矿和方铅矿紧密共生，部分边部被磨圆成浑圆状，部分具有不完全重结晶形成的筛状变晶结构[8-12]（图5）。

图5 黄铁矿呈筛状变晶结构（50X）Fig 5 Pyrite has a sieve-like crystalloblastic texture

2.1.5 银矿物

原矿银含量为18.5g/t，样品中没有发现银的单体矿物存在，本次研究主要针对银的载体矿物进行探讨。对原矿样品和选出的精矿砂进行了电子探针波谱研究，首先以面扫描的方式对精矿和原矿样品进行了系统分析，以确定含银比较高的矿物，其次对原矿中认为含银的矿物进行定量分析，以确定银的含量。电子探针的分析结果见表6。

表6 电子探针波谱数据Table 6 EPMA spectral data

黄铁矿、黄铜矿的波谱分析数据没有波动，方铅矿的数据波动比较明显，主要是由电子探针波谱峰中银、铅的主峰重叠所致，初步判断方铅矿为高含银矿物；选出三种类型的方铅矿做了电子探针定量分析，无论裂隙方铅矿还是团块状方铅矿和黄铁矿颗粒之间的方铅矿均含银，含量在1.4%以上。选矿试验结果显示原矿中银经过选别分别在铅精矿、锌精矿中得到富集。铅精矿含银796g/t，锌精矿含银41.6g/t，选别过程中银67.27%富集在铅精矿中，14.68%富集在锌精矿中。

表7 方铅矿中的银含量探针数据Table 7 Silver content of EPMA data in galena

2.2 脉石矿物

矿石中脉石矿物主要为透辉石、石榴石（图6），其次为少量碳酸盐矿物、角闪石及石英。其中透辉石呈碎粒状不均匀分布在岩石中，或呈大颗粒破碎形成的碎粒状集合体，并被碳酸盐矿物交代。石榴石主要为后期交代透辉石出现，呈不连续条带状、团块状分布，多呈它形粒状，裂纹发育。

图6 透辉石与石榴石（25X）Fig 6 Diopside and garnet

3 结论

（1）青海某矽卡岩型铅锌矿含铅1.10%，含锌3.29%，含铜0.075%，含银18.5g/t，矿石中主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿和少量的铜蓝及自然铜，主要脉石矿物为透辉石、石榴石和少量的碳酸岩矿物、角闪石、石英。该矿主要回收成分为铅、锌，可伴生回收成分为铜、银。

（2）矿石中铅主要赋存在方铅矿中，方铅矿嵌布粒度较细，但由于其解理发育，易于和脉石矿物单体解离，有利于其选矿富集。

（3）矿石中锌主要赋存在闪锌矿中，大部分闪锌矿粒度相对较粗，易于单体解离，但由于部分团块状闪锌矿包裹粒度极为细小的黄铜矿，不易与闪锌矿解离，从而影响锌精矿的质量。若要提高锌精矿品位，降低锌精矿中的杂质，在磨矿作业中需细磨使其单体解离。根据矿石性质特征，为获得理想的选矿指标和合格铅、锌精矿产品，建议采用铅锌依次浮选工艺流程，即先选出铅再选锌的工艺流程。