赞比亚铜带省某低品位硫化铜矿的工艺矿物学特征研究

李明君，郝 波，夏 瑜，覃 鹏，罗 星，李 勇

（1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004 ；2.谦比希湿法冶炼有限公司，赞比亚 基特韦 22592）

赞比亚的铜-钴矿资源主要赋存在世界著名的中非新元古代沉积型铜-钴成矿带上，铜矿钴床集中产出在铜带省和西北省地区，平均品位达2.5%[1-3]。近年来，随着域内铜资源大规模开采，高品位铜矿资源量迅速减少，矿产资源的综合利用难度逐渐加大，开展低品位铜矿工艺矿物学研究的重要性日益凸显[4-6]。本文选取赞比亚铜带省某低品位铜矿床开展工艺矿物学研究，旨在查明其硫化铜矿石工艺特性及各组分的赋存状态等，为后期制定该铜矿的选矿工艺提供基础理论依据。

1 矿石化学组分

光谱半定量分析是根据元素的特征谱线确定被测元素的存在，然后根据谱线的黑度估计其含量的光谱分析。经测定，某铜矿原矿光谱半定量分解结果见表1。

表1 原矿光谱半定量分析结果

根据其结果对原矿中Ciu、Co、Fe、S等目标元素进行了化学多元素分析，结果显示Cu品位1.57%，Co含量0.002%，Fe为2.53%，S为1.14%，Co、Fe、S三元素均低于铜矿床伴生有用组分指标要求。此外，铜物相分析结果显示氧化铜相仅占4.27%，硫化铜相为95.73%，原矿中铜主要以硫化铜的形式存在，矿石属于硫化物型铜矿。

2 矿石矿物组成

硫化铜矿石，新鲜面呈灰色，片状构造，局部见绿泥石化和绢云母化。赋矿围岩主要为石英白云母片岩、二云母片岩和白云母片岩。

铜的金属硫化物以黄铜矿、斑铜矿为主，次为辉铜矿、蓝辉铜矿，含量较少。此外，还可见铜的氧化物，如铜蓝、赤铜矿、孔雀石等，含量极少；矿石中其他金属矿物为褐铁矿和黄铁矿。脉石矿物主要见白云母、石英和黑云母，少量绿泥石、碳酸盐矿物等。

3 矿石结构构造

矿石结构：按照结晶程度划分为片粒状变晶结构、他形晶粒结构、斑状变晶结构、自形-半自形粒状结构；根据矿物接触关系，以交代结构为主，细分为交错结构、交代残余结构、假晶结构、侵蚀结构等。

矿石构造：主要为片状构造，金属矿物构造以浸染状为主，其次为条带-似条带状、团块状、脉状构造等。

4 含铜矿物的嵌布特征

主要铜矿物黄铜矿、斑铜矿在各深度基本都可见，黄铜矿在地表以下100m上相对富集，斑铜矿在100m下相对富集，二者密切共生，与硅化关系密切，常见硅化—黄铜矿—斑铜矿脉(图1)。

图1 斑铜矿-黄铜矿-硅化脉

（1）黄铜矿。黄铜矿是矿体上部最主要的硫化铜矿物和回收对象。中等反射率，中低硬度，铜黄色，磨光性好；弱非均质性；他形粒状晶，粒径范围0.0001mm～5.0mm，多集中分布于0.05mm～2.0mm之间。晶体内可见石英、云母和黄铁矿等矿物充填，亦可见沿解理缝被多以不规则粒云母、褐铁矿、铜蓝等矿物交代，矿物晶体形状不规则，多以尖角状、条带状、细脉状产出（图2）。

图2 黄铜矿沿石英粒间缝隙不规则尖角状产出

（2）斑铜矿。斑铜矿是矿体下部最主要的硫化铜矿物和回收对象。较低反射率，中等硬度，浅玫瑰红色，表面氧化常见紫蓝色的锖色膜，显均质性；不规则粒状，粒径0.01mm～5.0mm不等，集中于0.05mm～2.0mm；多与黄铜矿密切共生（图3），常沿黄铜矿颗粒边部侵蚀交代，有时包含乳滴状、叶片状黄铜矿、辉铜矿或以叶片状产于辉铜矿中形成固溶分离结构（图4）；偶见其交代云母、绿泥石呈其片状假晶，在矿石中呈浸染状、脉状、条带状产出。

图3 斑铜矿与黄铜矿接触边界清晰平直

图4 斑铜矿中见叶片状的辉铜矿固溶分离体

（3）辉铜矿。中等反射率，中等硬度，灰色带蓝色色调；他形粒状，粒径0.01mm～1.0mm；与黄铜矿、斑铜矿关系密切，可呈叶片状固溶分离体产于斑铜矿中，也可包含叶片状的斑铜矿固溶分离体，主要以不规则尖角状产出产于裂隙之中。

（4）蓝辉铜矿。中低等硬度，中等反射率，灰蓝色；主要以细片状固溶分离体产于斑铜矿中。

（5）铜蓝。中低反射率，低硬度，蓝灰色-蓝白色，显著多色性，典型强非均质性（火橙-蔷薇-橙黄）；多呈不规则粒状、细板状，粒径0.001mm～0.05mm，主要沿着斑铜矿、黄铜矿边部交代。

（6）赤铜矿。灰带蓝色调，无多色性，均质性，黄褐-樱红内反射色；他形粒状，粒径与铜蓝大致相同，粒径范围0.001mm～0.05mm；主要沿着斑铜矿、黄铜矿边缘呈不规则粒状、微脉状交代产出。

（7）孔雀石。墨绿色，见多色性，强非均质性，翠绿色内反射色；含量极少，偶见于黄铜矿晶面凹坑，粒径0.04mm左右。

5 矿物共生组合特征

结合矿物收标本和显微镜下鉴定结果可知，岩石中铜矿化有关的矿物共生组合主要为“石英—黄铜矿—斑铜矿”，局部可见“碳酸盐矿物—黄铜矿—斑铜矿”、“绿泥石—黄铜矿—斑铜矿”。

6 矿物粒度特征

对原矿进行筛析试验，原矿中Cu的目标矿物嵌布粒度较粗，结果显示70.91%的铜分布于+0.074mm粒级；中间粒级-0.3mm+0.074mm的品位较高，均大于2%；中粗粒级+0.3mm中铜分布率高达33.58%，Cu品位仅为1.19%～1.68%，表明矿石需要进一步细磨以增加目标矿物解离度，才能达到较好的解离效果。

7 结论

①矿石中主要有益组分为Cu，矿石类型属硫化铜矿石，铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，脉石矿物以白云母、石英、黑云母为主。②矿石的金属矿物类型较为单一，主要以他形粒状产出，嵌布粒度集中于中—细粒结构，矿石结构、构造类型较为简单，金属矿物在矿石中不均匀散布。属于较容易回收的矿石类型。③矿石中存在的侵蚀交代结构、交错结构以及浸染状构造使得金属矿物较难以通过选矿与脉石矿物完全分离，进而增加了分选难度，对选矿工艺方面可能会增加目标矿物的回收难度。