云南某氧化铜矿工艺矿物学研究

吕 超 张 晶 简 胜3

（1.昆明冶金研究院有限公司；2.云南省选冶新技术重点实验室；3.共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室）

铜资源是国民经济建设的重要战略资源，随着国民经济的发展，电子信息、航空航天等行业对铜的需求量快速增长［1-3］。铜矿资源的大规模开发加速了高品位易选硫化铜资源的枯竭，因此，业界不得不重视复杂难选氧化铜资源和混合铜矿资源的开发［2-10］。

云南某铜矿床以硫化铜矿石为主，并伴生有大量的氧化铜矿石，这些氧化铜矿石具有铜品位低、氧化率高、嵌布粒度细、矿物嵌布关系复杂等特点，一直未开发利用。为了提高资源的利用率，减少资源浪费，消除环境污染，拟对该氧化铜矿石进行开发利用研究，目前已完成工艺矿物学研究。

1 矿石成分分析

矿石主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，主要矿物组成见表3。

由表1可知，矿石中主要有价成分铜含量为0.45%，主要脉石成分SiO2含量为33.30%，因此，初步推断该矿石为硅质铜矿石。

由表2可知，矿石中铜主要以硫化铜的形式存在，占55.56%；其次以结合氧化铜的形式存在，占36.44%；游离氧化铜仅占5.78%。因此，该矿石为典型的难选氧化铜矿石。

由表3可知，矿石的矿物组成极复杂，主要铜矿物为黄铜矿、辉铜矿、砷钙铜矿，黑铜矿、铜蓝、砷黝铜矿少量；其他金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、菱砷铁矿等；主要脉石矿物为石英、方解石、电气石和云母等；矿石中含砷矿物种类复杂且含量高，在回收铜矿物时要控制其影响。

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

?

?

2 矿石的结构和构造

2.1 构造

矿石的主要构造有4种：①浸染状构造。矿石中部分黄铜矿、铜蓝、毒砂、黄铁矿呈稀疏——稠密浸染状构造。②胶状构造。矿石中辉铜矿与黄铁矿共生呈胶状构造。③星点状构造。矿石中部分铜蓝和黄铜矿呈星点状分布于脉石矿物中。④条带状构造。部分黄铁矿和褐铁矿呈条带状分布于脉石矿物中。

2.2 结构

矿石的主要结构有10种：①交代结构。交代结构是矿石中金属矿物的主要结构，黄铁矿、毒砂常被褐铁矿沿颗粒边缘及裂隙交代；黄铜矿、黄铁矿边缘被辉铜矿或铜蓝交代，构成矿石的交代结构。②残余结构。残余结构是矿石中金属矿物的主要结构之一，毒砂、黄铁矿被褐铁矿及臭葱石交代，呈港湾状、破布状、残余状；黄铜矿被辉铜矿、褐铁矿交代呈残余状，构成矿石的残余结构。③反应边结构。矿石中黄铁矿、毒砂常被褐铁矿或臭葱石交代，形成反应边；黄铜矿、黄铁矿、黝锡矿被辉铜矿交代，形成反应边，构成矿石的反应边结构。④包含结构。矿石中黄铁矿、毒砂常包裹黄铜矿和磁黄铁矿；褐铁矿包裹黄铁矿、毒砂、黄铜矿、辉铜矿等；黄铁矿与毒砂相互包裹，构成矿石的包含结构。⑤填隙结构。矿石中赤铁矿沿石英颗粒间隙充填，构成矿石的填隙结构。⑥自形—半自形—他形粒状结构。矿石中黄铁矿、毒砂部分呈自形—半自形粒状，其余呈他形粒状；黄铜矿、磁黄铁矿、辉铜矿、黝锡矿、褐铁矿等呈他形粒状，构成矿石的自形—半自形—他形粒状结构。⑦细粒状变晶结构。细粒状变晶结构主要由粒度0.1～1 mm的变晶组成，变晶主要由方解石、钾长石、石英颗粒组成，颗粒界线清晰、紧密镶嵌，重结晶的方解石晶体中包裹泥质尘点，晶体混浊。⑧柱粒状变晶结构。柱粒状变晶结构主要由柱状电气石及粒状长石、石英、萤石组成，柱状电气石杂乱分布于石英、长石、萤石颗粒间，构成矿石的柱粒状变晶结构。⑨显微鳞片变晶结构。显微鳞片变晶结构主要由显微鳞片状的黑云母、绿泥石、白（绢）云母组成，无定向排列，白（绢）云母大多浸染铁质，部分黑云母蚀变为绿泥石，偶见残余状于绿泥石中。⑩放射花状结构。片状白云母集合体呈束状、放射花状，白云母多浸染铁质，与萤石、电气石等连生，构成放射花状结构。

综上所述，矿石的共生关系复杂，有用矿物与脉石矿物、脉石矿物与脉石矿物结构构造复杂多样，这对矿物的有效单体解离有不利影响。

3 主要含铜矿物的嵌布特征

（1）辉铜矿。辉铜矿粒度普遍较细，一般小于0.06 mm，多呈浸染状分布于褐铁矿及脉石矿物中（图1），少量分布于黄铁矿裂隙中（图2），也有部分辉铜矿和褐铁矿混杂分布（图3）。

（2）黄铜矿。黄铜矿呈他形粒状、残余状，粒度一般在0.001～0.15 mm，部分粒度在0.1 mm左右的黄铜矿包裹于黄铁矿、毒砂及其他脉石矿物中（图4）；部分黄铜矿被辉铜矿、铜蓝交代（图5）。

（3）铜蓝。铜蓝粒度较细，一般在0.001～0.06 mm，多浸染于矿石裂隙中，或沿黄铜矿边缘及黄铁矿、毒砂的裂隙交代（图6）。

（4）褐铁矿。矿石中褐铁矿含量为17.85%，粒度在0.001～0.12 mm；褐铁矿集合体呈胶状浸染于矿石中，或呈网脉状分布于矿石及矿物集合体裂隙中（图7）；矿石中黄铁矿、毒砂常被褐铁矿沿边缘及裂隙交代，形成反应边，部分交代完全的呈黄铁矿假象状（图8）；部分褐铁矿中包裹辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿、毒砂，少数褐铁矿呈细粒短针柱状，浸染于脉石矿物颗粒间（图9）。褐铁矿是铜、砷的主要载体矿物之一，其Cu、As含量分别为0.68%和1.31%。

（5）砷钙铜矿。砷钙铜矿也是铜、砷的主要载体矿物，粒度一般小于0.1 mm，呈他形粒状、纤维状，多与褐铁矿、石英等连生（图10和图11）。

（6）黑铜矿。黑铜矿为矿石中主要的氧化铜矿物，粒度一般小于0.02 mm，主要呈细粒状、细网脉状分布于矿石中（图12）。

4 结 论

（1）云南某铜矿石铜品位为0.45%，硫化铜占55.56%，结合氧化铜占36.44%，游离氧化铜仅占5.78%，是典型的难选氧化铜矿石。矿石砷含量较高（1.86%），将影响铜精矿质量。

（2）矿石的矿物组成复杂，主要铜矿物为黄铜矿、辉铜矿、砷钙铜矿，黑铜矿、铜蓝、砷黝铜矿少量；主要脉石矿物为石英、方解石、电气石和云母等；矿石中含砷矿物种类复杂且含量高，在回收铜矿物时要控制其影响。

（3）矿石的结构构造复杂多样，主要构造有浸染状构造、胶状构造、星点状构造、条带状构造，主要结构有交代结构、残余结构、反应边结构、包含结构、填隙结构、自形—半自形—他形粒状结构、细粒状变晶结构、柱粒状变晶结构、显微鳞片变晶结构、放射花状结构。

（4）矿石中主要铜矿物嵌布粒度细、共生复杂、矿物含量少，极难有效分选。铜矿物的结晶粒度为0.001～0.1 mm，不利于单体解离；不同铜矿物与脉石矿物以多种嵌布关系共生，主要以细粒形式分布于其他矿物裂隙中或被包裹。因此，建议采用选冶联合方案回收矿石中的铜矿物，即先通过浮选回收部分硫化铜矿物，再选择酸浸回收氧化铜矿物。