河南某氧化型含银矿石工艺矿物学研究

王 铜

(长春黄金研究院有限公司)

银因特殊的物理化学性质,已成为工业与生活中不可或缺的原材料。中国银矿资源以伴生银为主,其中铅锌矿床中伴生银储量约占中国银总储量的60 %[1-3]。河南某氧化型含银矿石属于伴生银矿石,银矿物组成十分复杂,可以考虑同时回收银和铅。该矿石中铅矿物氧化程度较高,而银矿物与铅矿物嵌布关系密切,增加了该矿石综合回收难度。为充分利用该矿石资源,进行了详细的工艺矿物学研究,以期为同类氧化型含银矿石资源的回收利用提供理论依据。

1 矿石性质

1.1 化学分析

河南某氧化型含银矿石中银、铅为主要有价回收元素,银品位为211.00 g/t,铅品位为0.34 %,硫品位为0.18 %,其化学成分分析结果见表1。

表1 矿石化学成分分析结果

1.2 物相分析

矿石中银主要分布在自然银中,少量赋存于硫化银中,矿石氧化率为38.24 %,属于贫硫化物难处理氧化型含铅银矿石。银、铅物相分析结果见表2、表3。

表2 银物相分析结果

表3 铅物相分析结果

1.3 矿物组成

通过自动矿物解离分析仪(MLA)[4],确定了矿石的矿物组成,结果见表4。

表4 矿石矿物组成分析结果

由表4可知:该矿石中金属硫化物占0.608 %,以方铅矿为主,其次为闪锌矿,其他金属硫化物含量较低。金属氧化物占2.31 %,主要为赤铁矿和磁铁矿,其次为氧化铅矿,臭葱石、钛铁矿和褐铁矿等含量较少。贵金属矿物占0.052 %,主要为含银黝铜矿、银黝铜矿和自然银,其次为辉银矿。脉石矿物占97.068 %,主要为斜长石、钾长石和石英(合计占56.01 %),其次为绿泥石、角闪石和云母类矿物,其他脉石矿物如方解石、白云石、硅灰石和榍石含量较少。

1.4 结构构造

半自形—他形晶状结构:方铅矿主要呈半自形—他形晶状结构,闪锌矿、黝铜矿及黄铜矿等呈他形晶状结构。包含结构:方铅矿包裹黝铜矿及黄铁矿等呈此结构。交代结构:矿石中氧化铅矿交代方铅矿,氧化铁矿交代其他金属硫化物呈此结构。乳滴状结构:黄铜矿呈细小乳滴状嵌布于闪锌矿中。反应边结构:辉铜银矿沿铜蓝边部交代,铜蓝沿黄铜矿边部交代。共边结构:自然银沿硫铜银矿边部嵌布呈此结构。

浸染状构造:方铅矿等金属硫化物在矿石中主要呈此构造。脉状构造:方铅矿及自然银呈脉状充填在脉石矿物裂隙中。

2 主要矿物工艺特征

1)方铅矿。方铅矿是矿石中主要金属硫化物,粒度以0.010～0.053 mm为主,主要呈半自形—他形晶状结构产出[5],以浸染状构造为主,少量呈细脉状充填在脉石矿物裂隙中,可见方铅矿边部被氧化铅及氧化铁矿交代溶蚀。方铅矿与银矿物、其他金属硫化物嵌布关系密切。例如,与黝铜矿、黄铜矿、闪锌矿及黄铁矿等紧密连晶或相互包裹。银黝铜矿或含银黝铜矿呈叶片状、针线状、肾状等形态嵌布在方铅矿中。此外,辉银矿与方铅矿紧密连晶。通过扫描电镜能谱成分分析,确定银矿物周边的方铅矿颗粒中不含银矿物。

2)闪锌矿。闪锌矿是矿石中次要金属硫化物。粒度以-0.053 mm为主,主要呈他形晶状结构。与其他金属硫化物嵌布关系密切,主要与黄铜矿、黝铜矿和铅矿物紧密连晶,部分与银矿物存在一定嵌布关系,可见辉银矿呈细脉状沿闪锌矿裂隙充填。

3)黝铜矿、辉铜矿和铜蓝等。矿石中铜矿物主要包括黝铜矿、辉铜矿、铜蓝和黄铜矿。黝铜矿为矿石中主要次生铜矿物,其他铜矿物相对较少,多呈他形晶状结构,粒度以-0.053 mm为主,主要与方铅矿连晶嵌布,少量被方铅矿包裹。黝铜矿中含银较多,部分可达银黝铜矿级别(含银10 %以上)。辉铜矿与铜蓝以他形晶状结构为主,粒度约为0.010 mm,少量辉铜矿、铜蓝沿黄铜矿边部交代,粒度以-0.037 mm为主,约占80 %。黄铜矿与方铅矿嵌布关系密切,可见部分黄铜矿边部被次生铜矿物交代,少量与黄铁矿连晶产出,微量呈细小乳滴状分布于闪锌矿中。

4)黄铁矿。黄铁矿是矿石中含量较少的金属硫化物,粒度以-0.053 mm为主,主要呈他形晶状结构产出,与其他金属硫化物关系密切,常见被其他金属硫化物包裹。

5)氧化铅矿。氧化铅矿主要呈交代结构,部分沿方铅矿边部交代,少量呈细脉状嵌布在脉石矿物粒间或裂隙中,偶见与黝铜矿连晶分布。此外,氧化铅矿与银矿物存在一定嵌布关系(见图1),这部分银矿物解离不完全,不易通过浮选回收。

图1 扫描电镜能谱成分分析

6)赤铁矿、磁铁矿。矿石中氧化铁矿主要包括赤铁矿和磁铁矿,钛铁矿及褐铁矿含量较少。主要呈他形晶状结构,形态以不规则板片状、叶片状为主,粒度以-0.053 mm为主,嵌布在脉石矿物粒间或裂隙中,可见沿金属硫化物边部交代。

3 银矿物工艺特征

3.1 银矿物种类及分布

经高倍镜下检测和扫描电镜能谱成分分析,该矿石中银矿物以含银黝铜矿、银黝铜矿及自然银为主,其次为辉银矿,硫铜银矿、辉铜银矿、角银矿及硫锑铜银矿等较少。银矿物成色分析结果见表5。

表5 银矿物成色分析结果

3.2 银矿物粒度组成分析

自然银粒度以0.037～0.074 mm为主,辉银矿粒度以-0.053 mm为主,银黝铜矿粒度以0.010～0.074 mm为主,硫铜银矿及辉铜银矿等粒度以-0.037 mm为主。银矿物粒度分析结果见表6。

表6 银矿物粒度分析结果

3.3 银矿物形态分析

矿石中银矿物形态主要为角粒状和长角粒状,少量板片状、尖角粒状和树枝状。银矿物形态分析结果见表7。

表7 银矿物形态分析结果

3.4 银矿物嵌布特征

自然银多呈他形晶状结构,大多嵌布在脉石矿物中;少量与含银黝铜矿等金属硫化物连晶分布或呈固溶体分离结构与硫铜银矿共边嵌布;偶见被氧化铁矿包裹,这类银矿物解离不完全,不易通过浮选回收。辉银矿多呈叶片状形态,嵌布于方铅矿、黝铜矿等金属硫化物中,部分被氧化铁矿沿边部交代,少量独立嵌布在脉石矿物中。硫铜银矿、辉铜银矿与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及次生铜矿物嵌布关系密切,少量呈不规则粒状嵌布在脉石矿物粒间及裂隙中。银黝铜矿多与方铅矿连晶分布,含银大于10 %,银矿物嵌布特征分析结果见表8、图2。

图2 显微照片及背散射照片

表8 银矿物嵌布特征分析结果

4 影响银、铅回收的矿物学因素

1)矿物赋存状态影响。部分银矿物与金属氧化物嵌布关系密切,若在未完全解离的情况下进行浮选,则难以实现浮选效果。此外,银矿物与方铅矿等硫化物存在一定嵌布关系,这些硫化物边部经常会被氧化,难以浮选回收。同时,解离不彻底、与之连晶的银矿物也容易流失。铅矿物与金属氧化物嵌布密切,若在未完全解离情况下回收,同样易流失。此外,氧化铅矿难以有效浮选回收,这使银、铅矿物回收产生困难。

2)矿物粒度影响。部分粗粒级银矿物,即使磨矿后呈单体状态,但由于其粒度过粗,难以通过浮选方式回收。加之银矿物表面易被氧化,增加了浮选回收难度。

3)脉石矿物影响。部分银、铅矿物被脉石矿物紧密包裹,使其易流失到尾矿中,影响银、铅矿物回收;且矿石中含有一定量的绿泥石和云母等矿物,在磨矿过程中易泥化,导致精矿指标下降。

5 结 论

1)矿石中金属硫化物主要为方铅矿,其次为闪锌矿;金属氧化物主要为赤铁矿及磁铁矿,其次为氧化铅矿;脉石矿物主要为斜长石、钾长石及石英等。银品位为211.00 g/t,铅品位为0.34 %,硫品位为0.18 %,矿石氧化率为38.24 %,该矿石属于贫硫化物难处理氧化型含铅银矿石。

2)银矿物以含银黝铜矿、银黝铜矿及自然银为主,其次为辉银矿。自然银粒度以0.037～0.074 mm为主,辉银矿粒度以-0.053 mm为主,银黝铜矿粒度以0.010～0.074 mm为主。

3)影响矿石中银、铅回收的因素主要为细粒级银、铅矿物解离不彻底,容易流失;部分银矿物粒度过粗,且银矿物表面易被氧化,难以浮选回收;部分铅矿物边部易被氧化,影响浮选回收;含一定量易泥化的绿泥石和云母,影响精矿指标。