内蒙古某含铜铅精矿铜铅分离矿物学影响因素研究

陈巧妹 周 浩 朱志伟

（长沙矿山研究院有限责任公司）

随着社会工业化进程的加快，铜矿产品广泛应用于工业、国防、军工、建筑、现代农业等领域［1-2］。我国铜矿床多具有小规模矿多、大型矿床少、贫矿多、富矿少等特点，且我国大部分地表、浅地表铜矿资源已被勘查开采，为缓解铜矿资源消耗快、短缺压力大的情况，越来越多的选矿科研工作者对铅、铋等精矿产品中混入的铜进行综合回收利用［3］。为此，内蒙古某铜多金属矿在已有研究的基础上［4］，通过化学多元素分析、物相分析、光学显微镜观察、MLA 等多种分析手段，对含铜铅精矿进行了工艺矿物学研究［5-8］，查明了含铜铅精矿的化学组成、矿物组成及含量、铜铅的嵌布特征及解离度特征，并对影响铜铅分离的矿物学因素进行分析研究，为铜铅分离选矿试验研究提供指导。

1 矿石的矿物成分

1.1 化学多元素分析

对内蒙古某选厂含铜铅精矿进行取样，烘干、混匀后进行化学多元素分析，结果见表1。

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由表1可知，矿样中可供选矿富集回收的元素主要为铅和铜，含量分别为72.58%和0.81%；在目前的经济技术条件下，主要对铅、铜进行分离回收，以达到富集有用矿物的目的。

1.2 铜物相分析

对矿样进行铜物相分析，结果见表2。

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由表2可知，矿样中的铜主要赋存在原生硫化铜和次生硫化物中，二者合计占有率85.19%，这为采用浮选工艺分选含铜铅精矿中铜矿物时铜的最大理论回收率。

1.3 矿物组成及含量

经光学显微镜镜下鉴定和MLA（矿物参数自动分析系统）测定综合研究查明，含铜铅精矿的组成矿物主要为方铅矿，少量闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿，微量矿物有白铅矿、磁黄铁矿、铅铁矾、磁铁矿、辉钼矿等，主要矿物的含量统计结果见表3。

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2 主要矿物的产出形式

2.1 方铅矿

方铅矿以自形-半自形粒状为主，少量呈他形粒状或不规则粒状，粒度细小，粒度一般为0.01～0.10 mm，个别粗粒者粒径达0.15 mm。方铅矿以单体为主，富连生体次之，二者累计占比约96%。方铅矿在含铜铅精矿中的主要分布形式有2种，一类以单体形式分布，以自形-半自形为主，少量呈不规则粒状，粒度为0.01～0.10 mm；一类与其他矿物连生，占总方铅矿的12%左右。方铅矿主要与闪锌矿、黄铁矿连生，少量方铅矿与磁黄铁矿、脉石矿物、黄铜矿等连生，连生关系依次减弱，连生体接触界线常呈平整线状、港湾状、弯曲状等。方铅矿与其他矿物以毗邻镶嵌为主，少部分沿闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等裂隙、孔洞或内部镶嵌，整体上方铅矿的嵌布关系复杂（图1～图4）。

2.2 黄铜矿

黄铜矿的粒度细小，约90%的黄铜矿粒度为0.01～0.10 mm，偶见黄铜矿粒度可达0.15 mm。黄铜矿在含铜铅精矿中的主要分布形式分为以下2 种。一类以单体形式分布，占总黄铜矿的40%左右，以他形粒状或不规则粒状为主，粒度主要为0.01～0.15 mm；一类与闪锌矿、方铅矿等金属矿物及其他脉石矿物连生，占总黄铜矿的60%左右，以黄铜矿富连生体为主，单体+富连生体约占86%。黄铜矿主要与闪锌矿、黄铁矿连生，少量与方铅矿、磁黄铁矿、脉石矿物等连生，连生关系依次减弱。大部分黄铜矿沿闪锌矿、黄铁矿、方铅矿等边缘嵌布，形成毗邻结构，这类连生体嵌布关系较为简单；少量黄铜矿沿闪锌矿、黄铁矿、方铅矿等裂隙或孔洞分布，连生体接触界线有时呈港湾状，这类连生体嵌布关系较为复杂；少量黄铜矿分布在闪锌矿内部，呈包含结构（图5～图6）。整体来看，黄铜矿以单体+富连生体为主，连生关系略复杂于方铅矿的连生关系。

2.3 闪锌矿

闪锌矿呈不规则粒状，粒度一般介于0.014～0.10 mm。闪锌矿在含铜铅精矿中的主要分布形式分为以下2种。一类以单体形式分布，约占总闪锌矿的30%，自形-半自形粒状、他形粒状或不规则粒状均有分布，粒度主要为0.02～0.15 mm；一类与金属矿物及其他脉石矿物连生，占总闪锌矿的70%左右，以闪锌矿富连生体为主，常与方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、脉石矿物等构成紧密的交生关系，且与前3 种矿物的连生关系最为密切，构成较为复杂的镶嵌关系。粒度较粗的颗粒中常包裹粒度0.01 mm 以下的黄铜矿及其他金属硫化物，部分则呈不规则粒沿方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等边缘、粒间及孔洞充填，粒度不甚均匀（图7～图8）。

3 主要有用矿物的嵌布粒度及解离度分析

3.1 方铅矿和黄铜矿的嵌布粒度

将含铜铅精矿烘干、混匀后，取样制光片，采用光学显微镜和MLA（矿物参数自动分析系统）测定方铅矿、黄铜矿的嵌布粒度，统计结果见表4。

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由表4 可知，含铜铅精矿的矿物粒径总体很小，-0.074 mm 含量占90%以上；方铅矿、黄铜矿的嵌布粒度主要处于0.01～0.10 mm，属细粒级嵌布范畴；黄铜矿嵌布粒度整体微粗于方铅矿，-0.014 mm 较难选粒级占有率12.17%，这部分黄铜矿多分布在黄铁矿、磁黄铁矿孔洞中或以包裹体形式分布于闪锌矿中。

3.2 方铅矿和黄铜矿的解离特征分析

利用光学显微镜和MLA 对含铜铅精矿中的方铅矿、黄铜矿的解离度进行统计分析，测定结果见表5。

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由表5 可知，方铅矿的单体解离度高达88.18%，仅11.82%的方铅矿与闪锌矿、黄铜矿等连生，解离情况很好；黄铜矿的单体解离度仅为40.33%，45.90%的黄铜矿以富连生形式与闪锌矿、方铅矿等连生，二者合计86.23%，整体解离情况良好；闪锌矿的单体解离度为29.77%，加上富连生体（目的矿物大于3/4）合计值为76.21%，常与方铅矿、黄铜矿、黄铁矿连生，解离情况一般。

4 影响铜铅选别的矿物学因素分析研究

（1）有机碳影响。含铜铅精矿中含有一定量的有机碳，约0.55%，有机碳质粒度极为细小，常在1μm以下，可浮性好，易附着在方铅矿、黄铜矿等矿物表面，改变原矿物的可浮性，不利于将铜矿物从含铜铅精矿中分离选出。

（2）嵌布粒度及解离情况。含铜铅精矿中各矿物嵌布粒度细小，一般为0.01～0.10 mm，-0.074 mm粒级含量占90%以上，属细粒级嵌布范畴，较利于选矿回收；但少量粒度小于0.01 mm，且嵌布于闪锌矿、黄铁矿、方铅矿、磁黄铁矿或脉石矿物中，增加了铜、铅分离难度。方铅矿的单体解离度高达88.18%，黄铜矿的单体+富连生体占比为86.23%，整体解离情况良好，有利于铜、铅分离。

（3）嵌生关系。方铅矿主要与闪锌矿、黄铁矿连生，少量与磁黄铁矿、脉石矿物、黄铜矿等连生。黄铜矿主要与闪锌矿、黄铁矿连生，少量与方铅矿、磁黄铁矿、脉石矿物等连生。方铅矿-黄铜矿连生体占比低，有利于铜、铅分离。

5 结论

（1）据已有研究结果可知，铅精矿中铜含量越低，铜、铅分离难度越大，内蒙古某选厂含铜铅精矿中铜含量0.81%，铜含量偏低，给铜、铅分离增加了分选难度。前期选铅作业时，加入了少量活性炭，导致精矿中的有机碳含量为0.55%，开展铜、铅分离选矿作业前，需进行脱碳作业以降低其对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响。

（2）综合考虑该含铜铅精矿的矿物含量、矿物性质、嵌布粒度、主要矿物的可浮性等经济因素，不优先考虑再磨。但由于黄铜矿单体解离度仅为40.33%，因此选矿试验中，需要密切关注不同时段产出的含铜铅精矿中铜矿物的含量、嵌布粒度、解离度、连生关系等，不排除考虑采用再磨以提高铜矿物的单体占比，从而达到将铜矿物从含铜铅精矿中有效分离出来的目的。同时，闪锌矿与黄铜矿、方铅矿连生关系密切，可能对铜精矿品质产生不利影响。