辽宁某铜铅锌多金属硫化矿工艺矿物学研究

王伟之 李学军 陈丽平

(1.河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009;2.河北省矿业开发与安全技术实验室，河北唐山063009;3.河北省地矿局第二地质大队，河北唐山063000)

铜铅锌多金属硫化矿由于有用成分多、矿石结构构造复杂、矿物共生关系密切、嵌布不均匀等原因，致使其分选较困难［1］。处理复杂硫化矿的原则工艺流程的选择确定主要取决于矿石的工艺矿物学特性［2］。辽宁省葫芦岛地区某铜铅锌矿属复杂多金属硫化矿，为了尽快开发利用该矿产资源，对其进行了详细的工艺矿物学特性研究，研究结果可为确定该复杂多金属硫化矿的浮选原则流程提供主要参考。

1 矿石性质

1.1 矿石的化学性质

在对原矿进行光谱分析的基础上，对矿石进行了化学多元素分析，结果见表1。

由表1可知，矿石中铜、铅、锌已达到工业品位，且品位较高，应进行回收。金、银作为伴生的有价贵金属元素，应考虑在选别过程中富集于精矿中。另外，矿石中有害元素砷含量很低。

表1 原矿化学多元素分析结果Table1 Chem icalmulti-element analysis of the ore %

1.2 矿石的矿物组成

矿石中主要金属矿物为黄铜矿、方铅矿及闪锌矿，另外还含有一定量的黄铁矿;脉石矿物为方解石、石榴石、透辉石及石英等。各矿物含量测定结果见表2。

表2 矿物含量测定结果Table2 M ineral content assay of the ore %

通过对矿石中矿物含量测定得知，黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物占矿物总量的29.70%，表明矿石为多金属硫化矿石。

1.3 矿石的结构构造

1.3.1 矿石结构

(1)他形—半自形粒状变晶结构。黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等金属硫化物呈他形—半自形粒状，均匀或不均匀地散布在脉石矿物颗粒间，形成粒状变晶结构和浸染状构造。

(2)包含结构。方铅矿晶体内包含固溶体分离形成的黄铜矿晶体，形成包含结构。

(3)乳滴状结构。闪锌矿晶体内包含许多固溶体分离形成的乳滴状黄铜矿细小晶体，形成乳滴状结构。

(4)细脉状结构。黄铜矿呈细脉沿方铅矿裂隙分布，构成细脉状结构和细脉状构造。这种细脉为固溶体分离形成的细脉。

(5)压碎结构。受外力作用挤压，方铅矿有压碎现象，压碎后的方铅矿颗粒大小不一，呈棱角状。

1.3.2 矿石构造

(1)块状构造。黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物含量在80%以上，晶体颗粒较大，且紧密堆积连生，形成致密块状。

(2)浸染状构造。脉石矿物中均匀或不均匀呈星散状分布有金属硫化物，有稀疏浸染状构造和稠密浸染状构造。

(3)细脉状构造。黄铜矿呈细脉沿方铅矿裂隙分布，形成细脉状构造。

2 矿石中主要矿物的嵌布特征

2.1 黄铜矿

黄铜矿占所有硫化矿矿含量的20.35%，结晶粒度大小不等，0.074 mm以上的占43%，其中大于0.175 mm的仅占9%，而细粒黄铜矿(－0.053 mm)较多，嵌布粒度见表3。

黄铜矿常以星散状不均匀分布，形成浸染状构造，颗粒相对集中时形成块状构造;有时被方铅矿晶体所包含，形成包含结构;呈细脉状沿方铅矿裂隙分布时，构成细脉状构造。微米级的黄铜矿常呈细小乳滴状颗粒分布在闪锌矿较大的晶体内，成固溶体分离结构或乳滴状结构。

表3 黄铜矿嵌布粒度测定结果Table3 Dissem ination sizes of chalcopyrite

2.2 方铅矿

方铅矿占所有硫化矿物含量的26.55%，晶体呈他形—半自形粒状晶，有时可见立方体状。他形晶常沿脉石矿物的粒间边缘分布，形状与脉石边缘的孔隙一致。结晶粒度呈中细粒不均匀分布，其中0.074 mm以上的占 47.8%，而 0.175 mm以上的仅占8.2%，嵌布粒度见表4。

表4 方铅矿嵌布粒度测定结果Table4 Dissem ination size of galena

方铅矿常形成浸染状构造，受外力挤压后方铅矿形成压碎结构，晶体呈棱角状。其中闪锌矿晶体内的乳滴状黄铜矿包体不能去除。

2.3 闪锌矿

闪锌矿占所有硫化矿物含量的40.71%，以两种形式存在，一是晶体干净无包体的闪锌矿，二是晶体内含大量细粒黄铜矿乳滴状包体的闪锌矿，这部分约占总量的1/3，二者均呈他形粒状或不规则状。结晶粒度较均匀，其中0.074 mm以上的占66.45%，嵌布粒度见表5。

表5 闪锌矿嵌布粒度测定结果Table5 Dissem ination size of sphalerite

2.4 黄铁矿

黄铁矿占所有硫化矿物含量的12.39%，含量较低，呈他形—半自形粒状、偶见立方体状，嵌布粒度较粗，为0.2 mm左右。常与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿毗连(见图1)，嵌布简单，呈粒间曲线式接触，磨矿后易与铜、铅、锌解离。这种嵌布特征对选矿较为有利［3］。

图1 黄铁矿与方铅矿毗连(反光10×10)Fig.1 Pyrite ad joining w ith galena (Opticalm icroscope 10×10)

2.5 脉石矿物

主要脉石矿物为方解石、石榴石、透辉石及石英，呈粒状或细脉状，粒度较粗大，平均0.3～0.5 mm。脉石矿物与金属硫化物嵌布简单(见图2)，未见呈包裹与被包裹关系，磨矿后易解离，属易选易解离嵌布特征。

图2 方铅矿与脉石毗连(反光10×10)Fig.2 Galena ad joining w ith ganguem inerals (Opticalm icroscope 10×10)

2.6 铜铅锌硫化矿间嵌布关系

0.074 mm以上的粗粒黄铜矿、不含包体的方铅矿及闪锌矿呈直线或曲线式嵌布(图3)，属粒间边缘毗连关系，嵌布特征简单，颗粒粗大，无包裹与被包裹关系，磨矿后易解离成单体，为易解离的嵌布类型［4-5］。但这种颗粒含量较低，大部分为方铅矿晶体中包含有细粒黄铜矿(图4)或黄铜矿呈细脉状沿方铅矿裂隙分布(图5)，以及较大闪锌矿晶体内分布有细小乳滴状黄铜矿颗粒(图6)，这些嵌布结构磨矿后常呈铜、铅连生体及铜、锌连生体状态存在［6］，尤其乳滴状黄铜矿细磨后解离的可能性更小，是影响铜、锌精矿品位和回收率的主要因素。

当含黄铜矿细小乳滴包体的闪锌矿与方铅矿毗连时(图7)，磨细后可能形成铜、铅、锌连生体，在选矿流程中进入哪种精矿均会影响其品位。

图3 黄铜矿与不含任何包体的方铅矿、闪锌矿直线或曲线式嵌布(反光10×10)Fig.3 Straight or curved dissem ination of chalcopyrite and galena，sphalerite w ithout any inclusions (Opticalm icroscope 10×10)

图4 细粒黄铜矿包含在方铅矿晶体内(反光10×10)Fig.4 Fine chalcopyrite particles contained in galena crystal unit(Opticalm icroscope 10×10)

图5 黄铜矿呈细脉状沿方铅矿裂隙分布(反光10×10)Fig.5 Veined chalcopyrite distributing along w ith galena fracture(Opticalm icroscope 10×10)

图6 乳滴状黄铜矿包含在闪锌矿晶体内(反光10×10)Fig.6 Emulsion drop-shaped chalcopyrite contained in sphalerite crystal unit(Opticalm icroscope 10×10)

图7 包含乳滴状黄铜矿的闪锌矿与方铅矿毗连嵌布(反光10×10)Fig.7 Sphalerite containing emulsion drop-shaped chalcopyrite adjoining with galena(Opticalm icroscope 10×10)

3 矿物嵌布特征对有用矿物分离及回收的影响

根据矿石的结构构造、矿物成分和粒度分析结果，矿物间形成主要金属硫化矿矿(黄铜矿、方铅矿、闪锌矿)相互之间及金属硫化物与脉石矿物之间的嵌布，硫化物与脉石嵌布简单，磨矿后易解离，只是细粒硫化矿与脉石可能形成连生体，富连生体将进入精矿，贫连生体将进入尾矿。总体上看，由于嵌布简单，脉石对有用矿物的回收不构成太大影响。

粗粒黄铜矿及方铅矿间呈粒间线式嵌布特征，属简单嵌布特征，磨矿后易解离，分离后易有效回收。细粒状和细脉状黄铜矿磨矿后易形成铜、铅连生体。不含黄铜矿固溶体的闪锌矿与黄铜矿嵌布简单，磨矿后易解离，但是有一部分闪锌矿体内含有大量乳滴状黄铜矿包体，磨矿后易形成铜、锌连生体。铜、铅、锌三种硫化矿物间嵌布密切，磨矿后，单晶体易形成单体，细粒者和乳滴状者易形成铜、铅、锌连生体。

各种连生体在选别流程中无论进入哪种精矿，都会影响各自精矿的品位、回收率和杂质含量，致使铜、铅、锌互为有害因素。因此，选矿中应注意各种精矿中铜、铅、锌的互含问题。

4 结论

(1)辽宁某多金属硫化矿为难选复杂硫化矿，矿石性质复杂。有用矿物主要有黄铜矿、方铅矿及闪锌矿，各矿物间共生关系密切且嵌布粒度不均匀。

(2)黄铜矿、方铅矿、闪锌矿部分颗粒较粗，这部分矿粒磨矿后容易形成单体，易分选。但有的呈乳滴状结构，如闪锌矿晶体内包含有许多乳滴状黄铜矿细小晶体;还有的呈细脉状结构，如部分黄铜矿呈细脉沿方铅矿裂隙分布。这部分结构磨矿后很难解离，形成互相连生体，导致铜、铅、锌精矿互为有害因素，选矿中应注意各种精矿中铜、铅、锌的互含问题。

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