贵州丹寨老东寨铅锌矿矿石特征及选冶性能浅析

田亚江，郑禄林，余 杰，徐阳东，陈 智

（1.贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院，贵阳550018；2.贵州大学矿业学院，贵阳550025）

铅锌矿作为重要的有色金属资源，在汽车工业、铅管、合金和镀锌等领域具有重要的作用。在全球范围内，铅锌矿主要分布于澳大利亚、中国、美国、加拿大等国家，其中世界已查明的铅资源量约为15亿吨，锌资源量约为19亿吨[1]。著名的铅锌矿矿床有美国密西西比河谷型铅锌（MVT矿床）[2]，澳大利亚南部Olary Black 铜铅锌多金属矿床[3]，中国云南会泽超大型铅锌矿[4]。川滇黔铅锌矿集区作为中国的主要铅锌金属产地，占据我国铅锌储量的27%[5-8]贵州省位于扬子地块西南缘，属川—滇—黔多金属成矿带，是我国重要的铅、锌、银产出基地之一[9]，如从江那哥铅锌多金属矿床[10]，纳雍水东铅锌矿[11]等。近年来，贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院在贵州省丹寨县城北东约13km处发现了一中型铅锌矿床—老东寨铅锌矿，主矿体（Ⅲ号矿体）单矿体铅锌金属量达40余万吨，矿体赋存于震旦系陡山坨组一段层间破碎带中，容矿岩石为白云岩、白云质灰岩，矿体走向长约800m，倾向最大延伸约440m，厚度大（0.92～25.76m），品位富（Zn 0.50%～38.43%），Pb 0.30%～32.00%），在贵州省内该层位发现规模性铅锌矿床尚属首次，是该区域多年来的重大找矿突破，为川滇黔铅锌金属产区提供一定的资源接替保障。但由于老东寨铅锌矿为近年来新发现的具规模性铅锌矿床，在矿石特征及选冶性能方面未进行过系统研究。基于此，本文通过对典型矿石组构观察，剖析矿物之间的共生组合关系及分布特征，结合现在的选矿方法和手段，探讨该矿床的矿石选冶性能，以期为黔东南地区铅锌矿床矿石选冶提供借鉴，具有一定的指导意义。

图1 老东寨铅锌矿区地质图

1 地质背景

老东寨铅锌矿区大地构造位于扬子陆块江南造山带之黔南坳陷都匀南北向构造变形区与榕江加里东褶皱开阔复式褶皱变形区的交接部位[8]。区内断层以北东向（F1、F11）、北北东向（F3）为主，与成矿作用密切的断层为层间破碎带F21（图1）。出露地层由老到新主要有青白口系平略组（Pt31dp）、隆里组（Pt31dl），南华系富禄组（Pt32bf）、大塘坡组（Pt32bd）、南沱组（Pt32cn），震旦系陡山沱组（Pt33d）及第四系（Q），其中，震旦系陡山沱组（Pt33d）根据地层岩性组合特征细分为两段，即陡山沱组一段（Pt33d1）含粉砂质炭质泥质板岩夹含白云质炭质钙质板岩及透镜状白云质灰岩和陡山沱组二段（Pt33d2）页岩、粘土岩。陡山沱组一段（Pt33d1）为区内铅锌矿的主要赋存层位，主矿体Ⅲ号铅锌矿即赋存于该层位的层间破碎带中（图2）。Ⅲ号矿体属于近隐伏矿体，矿体长约800m，倾向北西，倾角变化较大，一般为25°～40°，平均33°，矿体沿倾向最大延伸约440m，矿体厚度变化较稳定0.92～25.76m，平均5.91m，Zn品位平均为7.18%，Pb平均品位2.45%。矿体受层间破碎带及地层双重控制，矿体一般赋存于断层角砾岩（白云岩白云质灰岩）内，矿石呈网脉状、脉状、团块状、浸染状分布，具硅化、黄铁矿化及白云质化。

图2 老东寨铅锌矿6-6′勘探线剖面图

2 矿石特征

2.1 矿石矿物、脉石矿物特征

矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿（图3），次为黄铁矿，偶见黄铜矿；脉石矿物为石英、玉髓及炭质。其中与铅锌关系密切的是黄铁矿、黄铜矿其次为石英、粘土矿物。各主要矿物特征如下：

闪锌矿：闪锌矿沿基质石英粒间孔隙充填矿化，形成不规则状集合体团块，大小为0.01～0.8mm；或沿基质石英裂隙充填矿化，形成不规则状集合体团块（0.01～4.0mm）或断续的细网脉状（宽0.01～0.5mm）。局部富集成致密块状或较宽的脉状（＞5mm）。Zn含量一般为0.50%～25.00%，最高达38.43%，平均7.18%。

方铅矿：方铅矿沿石英粒间孔隙充填矿化，形成不规则状集合体团块，大小为0.05～5mm；或沿石英脉边缘充填矿化，形成不规则状集合体团块（0.01～0.7mm）。局部富集成致密块状或较宽的脉状（＞5mm）。Pb含量一般为0.30%～7.00%，最高达32.00%，平均2.45%。

黄铁矿：呈0.01～0.2mm 半自形－它形晶粒及集合体星散分布于基质及碎斑中，含量一般为3%～5%，最大10%。

黄铜矿：极少见，为铜黄色，一般为它形、粒状，在矿石中与黄铁矿共生并穿插交叉。

石英：主要分为石英基质和充填石英脉两种类型产出，石英基质一般呈自形-它形粒状，粒径0.001～0.8mm。充填石英脉呈自形晶粒，粒径0.05～0.1mm。其穿切前期含铅、锌矿的石英基质和炭质硅质碎斑，且后期石英脉较细，发育程度远不及前期充填脉，脉的两壁与围岩石英有交代，接触界线不平。脉较细，宽0.1～5.0mm。其内未见铅、锌矿物。

图3 老东寨铅锌矿矿石显微组构特征

炭质、玉髓：组成为含炭质硅质岩，炭质、玉髓均为隐晶质。呈碎斑状杂乱分布于基质石英中，碎斑粒径0.1～2.0mm，次棱角状－次圆状，与胶结的石英边界较清淅。碎斑含量约占总量5%～70%。

根据野外观察和岩矿鉴定结果，老东寨铅锌矿床的矿石组合有以下两种分类：①石英-闪锌矿-方铅矿-黄铁矿组合；②石英-闪锌矿-方铅矿-黄铜矿-黄铁矿组合；从组合特征可见石英的形成贯穿整个成矿阶段。确定矿物生成顺序为石英（硅化）→黄铁矿→闪锌矿→黄铜矿→方铅矿-石英。

2.2 矿石组构特征

矿石主要结构有半自形晶结构、它形晶粒状结构、填隙结构及碎斑（粉）状结构；主要构造有浸染状构造、块状构造、脉状构造及团块状构造。

半自形晶结构：黄铁矿自形晶体被其它矿物交代溶蚀，仅保持部分晶面完好。

它形晶粒状结构：闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等颗粒晶形不完整，并以不规则状分布。

填隙结构：自形-半自形石英间隙被闪锌矿、方铅矿充填。

碎斑（粉）状结构：隐晶质炭质硅质岩被石英基质胶结。

浸染状构造：闪锌矿、方铅矿以它形粒状分布在脉石矿物中，形成浸染状。

块状构造：闪锌矿、方铅矿呈致密分布，矿物颗粒大小不定，无方向性，且金属矿物含量占75%以上，仅含少量脉石矿物。

脉状构造：闪锌矿、方铅矿以脉状、细脉状沿脉石矿物裂隙分布。

团块状构造：闪锌矿、方铅矿等矿物组成较大的集合体，且大小不一，分布不均匀，某些部位较稠密。

2.3 矿石化学组分特征

矿石中主要有用元素为Pb和Zn，且以Zn为主。Zn含量0.5%～38.43%，平均7.18%，Pb含量0.30%～32.00%，平均2.45%。同时，矿石组合样分析结果表明，除Pb、Zn 外，伴生的主要有用组分为Ag、Ge、Ga，其平均含量分别达10.63×10-6、36.9×10-6～56.1×10-6和17.88×10-6，已达到伴生矿产综合利用的最低工业指标，具有一定的综合利用价值，且在矿石中呈现出与Pb、Zn含量具有一定的相关性。

3 矿石选冶性能

老东寨铅锌矿除炭质的试验结果表

由于区内铅锌矿石含有炭质，因此，本次试验样进行了除炭质试验，并将未除炭质与除了炭质的两种试样进行对比探索。

通过对试验细样进行螺旋洗样除去炭质、泥质后，不但提高了铅、锌、银的品位（表、图4），同时解除了炭质对浮选药剂的吸附，减少浮选时各项药剂的用量，从而减少了浮选成本，也使试验数据更具可靠性。

为探讨区内矿石的可选性及选冶条件，本次研究对矿物进行磨矿细度浮选试验、抑制剂浮选试验、浮铅捕收剂试验、乙硫氮与丁黄不同配比试验、浮铅捕收剂用量试验等多种试验，试验研究结果表明老东寨铅锌矿石为可选矿石，并找出了各项最佳浮选条件。采用一段磨矿、洗矿，铅、锌均采用一粗二扫三精的浮选工艺流程，使矿石中的有价金属铅、锌、银矿物得到有效回收，并获得了较好的选别指标。

试样中，在原矿铅品位为2.41%及锌品位为6.87%、银品位为15.61g/t条件下，获得铅精矿中铅品位52.92%和锌品位6.81%、银品位343.61g/t，铅精矿中铅的回收率为92.36%及锌的回收率为4.06%、银的回收率为94.53%；获得的锌精矿中锌品位46.60%、铅品位0.51%、银品位3.04 g/t，锌精矿中锌的回收率为87.61%、铅的回收率为2.83%及银的回收率为2.64%的指标。综合现阶段进行的试验研究，推荐区内铅锌矿采用浮选选矿，其选矿推荐流程见图5。

图4 老东寨铅锌矿除炭质试验流程图

4 小结

1）矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿，次为黄铁矿、黄铜矿；脉石矿物主要为石英、玉髓及炭质。矿石结构主要有半自形晶、他形晶、填隙结构、碎斑（粉）状结构；矿石构造主要有浸染状、块状、脉状及团块状构造。

2）矿石中主要有用元素为Pb和Zn，且以Zn为主，有益元素Ag、Ga、Ge 已达到伴生矿产综合利用的最低工业指标要求。

3）探索性试验实验研究表明，通过螺旋洗样除去炭质、泥质后，可降低铅锌矿石浮选成本；同时，多种试验验证了区内铅锌矿属于可选矿石，提出了一粗二扫三精的浮选工艺流程。

图5 老东寨铅锌矿推荐浮选试验工艺流程图