某复杂铜铅锌多金属硫化矿石工艺矿物学研究

窦源东 王涛 刘念国

摘要：青海某铜铅锌矿石属于复杂难选多金属硫化矿石，各目的矿物之间及与脉石矿物之间的关系极其复杂，为了更好地综合利用该矿产资源，对该矿石进行了工艺矿物学研究，查明了矿石中铜、铅、锌的矿物种类、分布状态、工艺特征等。结果表明：矿石中铜、铅、锌矿物主要为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，各有价金属矿物共生关系密切;目的矿物嵌布粒度较细，且分布不均匀;在磨矿细度-0.074 mm占75 %的条件下，目的矿物整体解离度较低。工艺矿物学研究结果为该矿石选矿工艺流程选择提供了重要的基础资料。

关键词：多金属硫化矿石;黄铁矿;方铅矿;闪锌矿;嵌布特征;工艺矿物学

中图分类号：TD91文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）07-0082-04doi：10.11792/hj20210717

青海某銅铅锌多金属矿石为复杂难选多金属硫化矿石，铜、铅、锌矿物之间镶嵌关系极为复杂。矿石中铜、锌硫化物主要呈微细脉状或稀疏浸染状分布于石英缝隙中，且云母含量大，将会严重干扰铜、铅、锌矿物的有效浮选。为了更好地综合利用该矿产资源，本文对其开展了详细的工艺矿物学研究，为下一步选矿工作提供基础依据。

1 矿石性质

1.1 矿石成分分析

矿石X射线荧光光谱半定量分析结果见表1，多元素分析结果见表2。

1.2 主要金属矿物嵌布特征

该铜铅锌矿石中铜品位为1.61 %，主要含铜矿物为黄铜矿，其次为斑铜矿、辉铜矿和砷黝铜矿，微量自然铜，未见孔雀石等氧化铜矿物。该矿石中铅品位为2.57 %，含铅矿物主要为方铅矿，少量脆硫锑铅矿。其他金属硫化物主要有黄铁矿、闪锌矿，少量磁黄铁矿和毒砂。金属氧化物主要有锌尖晶石、磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、金红石等。金属硫酸盐矿物主要有重晶石。脉石矿物主要有石英和白云母，少量长石和黑云母，极少量辉石、角闪石、方解石、白云石、高岭石、磷灰石等。矿石矿物组成分析结果[1]见表3。

1）黄铜矿、辉铜矿。黄铜矿含Cu 34.56 %、Fe 30.52 %、S 34.92 %。黄铜矿中的铜占总铜的67.19 %。黄铜矿粒度为0.001～0.100 mm，绝大部分在0.030～0.070 mm。矿石中黄铜矿化与碳酸盐化有关（见图1-a）），另有黄铜矿分布于石英缝隙中。其生成时间明显晚于早期生成的自形晶黄铁矿（见图1-b））。在黄铁矿与黄铜矿的接触界面上常见次生辉铜矿，共生矿物主要为黄铁矿，其次为砷黝铜矿（见图1-c））。

2）斑铜矿。斑铜矿含Cu 63.3 %、Fe 11.2 %、S 25.5 %。斑铜矿中的铜占总铜的15.37 %。矿石中斑铜矿是最先形成的次生硫化铜矿物，大多是硫酸铜溶液渗透交代黄铜矿（见图2）、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物而成。斑铜矿很容易转化成铜蓝、辉铜矿等次生铜矿物，同时伴有褐铁矿。

3）闪锌矿。闪锌矿含Zn 67.1 %、S 32.9 %。闪锌矿中的锌占总锌的76.35 %。闪锌矿粒度为0.001～0.400 mm，绝大部分为0.030～0.100 mm。矿石中闪锌矿形成过程中伴随有大量黄铁矿、磁黄铁矿的形成。有的闪锌矿以微细脉状嵌布于石英缝隙中（见图3-a）），有的包裹黄铜矿、砷黝铜矿（见图3-b）），有的与方铅矿连生（见图3-c））。总体而言，闪锌矿粒度细微，包裹物多而杂，很难发现不含包裹物的闪锌矿。

4）方铅矿。方铅矿含Pb 86.6 %、S 13.4 %。方铅矿中的铅占总铅的96.53 %。方铅矿粒度为0.001～0.500 mm，绝大部分为0.050～0.100 mm。矿石中方铅矿属热液充填型成矿，即含Pb的络阴离子随热液灌入围岩的破碎带中，冷凝、分解而成为方铅矿。方铅矿呈半自形晶、他形晶。三角孔构造极为发育，且三角孔排列呈波纹状，似与应力作用有关。方铅矿在成因上与铜、锌、硫的矿化不是很密切，在空间上却与闪锌矿、黄铜矿、锑黝铜矿（见图4）等有着密切的联系[2]。

1.3 物相分析

铜物相分析结果见表4，铅物相分析结果见表5。锌物相分析结果见表6。

由表4～6可知：铜主要分布在黄铜矿中，其次分布在辉铜矿和斑铜矿中;铅主要分布在方铅矿中，少量分布在脆硫锑铅矿中;锌主要分布在闪锌矿中。

2 铜、铅矿物粒度分布

由于铜铅分离浮选困难，因此对铜、铅矿物进行了重点考察。将黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿和砷黝铜矿作为整体统计其粒度和解离度，方铅矿和脆硫

由图5可知：二者粒度均较细。黄铜矿粒度小于0.011 mm占13.13 %，这部分黄铜矿由于粒度过细，很难单独选别，或滞留在尾矿中，或夹杂在精矿产品中;粒度0.011～0.022 mm占21.11 %，若此部分含铜矿物结晶度较好，解离度较高，则容易选别，否则也难以上浮。方铅矿粒度小于0.011 mm占26.61 %，这部分方铅矿由于粒度过细，也容易滞留在尾矿中，或夹杂在精矿产品中;粒度0.011～0.022 mm占37.66 %，这2部分方铅矿合计占64.27 %，显示方铅矿极易过磨泥化。可浮黄铜矿与方铅矿颗粒的不均匀性、泥化将会极大地影响有价金属矿物的分选[3]。

3 解离度与连生关系分析

3.1 解离度

在磨矿细度-0.074 mm 占75 %的条件下，黄铜矿（包括辉铜矿、斑铜矿和砷黝铜矿）和方铅矿（包括脆硫锑铅矿）的解离度分析结果见表7。

由表7可知：黄铜矿单体占59.75 %，4/5连生体占14.41 %，二者合计占74.16 %，总体解离度较低。结合矿样中黄铜矿的粒度分布可知，矿样中黄铜矿嵌布粒度极细，磨矿至-0.074 mm占75 %，已有34.24 %的粒度小于22 μm的情况下，完全达到单体解离的不足60 %。方铅矿单体占67.52 %，4/5连生体占4.39 %，二者合计占71.91 %，总体解离度较低。结合矿样中方铅矿的粒度分布可知，矿样中方铅矿嵌布粒度更细，磨矿至-0.074 mm 占75 %，已有64.27 %的粒度小于22 μm的情况下，完全达到单体解离的仅为67 %。在矿石选别中可能需要增加二段磨矿，尽可能使矿物达到单体解离。

3.2 連生关系

黄铜矿自由表面占87.20 %，连生部分主要为与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和硅酸盐矿物等连生。方铅矿自由表面占83.72 %，连生部分主要为与黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿和硅酸盐矿物等连生。

该矿样中各有价金属矿物共生关系紧密，黄铜矿与方铅矿、黄铁矿等连生密切，方铅矿与黄铜矿、闪锌矿及黄铁矿等连生密切，各种金属硫化物致密共生，嵌布粒度极细且不均匀，互相镶嵌。在一段磨矿细度-0.074 mm 占75 %的情况下，黄铜矿单体解离度不足60 %，方铅矿单体解离度仅为67 %;方铅矿已有超过26 %的粒度小于0.011 mm，方铅矿极易过磨泥化。从矿石工艺矿物学研究结果可知，该矿石复杂难选，浮选分离难度极大。在选择该矿石选矿工艺流程时，应进行多种方案对比，从而找出合适的选矿工艺流程。

4 结 论

1）青海某复杂铜铅锌多金属硫化矿石中各有价金属矿物共生关系紧密，黄铜矿与方铅矿、黄铁矿等连生密切，方铅矿与黄铜矿、闪锌矿及黄铁矿等连生密切，各种金属硫化物致密共生，嵌布粒度极细且不均匀，互相镶嵌，而且部分目标矿物与脉石矿物共生关系复杂。

2）镶嵌关系复杂，闪锌矿表现最为明显。闪锌矿颗粒中常包裹黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等。根据物相分析结果，以硫化锌形式存在的锌占总锌的76.35 %;23.65 %的锌以锌尖晶石形式存在，难以回收。

3）方铅矿的成因有别于原生硫化铜、硫化锌，其是热液充填型成矿，与黄铁矿、磁黄铁矿的连生关系不密切，但碎裂现象普遍。在磨矿过程中，方铅矿可能有过粉碎现象，而且与黏土矿物关系密切。

4）从矿石工艺矿物学研究结果得出，该矿石浮选分离难度极大，应通过多种方案对比，选择合适的选矿工艺流程。

[参 考 文 献]

[1] 北京矿冶研究院.化学物相分析[M].北京：冶金工业出版社，1979.

[2] 李学清.兰坪难选氧化铅锌矿选矿试验研究[J].有色金属（选矿部分），2003（1）：1-2，13.

[3] 张锦林，李朝晖，王德海.难选铜铅锌多金属硫化矿选矿工艺的探讨[J].中国有色冶金，2004，33（4）：68-71.

Process mineralogy of a complex copper-lead-zinc polymetallic sulfide ore

Dou Yuandong1，Wang Tao2，Liu Nianguo1

（1.Department of Environment and Material Engineering，Yantai Gold Vocational College;

2.Laizhou Ruihai Mining Co.，Ltd.）

Abstract：A copper-lead-zinc polymetallic sulfide ore in Qinghai belongs to a complex and refractory  polymetallic sulfide ore，and the relationship between the various minerals and the gangue minerals is extremely complex.In order to make better comprehensive use of the mineral resources，the research on its process mineralogy is carried out，which provided insights into the mineral types，distribution status and process characteristics of copper，lead and zinc in the ore.The results show that the copper，lead and zinc minerals in the ore are mainly chalcopyrite，galena and blende，and each of the valuable metal minerals coexists in a close way;the target minerals are finely embedded and distributed unevenly;when grinding fineness -0.074 mm accounts for 75 %，the target minerals are in low disintegration degree.The research results of process mineralogy provide important basic data for the selection of ore-dressing processes.

Keywords：polymetallic sulfide ore;pyrite;galena;blende;embedding characteristic;process mineralogy