東南亞某地鉛鋅尾礦工藝礦物學研究

葉小璐

(中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院,北京100083)

在資源危機日趨嚴峻的今天，中國著眼于對國外資源的開發利用，鼓力國內企業參與礦產資源領域的國際合作，勘探、開發和利用國外礦產資源。國內某企業欲開發緬甸某重選鉛鋅廠尾礦庫中的鉛鋅資源，為此針對該庫礦石進行詳細的工藝礦物學研究，以便為選礦試驗提供技術依據[1]。

1 礦石化學性質

1.1 礦石多元素分析

對礦石中所含的主要有益和有害元素及脈石元素進行了定量分析，結果見表1。由此可見鉛鋅為主要回收元素，銅、銀、硫可考慮綜合回收。礦石中SiO2含量較高，此外還含有一定的Al、Mg、Ca等元素。

1.2 礦石中鉛、鋅的物相分析

對礦石中的鉛、鋅進行化學物相分析，見表2、表3。結果表明，礦石中鉛主要以氧化物及硫化物形式存在，其中氧化鉛占有率為64.29%，硫化鉛占有率為32.14%；鋅主要以硫化鋅形式存在，占有率為85.65%。

表1 礦石多元素分析結果

注:*單位:g/t。

表2 礦石中鉛的化學物相分析結果

表3 礦石中鋅的化學物相分析結果

2 礦石的礦物組分

經顯微鏡查定，該礦石中有用礦物有：閃鋅礦、菱鋅礦、白鉛礦、方鉛礦、鉛礬、黃鐵礦、褐鐵礦等。脈石礦物有：石英、長石、絹云母、重晶石、磷灰石、巖屑等。主要礦物相對含量見表4。

表4 主要礦物相對含量

3 礦石主要礦物嵌布特征[2-3]

3.1 閃鋅礦(ZnS)

閃鋅礦是回收鋅的主要礦物。多呈粒狀集合體，粒度以0.1～0.35 mm為主，呈半自形-他形，有的呈板柱狀晶體，具環帶結構，乳滴狀結構，與方鉛礦、黃銅礦緊密共生，常見閃鋅礦與方鉛礦呈溶蝕狀嵌布連生；也見閃鋅礦粒間及裂紋，分布方鉛礦、白鉛礦、菱鋅礦細脈及網脈；有的閃鋅礦包含黃銅礦，呈固溶體分解乳滴狀結構(圖1)。

圖1 砂光 反射光 10×10閃鋅礦(灰白)與方鉛礦(純白)呈溶蝕狀態嵌布

圖2 砂光片 反射光 10×10閃鋅礦(灰白)粒間及裂紋，分布方鉛礦(純白)，菱鋅礦(灰黑)細脈、網脈

3.2 菱鋅礦(ZnCO3)

菱鋅礦為鋅的碳酸鹽礦物，多呈他形粒狀集合體，粒度以0.05～0.15 mm為主，常分布閃鋅礦粒間，或呈膠狀，細脈狀，網脈狀與閃鋅礦伴生(圖2)。

3.3 方鉛礦(PbS)

方鉛礦為鉛的硫化礦物，是礦石回收鉛的主要礦物之一。多呈他形不規則粒狀，也見立方體，八面體或兩者聚形，粒度粗細不勻，以粗粒0.25～0.35 mm為主，細粒-0.04+0.02 mm次之，常見方鉛礦與閃鋅礦、黃銅礦嵌布連生，其顆粒內又包裹細粒閃鋅礦；也見方鉛礦與白鉛礦連生，或包含于白鉛礦；亦見方鉛礦解理紋分布白鉛礦等現象(圖3)。

3.4 白鉛礦(PbCO3)

白鉛礦是鉛的碳酸鹽礦物，一般呈半自形粒狀，有的呈纖維狀、葉片狀、束狀集合體或呈晶簇狀；也有的呈細脈、網脈。粒度粗細不同，以粗粒0.1～0.25 mm為主，細粒0.04+0.01 mm次之。粒狀者多分布方鉛礦粒間或包含于方鉛礦；纖維狀、葉片狀、多出現在方鉛礦粒間或解理裂紋中與鉛礬相伴產出；呈細脈狀、網脈狀者，多交代穿切方鉛礦，鉛礬或閃鋅礦(圖4)。

3.5 鉛礬(PbSO4)

鉛礬為鉛的硫酸鹽礦物，粒度0.01～0.05 mm為主，常見呈細小的片柱狀、格片狀、纖維狀晶體，或粉狀顆粒，也呈土狀、尖點狀、細脈狀。常交代方鉛礦在其邊緣及解理紋出現，又被白鉛礦交代。可見鉛礬緊包方鉛礦，其外又被白鉛礦包裹的現象。

3.6 黃銅礦(CuFeS2)

黃銅礦為礦石主要銅礦物。呈他形粒狀，單獨出現或與方鉛礦、閃鋅礦連生，或呈細小乳滴包含于閃鋅礦。粒度以0.1～0.35 mm為主，個別達0.5 mm，與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、銅藍、孔雀石相伴產出(圖5)。

圖3 砂光片 反射光 10×10方鉛礦(純白)與白鉛礦(深灰色)，黃銅礦(黃白)連生顆粒包含細粒閃鋅礦

圖4 砂光片 反射光 10×10白鉛礦(深灰色)分布方鉛礦(純白)粒間或包含于方鉛礦呈細脈者交代穿切方鉛礦

圖5 砂光片 反射光 10×10黃銅礦(黃白色)方鉛礦(純白色)閃鋅礦(灰白色)銅蘭(蘭綠色)白鉛礦(深灰色)

3.7 銅蘭(CuS)

為量少的銅礦物，常見薄板狀、板狀、半自形-他形粒狀集合體，粒度以0.05～0.25 mm為主，多出現在黃銅礦、方鉛礦粒間或裂隙，有的裂穴充填有晶簇狀的集合體，與方鉛礦、黃銅礦相伴產出。

3.8 脈石礦物

主要由石英、長石、絹云母、重晶石、磷灰石等砂屑；由石英、長石組成的砂巖；砂礫巖屑、泥質、絹云母組成的泥質巖屑；凝灰質膠結的角礫巖屑四個部分組成。

4 礦石中主要有用礦物粒級分布

經顯微鏡下測定，礦石中主要有用礦物閃鋅礦、方鉛礦、白鉛礦、黃銅礦粒級分布，如表5所示。

表5 主要有用礦物嵌布粒級分布測定結果

表5結果表明，閃鋅礦、黃銅礦嵌布粒度粗且均勻，方鉛礦嵌布粒度粗細不均，白鉛礦嵌布粒度較細且不均勻。

5 礦石中有用礦物解離特征

為了查清礦石中閃鋅礦、方鉛礦、白鉛礦、黃銅礦的解離特征，對礦石不同磨礦細度產品進行了系統的單體解離度測定，見表6。結果表明，當-0.074 mm粒級占有率為87.33%時，閃鋅礦90%的已達到單體解離，黃銅礦有85%解離，而方鉛礦、白鉛礦解離較差。照片1為磨礦細度為-0.074 mm粒級占有率為87.33%時，磨礦產品砂光片照片。從圖1中可見，閃鋅礦顆粒中有方鉛礦包裹體或連生體，也見到方鉛礦與白鉛礦呈連生體，說明礦石磨至-0.074 mm粒級占有率為87.33%時，仍有部份方鉛礦、白鉛礦未從閃鋅礦解離出來。細粒級白鉛礦、方鉛礦與鉛礬混雜于鐵泥質、絹云母等脈石內，這將影響鉛回收率及鋅精礦品位。

6 鉛鋅在礦石中的平衡分配

鉛鋅在主要礦物中的分配結果，見表7。數據結果表明：鋅主要分配在閃鋅礦中，其占有率為89.89%；鋅的理論回收率為90%；鉛主要分配在方鉛礦和白鉛礦中，占有率分別為26.82%和41.76%，鉛的理論回收率為68.58%。

表6 主要礦物單體解離度的測定結果

7 影響鉛、鋅回收的礦物學因素分析

1)礦物組成、嵌布特征，賦存狀態研究表明：鋅礦物種類單一，以閃鋅礦為主要回收礦物，且嵌布簡單、粒度粗、分布均勻，可獲得理想的選礦指標；鉛礦物具有組分多(方鉛礦、白鉛礦、鉛礬等)、嵌布關系復雜、細粒級含量高的特點，將影響鉛的回收。

2)解離度的測定結果表明:當磨礦細度已達到閃鋅礦基本解離時，有的方鉛礦、白鉛礦、鉛礬還包含在閃鋅礦或與其連生，將影響鋅精礦的品位，降低鉛的回收率。

3)鉛鋅在礦石中的平衡分配表明：鋅主要分布于閃鋅礦中，分布集中且易回收；鉛分布較分散，回收難度大。

表7 鋅鉛在主要礦物的分配

8 結語

1)尾礦中有價元素為鉛、鋅、銅，其中鉛鋅為主要回收對象，銅、銀、硫因有一定量，可考慮綜合回收。

2)尾礦中礦物種類繁多，金屬及有用礦物有：閃鋅礦、菱鋅礦、方鉛礦、云鉛礦、鉛礬、黃銅礦、銅藍、孔雀石、黃鐵礦；脈石礦物有石英、長石、絹云母、磷灰石、巖屑等。

3)鋅礦物種類單一，嵌布關系簡單，粒度粗，分布均勻，可獲得理想的選礦指標；鉛礦物種類多，嵌布復雜，鉛礬及細粒鉛礦物占有率高，因此鉛礦物較難回收。

[1] 孫傳堯.礦產資源綜合利用手冊[M].北京:科學出版社，2003.

[2] 張志雄,等.礦石學[M].北京:冶金工業出版社，1981.

[3] 周樂光.工藝礦物學[M].北京:冶金工業出版社，2009.