贊比亞銅帶省某低品位硫化銅礦的工藝礦物學(xué)特征研究

李明君，郝 波，夏 瑜，覃 鵬，羅 星，李 勇

（1.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004 ；2.謙比希濕法冶煉有限公司，贊比亞 基特韋 22592）

贊比亞的銅-鈷礦資源主要賦存在世界著名的中非新元古代沉積型銅-鈷成礦帶上，銅礦鈷床集中產(chǎn)出在銅帶省和西北省地區(qū)，平均品位達(dá)2.5%[1-3]。近年來，隨著域內(nèi)銅資源大規(guī)模開采，高品位銅礦資源量迅速減少，礦產(chǎn)資源的綜合利用難度逐漸加大，開展低品位銅礦工藝礦物學(xué)研究的重要性日益凸顯[4-6]。本文選取贊比亞銅帶省某低品位銅礦床開展工藝礦物學(xué)研究，旨在查明其硫化銅礦石工藝特性及各組分的賦存狀態(tài)等，為后期制定該銅礦的選礦工藝提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

1 礦石化學(xué)組分

光譜半定量分析是根據(jù)元素的特征譜線確定被測(cè)元素的存在，然后根據(jù)譜線的黑度估計(jì)其含量的光譜分析。經(jīng)測(cè)定，某銅礦原礦光譜半定量分解結(jié)果見表1。

表1 原礦光譜半定量分析結(jié)果

根據(jù)其結(jié)果對(duì)原礦中Ciu、Co、Fe、S等目標(biāo)元素進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，結(jié)果顯示Cu品位1.57%，Co含量0.002%，F(xiàn)e為2.53%，S為1.14%，Co、Fe、S三元素均低于銅礦床伴生有用組分指標(biāo)要求。此外，銅物相分析結(jié)果顯示氧化銅相僅占4.27%，硫化銅相為95.73%，原礦中銅主要以硫化銅的形式存在，礦石屬于硫化物型銅礦。

2 礦石礦物組成

硫化銅礦石，新鮮面呈灰色，片狀構(gòu)造，局部見綠泥石化和絹云母化。賦礦圍巖主要為石英白云母片巖、二云母片巖和白云母片巖。

銅的金屬硫化物以黃銅礦、斑銅礦為主，次為輝銅礦、藍(lán)輝銅礦，含量較少。此外，還可見銅的氧化物，如銅藍(lán)、赤銅礦、孔雀石等，含量極少；礦石中其他金屬礦物為褐鐵礦和黃鐵礦。脈石礦物主要見白云母、石英和黑云母，少量綠泥石、碳酸鹽礦物等。

3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)：按照結(jié)晶程度劃分為片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、他形晶粒結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)；根據(jù)礦物接觸關(guān)系，以交代結(jié)構(gòu)為主，細(xì)分為交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、假晶結(jié)構(gòu)、侵蝕結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造：主要為片狀構(gòu)造，金屬礦物構(gòu)造以浸染狀為主，其次為條帶-似條帶狀、團(tuán)塊狀、脈狀構(gòu)造等。

4 含銅礦物的嵌布特征

主要銅礦物黃銅礦、斑銅礦在各深度基本都可見，黃銅礦在地表以下100m上相對(duì)富集，斑銅礦在100m下相對(duì)富集，二者密切共生，與硅化關(guān)系密切，常見硅化—黃銅礦—斑銅礦脈(圖1)。

圖1 斑銅礦-黃銅礦-硅化脈

（1）黃銅礦。黃銅礦是礦體上部最主要的硫化銅礦物和回收對(duì)象。中等反射率，中低硬度，銅黃色，磨光性好；弱非均質(zhì)性；他形粒狀晶，粒徑范圍0.0001mm～5.0mm，多集中分布于0.05mm～2.0mm之間。晶體內(nèi)可見石英、云母和黃鐵礦等礦物充填，亦可見沿解理縫被多以不規(guī)則粒云母、褐鐵礦、銅藍(lán)等礦物交代，礦物晶體形狀不規(guī)則，多以尖角狀、條帶狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出（圖2）。

圖2 黃銅礦沿石英粒間縫隙不規(guī)則尖角狀產(chǎn)出

（2）斑銅礦。斑銅礦是礦體下部最主要的硫化銅礦物和回收對(duì)象。較低反射率，中等硬度，淺玫瑰紅色，表面氧化常見紫藍(lán)色的錆色膜，顯均質(zhì)性；不規(guī)則粒狀，粒徑0.01mm～5.0mm不等，集中于0.05mm～2.0mm；多與黃銅礦密切共生（圖3），常沿黃銅礦顆粒邊部侵蝕交代，有時(shí)包含乳滴狀、葉片狀黃銅礦、輝銅礦或以葉片狀產(chǎn)于輝銅礦中形成固溶分離結(jié)構(gòu)（圖4）；偶見其交代云母、綠泥石呈其片狀假晶，在礦石中呈浸染狀、脈狀、條帶狀產(chǎn)出。

圖3 斑銅礦與黃銅礦接觸邊界清晰平直

圖4 斑銅礦中見葉片狀的輝銅礦固溶分離體

（3）輝銅礦。中等反射率，中等硬度，灰色帶藍(lán)色色調(diào)；他形粒狀，粒徑0.01mm～1.0mm；與黃銅礦、斑銅礦關(guān)系密切，可呈葉片狀固溶分離體產(chǎn)于斑銅礦中，也可包含葉片狀的斑銅礦固溶分離體，主要以不規(guī)則尖角狀產(chǎn)出產(chǎn)于裂隙之中。

（4）藍(lán)輝銅礦。中低等硬度，中等反射率，灰藍(lán)色；主要以細(xì)片狀固溶分離體產(chǎn)于斑銅礦中。

（5）銅藍(lán)。中低反射率，低硬度，藍(lán)灰色-藍(lán)白色，顯著多色性，典型強(qiáng)非均質(zhì)性（火橙-薔薇-橙黃）；多呈不規(guī)則粒狀、細(xì)板狀，粒徑0.001mm～0.05mm，主要沿著斑銅礦、黃銅礦邊部交代。

（6）赤銅礦。灰?guī){(lán)色調(diào)，無多色性，均質(zhì)性，黃褐-櫻紅內(nèi)反射色；他形粒狀，粒徑與銅藍(lán)大致相同，粒徑范圍0.001mm～0.05mm；主要沿著斑銅礦、黃銅礦邊緣呈不規(guī)則粒狀、微脈狀交代產(chǎn)出。

（7）孔雀石。墨綠色，見多色性，強(qiáng)非均質(zhì)性，翠綠色內(nèi)反射色；含量極少，偶見于黃銅礦晶面凹坑，粒徑0.04mm左右。

5 礦物共生組合特征

結(jié)合礦物收標(biāo)本和顯微鏡下鑒定結(jié)果可知，巖石中銅礦化有關(guān)的礦物共生組合主要為“石英—黃銅礦—斑銅礦”，局部可見“碳酸鹽礦物—黃銅礦—斑銅礦”、“綠泥石—黃銅礦—斑銅礦”。

6 礦物粒度特征

對(duì)原礦進(jìn)行篩析試驗(yàn)，原礦中Cu的目標(biāo)礦物嵌布粒度較粗，結(jié)果顯示70.91%的銅分布于+0.074mm粒級(jí)；中間粒級(jí)-0.3mm+0.074mm的品位較高，均大于2%；中粗粒級(jí)+0.3mm中銅分布率高達(dá)33.58%，Cu品位僅為1.19%～1.68%，表明礦石需要進(jìn)一步細(xì)磨以增加目標(biāo)礦物解離度，才能達(dá)到較好的解離效果。

7 結(jié)論

①礦石中主要有益組分為Cu，礦石類型屬硫化銅礦石，銅礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，脈石礦物以白云母、石英、黑云母為主。②礦石的金屬礦物類型較為單一，主要以他形粒狀產(chǎn)出，嵌布粒度集中于中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類型較為簡(jiǎn)單，金屬礦物在礦石中不均勻散布。屬于較容易回收的礦石類型。③礦石中存在的侵蝕交代結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)結(jié)構(gòu)以及浸染狀構(gòu)造使得金屬礦物較難以通過選礦與脈石礦物完全分離，進(jìn)而增加了分選難度，對(duì)選礦工藝方面可能會(huì)增加目標(biāo)礦物的回收難度。