河南某氧化型含銀礦石工藝礦物學研究

王 銅

(長春黃金研究院有限公司)

銀因特殊的物理化學性質,已成為工業與生活中不可或缺的原材料。中國銀礦資源以伴生銀為主,其中鉛鋅礦床中伴生銀儲量約占中國銀總儲量的60 %[1-3]。河南某氧化型含銀礦石屬于伴生銀礦石,銀礦物組成十分復雜,可以考慮同時回收銀和鉛。該礦石中鉛礦物氧化程度較高,而銀礦物與鉛礦物嵌布關系密切,增加了該礦石綜合回收難度。為充分利用該礦石資源,進行了詳細的工藝礦物學研究,以期為同類氧化型含銀礦石資源的回收利用提供理論依據。

1 礦石性質

1.1 化學分析

河南某氧化型含銀礦石中銀、鉛為主要有價回收元素,銀品位為211.00 g/t,鉛品位為0.34 %,硫品位為0.18 %,其化學成分分析結果見表1。

表1 礦石化學成分分析結果

1.2 物相分析

礦石中銀主要分布在自然銀中,少量賦存于硫化銀中,礦石氧化率為38.24 %,屬于貧硫化物難處理氧化型含鉛銀礦石。銀、鉛物相分析結果見表2、表3。

表2 銀物相分析結果

表3 鉛物相分析結果

1.3 礦物組成

通過自動礦物解離分析儀(MLA)[4],確定了礦石的礦物組成,結果見表4。

表4 礦石礦物組成分析結果

由表4可知:該礦石中金屬硫化物占0.608 %,以方鉛礦為主,其次為閃鋅礦,其他金屬硫化物含量較低。金屬氧化物占2.31 %,主要為赤鐵礦和磁鐵礦,其次為氧化鉛礦,臭蔥石、鈦鐵礦和褐鐵礦等含量較少。貴金屬礦物占0.052 %,主要為含銀黝銅礦、銀黝銅礦和自然銀,其次為輝銀礦。脈石礦物占97.068 %,主要為斜長石、鉀長石和石英(合計占56.01 %),其次為綠泥石、角閃石和云母類礦物,其他脈石礦物如方解石、白云石、硅灰石和榍石含量較少。

1.4 結構構造

半自形—他形晶狀結構:方鉛礦主要呈半自形—他形晶狀結構,閃鋅礦、黝銅礦及黃銅礦等呈他形晶狀結構。包含結構:方鉛礦包裹黝銅礦及黃鐵礦等呈此結構。交代結構:礦石中氧化鉛礦交代方鉛礦,氧化鐵礦交代其他金屬硫化物呈此結構。乳滴狀結構:黃銅礦呈細小乳滴狀嵌布于閃鋅礦中。反應邊結構:輝銅銀礦沿銅藍邊部交代,銅藍沿黃銅礦邊部交代。共邊結構:自然銀沿硫銅銀礦邊部嵌布呈此結構。

浸染狀構造:方鉛礦等金屬硫化物在礦石中主要呈此構造。脈狀構造:方鉛礦及自然銀呈脈狀充填在脈石礦物裂隙中。

2 主要礦物工藝特征

1)方鉛礦。方鉛礦是礦石中主要金屬硫化物,粒度以0.010～0.053 mm為主,主要呈半自形—他形晶狀結構產出[5],以浸染狀構造為主,少量呈細脈狀充填在脈石礦物裂隙中,可見方鉛礦邊部被氧化鉛及氧化鐵礦交代溶蝕。方鉛礦與銀礦物、其他金屬硫化物嵌布關系密切。例如,與黝銅礦、黃銅礦、閃鋅礦及黃鐵礦等緊密連晶或相互包裹。銀黝銅礦或含銀黝銅礦呈葉片狀、針線狀、腎狀等形態嵌布在方鉛礦中。此外,輝銀礦與方鉛礦緊密連晶。通過掃描電鏡能譜成分分析,確定銀礦物周邊的方鉛礦顆粒中不含銀礦物。

2)閃鋅礦。閃鋅礦是礦石中次要金屬硫化物。粒度以-0.053 mm為主,主要呈他形晶狀結構。與其他金屬硫化物嵌布關系密切,主要與黃銅礦、黝銅礦和鉛礦物緊密連晶,部分與銀礦物存在一定嵌布關系,可見輝銀礦呈細脈狀沿閃鋅礦裂隙充填。

3)黝銅礦、輝銅礦和銅藍等。礦石中銅礦物主要包括黝銅礦、輝銅礦、銅藍和黃銅礦。黝銅礦為礦石中主要次生銅礦物,其他銅礦物相對較少,多呈他形晶狀結構,粒度以-0.053 mm為主,主要與方鉛礦連晶嵌布,少量被方鉛礦包裹。黝銅礦中含銀較多,部分可達銀黝銅礦級別(含銀10 %以上)。輝銅礦與銅藍以他形晶狀結構為主,粒度約為0.010 mm,少量輝銅礦、銅藍沿黃銅礦邊部交代,粒度以-0.037 mm為主,約占80 %。黃銅礦與方鉛礦嵌布關系密切,可見部分黃銅礦邊部被次生銅礦物交代,少量與黃鐵礦連晶產出,微量呈細小乳滴狀分布于閃鋅礦中。

4)黃鐵礦。黃鐵礦是礦石中含量較少的金屬硫化物,粒度以-0.053 mm為主,主要呈他形晶狀結構產出,與其他金屬硫化物關系密切,常見被其他金屬硫化物包裹。

5)氧化鉛礦。氧化鉛礦主要呈交代結構,部分沿方鉛礦邊部交代,少量呈細脈狀嵌布在脈石礦物粒間或裂隙中,偶見與黝銅礦連晶分布。此外,氧化鉛礦與銀礦物存在一定嵌布關系(見圖1),這部分銀礦物解離不完全,不易通過浮選回收。

圖1 掃描電鏡能譜成分分析

6)赤鐵礦、磁鐵礦。礦石中氧化鐵礦主要包括赤鐵礦和磁鐵礦,鈦鐵礦及褐鐵礦含量較少。主要呈他形晶狀結構,形態以不規則板片狀、葉片狀為主,粒度以-0.053 mm為主,嵌布在脈石礦物粒間或裂隙中,可見沿金屬硫化物邊部交代。

3 銀礦物工藝特征

3.1 銀礦物種類及分布

經高倍鏡下檢測和掃描電鏡能譜成分分析,該礦石中銀礦物以含銀黝銅礦、銀黝銅礦及自然銀為主,其次為輝銀礦,硫銅銀礦、輝銅銀礦、角銀礦及硫銻銅銀礦等較少。銀礦物成色分析結果見表5。

表5 銀礦物成色分析結果

3.2 銀礦物粒度組成分析

自然銀粒度以0.037～0.074 mm為主,輝銀礦粒度以-0.053 mm為主,銀黝銅礦粒度以0.010～0.074 mm為主,硫銅銀礦及輝銅銀礦等粒度以-0.037 mm為主。銀礦物粒度分析結果見表6。

表6 銀礦物粒度分析結果

3.3 銀礦物形態分析

礦石中銀礦物形態主要為角粒狀和長角粒狀,少量板片狀、尖角粒狀和樹枝狀。銀礦物形態分析結果見表7。

表7 銀礦物形態分析結果

3.4 銀礦物嵌布特征

自然銀多呈他形晶狀結構,大多嵌布在脈石礦物中;少量與含銀黝銅礦等金屬硫化物連晶分布或呈固溶體分離結構與硫銅銀礦共邊嵌布;偶見被氧化鐵礦包裹,這類銀礦物解離不完全,不易通過浮選回收。輝銀礦多呈葉片狀形態,嵌布于方鉛礦、黝銅礦等金屬硫化物中,部分被氧化鐵礦沿邊部交代,少量獨立嵌布在脈石礦物中。硫銅銀礦、輝銅銀礦與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦及次生銅礦物嵌布關系密切,少量呈不規則粒狀嵌布在脈石礦物粒間及裂隙中。銀黝銅礦多與方鉛礦連晶分布,含銀大于10 %,銀礦物嵌布特征分析結果見表8、圖2。

圖2 顯微照片及背散射照片

表8 銀礦物嵌布特征分析結果

4 影響銀、鉛回收的礦物學因素

1)礦物賦存狀態影響。部分銀礦物與金屬氧化物嵌布關系密切,若在未完全解離的情況下進行浮選,則難以實現浮選效果。此外,銀礦物與方鉛礦等硫化物存在一定嵌布關系,這些硫化物邊部經常會被氧化,難以浮選回收。同時,解離不徹底、與之連晶的銀礦物也容易流失。鉛礦物與金屬氧化物嵌布密切,若在未完全解離情況下回收,同樣易流失。此外,氧化鉛礦難以有效浮選回收,這使銀、鉛礦物回收產生困難。

2)礦物粒度影響。部分粗粒級銀礦物,即使磨礦后呈單體狀態,但由于其粒度過粗,難以通過浮選方式回收。加之銀礦物表面易被氧化,增加了浮選回收難度。

3)脈石礦物影響。部分銀、鉛礦物被脈石礦物緊密包裹,使其易流失到尾礦中,影響銀、鉛礦物回收;且礦石中含有一定量的綠泥石和云母等礦物,在磨礦過程中易泥化,導致精礦指標下降。

5 結 論

1)礦石中金屬硫化物主要為方鉛礦,其次為閃鋅礦;金屬氧化物主要為赤鐵礦及磁鐵礦,其次為氧化鉛礦;脈石礦物主要為斜長石、鉀長石及石英等。銀品位為211.00 g/t,鉛品位為0.34 %,硫品位為0.18 %,礦石氧化率為38.24 %,該礦石屬于貧硫化物難處理氧化型含鉛銀礦石。

2)銀礦物以含銀黝銅礦、銀黝銅礦及自然銀為主,其次為輝銀礦。自然銀粒度以0.037～0.074 mm為主,輝銀礦粒度以-0.053 mm為主,銀黝銅礦粒度以0.010～0.074 mm為主。

3)影響礦石中銀、鉛回收的因素主要為細粒級銀、鉛礦物解離不徹底,容易流失;部分銀礦物粒度過粗,且銀礦物表面易被氧化,難以浮選回收;部分鉛礦物邊部易被氧化,影響浮選回收;含一定量易泥化的綠泥石和云母,影響精礦指標。