20080325大平掌铜锌矿原矿的工艺矿物学评价

大平掌铜锌矿石工艺矿物学特征1 矿石的化学成分1.1 矿石的化学分析结果表1 矿石的化学分析结果（％）Au、Ag为g/t1.2 矿石中铜的化学物相分析表2 矿石中铜的化学物相分析结果（％）注: ‘自由氧化铜中铜’主要为孔雀石中铜, ‘次生硫化铜’主要为砷黝铜矿中铜,‘原生硫化铜中铜’主要为黄铜矿中铜, ‘其他铜’则为脉石矿物包裹的铜.1.3 矿石中锌的化学物相分析表3 矿石中锌的化学物相分析结果（％）注:‘水溶Zn’主要指硫酸锌中锌,‘氧化物Zn’主要指碳酸盐中锌,‘硫化物Zn’主要为闪锌矿中Zn、此外亦包括少量黝铜矿中Zn,‘其它Zn’主要指为脉石包裹的细粒硫化物中Zn.1.4 矿石中铅的化学物相分析表4 矿石中铅的化学物相分析结果（％）注:‘氧化物铅’主要指碳酸盐中所含Pb；‘硫化铅’主要指方铅矿中Pb；‘其它铅’主要指脉石及其它硫化物包裹的极细粒铅矿物中Pb.化学分析结果表明，矿石中有色金属锌、铜含量较高，它们的品位分别为3.78%和1.742%。

伴生或共生的铅、钼及贵金属元素金、银含量亦较高，应进行综合评价并综合回收。

化学物相分析结果表明，铜、锌二元素的氧化率都很低，分别为6.17%和4.80%，矿石属多金属硫化矿石。

受矿物所委托，本项工作仅对铜、锌二元素的赋存状态及相应的矿物之嵌布特征进行系统研究，其他金属元素不作为主要评价对象。

阐明铜锌元素在矿石中的状态及相关矿物的工艺矿物学特征应是本项工作的重点。

2矿石中的矿物组成及相对含量主要运用光学显微镜和扫描电镜对矿石中的矿物组成进行了鉴定。

此次研究中所见到的金属矿物有：黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、砷黝铜矿、方铅矿、孔雀石、褐铁矿等。

脉石矿物有：石英、方解石、白云石、绿泥石、透闪石和白云母。

原矿中脉石矿物的X射线衍射谱见图1，矿石中主要矿物的相对含量见表5。

图1 原矿综合样中主要脉石矿物的X射线衍射谱表5 矿石中矿物组成及相对含量(%)3 原矿中主要金属矿物的嵌布特征3.1 黄铜矿黄铜矿是本矿石中含量最高的铜矿物，矿物相对含量约为4.20%。

扫描电镜能谱分析结果表明，黄铜矿由Cu、Fe、S等元素组成，其成分与理论值相当（图2）。

图2 黄铜矿的X射线谱，表明黄铜矿主要由Cu、Fe、S组成矿石中黄铜矿嵌布粒度极其不均匀，最大粒度可达2mm，多数黄铜矿的粒度分布在0.1mm以下，+0.074mm粒级中黄铜矿的占有率不高，超过20%的黄铜矿因与闪锌矿、黄铁矿密切共生，往往组成复杂的共生结构难以单体解离。

归纳起来该矿石中黄铜矿主要有以下几种典型的嵌布特点：①粗粒黄铜矿呈不规则状嵌布在黄铁矿粒间以及黄铁矿与闪锌矿间，共生边界相对比较简单，但粗粒黄铜矿中常包裹有细粒黄铁矿，黄铜矿与黄铁矿间充分单体解离需要细磨矿，见图3－6。

②中等粒度黄铜矿与脉石、闪锌矿、方铅矿尤其是黄铁矿共生关系十分密切，嵌生边界比较复杂，黄铜矿充分单体解离比较困难，见图7－10。

③细粒－微细粒黄铜矿呈乳滴状嵌生在闪锌矿中，这种固溶体结构在本矿石中十分普遍，即使细磨矿多数黄铜矿也难以与闪锌矿充分单体解离，这是影响铜锌分离的关键因素之一，见图11－13。

④不规则状黄铜矿沿黄铁矿的裂隙充填或以细小包裹的形式嵌生在黄铁矿中，黄铜矿与黄铁矿这种复杂的共生特点影响铜硫分离的效果，见图14－16。

反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X图13 黄铜矿在闪锌矿中形成的固溶体结构背散射电子图像原放大1500X1－黄铜矿的成分谱；2－闪锌矿的成分谱反光镜下放大260X反光镜下放大260X图16 不规则状黄铜矿沿黄铁矿裂隙充填交代，共生关系十分复杂背散射电子图像原放大300X1－黄铜矿的能谱；2－黄铁矿的能谱3.2 砷黝铜矿矿石中砷黝铜矿含量不高，仅为0.41%。

扫描电镜能谱分析结果表明，该矿石中砷黝铜矿成分变化较大，个别砷黝铜矿中含银较高。

矿物学上按矿物中主要代替元素的不同，可把该矿石中砷黝铜矿分银砷黝铜矿、铁砷黝铜矿和锌砷黝铜矿三个变种，其中，银砷黝铜矿中含银最高最高为7.12%、铁砷黝铜矿中含铁最高可达16.92%、而锌砷黝铜矿中含锌最高为6.16%。

从矿物成分的统计结果来看，砷黝铜矿中平均含砷－13.32%，含锌－5.07%，含铁－5.26%，含铜－41.57%，含锑－5.55%，含银－1.99%（表6）。

图17系矿石中砷黝铜矿典型的X射线谱，示其主要由As、Sb、Cu、Fe、Zn和S等元素组成。

图17 砷黝铜矿的X射线谱表6 矿石中砷黝铜矿的平均成分（％）图18 砷黝铜矿与黄铁矿等硫化物密切共生，砷黝铜矿难与黄铁矿充分单体解离背散射电子图像原放大800X1－方铅矿的能谱；2－黄铜矿的能谱；3－砷黝铜矿的能谱；4－黄铁矿的能谱。

图19 砷黝铜矿与黄铜矿、黄铁矿密切共生之背散射电子图像原放大1500X 1－砷黝铜矿的能谱；2－黄铜矿的能谱；3－黄铁矿的能谱3.3 闪锌矿本矿石中的闪锌矿普遍含Fe很低，成分统计结果见表7，典型X射线能谱见图20。

原矿中，闪锌矿嵌布粒度多在0.020~0.2mm之间，最大粒度达0.8mm，粒度分布不均匀，闪锌矿中常见有硫化物包裹体。

表7 矿石中闪锌矿的平均成分（％）图20 闪锌矿的X射线能谱，示其主要成分中含有少量的Fe和Cd显微镜下研究发现，闪锌矿与黄铜矿、黄铁矿以及方铅矿共生十分密切。

其嵌生特征归纳起来主要有以下几个特点：①中粗粒闪锌矿常嵌生在脉石矿物、黄铁矿裂隙中，多数闪锌矿中都包裹有微细粒－细粒硫化物，见图21－23。

②闪锌矿中包裹有微细粒－细粒硫化物，磨矿作业时闪锌矿难以与这些硫化物充分单体解离，这是影响锌硫分离、铜锌分离的重要矿物学因素。

其中，闪锌矿内常见的包裹体为黄铁矿、黄铜矿和方铅矿，见图24－27。

③闪锌矿除与黄铜矿、黄铁矿、方铅矿组成复杂的硫化物集合体外，也呈不规则状嵌生在黄铁矿中，参见图28－31。

图21 脉石中嵌生的中等粒度闪锌矿反光镜下放大260X图22 闪锌矿沿黄铁矿裂隙充填交代反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X反光镜下放大260X图31 黄铁矿裂隙中嵌生的细粒闪锌矿反光镜下放大260X3.4 方铅矿方铅矿是本矿石中最重要的铅矿物，其相对含量为0.56%，属于嵌布粒度最细的硫化物。

原矿中方铅矿除与黄铜矿、闪锌矿组成硫化物集合体而紧密共生外（参见图9、30），常以细粒包裹体的形式嵌生在闪锌矿中，但其嵌布粒度相对较细(参见图26、27)。

多数方铅矿的粒度分布在0.010~0.1mm之间。

3.5 黄铁矿原矿石中黄铁矿的含量最高，矿物相对含量达60.08%。

在矿石中黄铁矿与其它硫化物的关系相当密切，如前所述，黄铜矿、闪锌矿等选别的目的矿物或沿沿裂隙嵌生或包裹有细粒黄铁矿，加之这些硫化物组成的矿物集合体的共生边界也十分复杂，若分选作业前不能合理解决黄铁矿与黄铜矿、闪锌矿的单体解离问题，选别作业时将直接影响铜精矿和锌精矿的品位。

3.6 其它矿物除前述矿物外，金属矿物中尚见有微量的孔雀石和褐铁矿；脉石矿物主要为白云石、方解石、绿泥石、白云母和透闪石。

4、重要金属矿物的原矿粒度组成矿石目的矿物的嵌布粒度及分布特征对磨矿制度的选择和制定具有重要指导意义。

通常情况下应视各矿物在不同粒级中的分布情况确定磨矿的细度和次数。

显微镜下对原矿石中黄铜矿、闪锌矿和方铅矿的嵌布粒度进行了测定，结果见表8。

表8 原矿中重要矿物的粒度组成(％)为便于对比，亦将各有价金属矿物在重要级别界限以上的累计含量汇总于表9。

表9 各有价矿物的原矿粒度在重要级别界限以上的累计含量对比显然，闪锌矿的粒度相对说是最粗的，黄铜矿次之，而方铅矿的粒度相对则较细。

对一种需要兼顾综合回收各有价金属矿物的多金属矿来说，说到底其磨矿细度是由嵌布粒度较细的矿物来决定的。

浮选分离工艺中若要获得较高的金属综合回收指标和分选指标，制定合理的磨矿制度十分关键，从黄铜矿的粒度分布特征来看，适当细磨是必要的。

对不同磨矿细度条件下重要金属矿物解离度的测定结果亦能表明这点。

5、不同磨矿细度条件下各重要矿物的解离度本选矿综合样中黄铜矿、闪锌矿及黄铁矿常密切共生。

黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿间能否成功分选是本矿石选矿的难点。

为进一步查清选矿综合样中重要硫化物的产出状态，并为合理制定磨矿制度和矿物分选流程提供重要工艺矿物学参数，对4种磨矿细度条件下目的矿物的解离度进行了测定，结果见表10、11。

表11 原矿综合样中黄铜矿的单体解离特征表12 原矿综合样中闪锌矿的单体解离特征从表11、12中可以看出，相同磨矿细度条件下黄铜矿、闪锌矿的解离情况相似，除一定量的黄铜矿与闪锌矿难以解离外，亦有一定量的黄铜矿、闪锌矿与黄铁矿难以单体解离。

由于本矿石中各硫化物间常组成集合体，虽然集合体的粒度较粗，但各硫化物间共生边界十分复杂，嵌生关系密切，彼此间的充分解离需要适当细磨。

所以为获得较佳的分选效果，适当细磨是必要的。

6、铜锌二元素在原矿中的状态、分配及在选矿流程中的走向在前述工作基础上，对铜锌元素在原矿中的状态和分配进行归纳并对影响选别的因素问题进行讨论。

分别阐述如下。

Cu：本矿石中最主要的含铜矿物为黄铜矿，另见少量的砷黝铜矿和微量的孔雀石，矿石中铜的氧化率低(表2)。

砷黝铜矿多与黄铜矿紧密共生，选别作业时易随黄铜矿一起回收。

影响Cu选别指标的主要因素是黄铜矿多呈不规则状与其他硫化物密切共生，黄铜矿的嵌布粒度极不均匀，磨矿作业时一定量的黄铜矿不易与闪锌矿、黄铁矿充分单体解离，这将直接影响铜的选别回收指标。

此外，一定量的黄铜矿以微细粒－细粒状嵌生在闪锌矿中，选别作业时，亦将导致部分黄铜矿进入锌精矿。

Zn：本矿石中最主要的锌矿物或含锌矿物为闪锌矿，此外砷黝铜矿、碳酸盐中也含少量Zn。

化学物相分析表明（表3），矿石中Zn的氧化率较低。

闪锌矿本身含Fe很低，这对提高锌精矿品位有利；砷黝铜矿本身可以含有一定数量的Zn (约5%)，这部分Zn将不可避免地进入铜精矿，但由于黝铜矿矿物总量很少，故估算由此带入铜精矿的Zn很低。

矿石中闪锌矿与其他硫化物共生密切，如前所述，不仅闪锌矿嵌布粒度不均匀，而且磨矿作业时一定量的闪锌矿难以与黄铜矿、黄铁矿充分单体解离，这是影响锌选别指标的重要矿物学因素。

结论1、矿石中主要回收的金属元素主要为铜和锌，二元素的含量分别为1.74%和3.78%；其他伴生共生的金属元素含量都较低。

化学物相分析结果表明，铜、锌二元素的氧化率都很低，分别为6.17%和4.80%，矿石属多金属硫化矿石。