低品位氧化铅锌矿中锌铁赋存状态的研究

低品位氧化铅锌矿中锌铁赋存状态的研究

鱼鹏涛1，梁杰2，胡琼1

（1.贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵州贵阳550003；2.毕节学院化学系，贵州毕节551700）摘要：运用电子探针、X 射线衍射分析结合化学物相分析探明低品位氧化铅锌矿中铅、锌、铁以及锗的赋存状态。其结论主要有：铅主要以白铅矿为主；锌主要以氧化锌、菱锌矿存在；铁主要以针铁矿和赤铁矿存在；铝主要以粘土矿存在；脉石矿物主要有石英和白云石；锗主要赋存于赤铁矿和褐铁矿中。探明该矿物中主元素物相后，分析了该矿物的成矿原因并对其演化过程进行了合理的推理，并就工业处理该矿物提出合理建议。

关键词：氧化铅锌矿；赋存状态；锗

中图分类号：O69文献标识码：A 文章编号：1673-7059（2010）04-0087-06

收稿日期：2010-03-06

基金项目：贵州省科学技术基金项目，项目编号：黔科合J 字（2008）2001号；贵州省教育厅自然科学研究项目，项目编

号：黔教科字（2007）078号；毕节地区科学技术项目，项目编号：毕科合字（2008）32号。

作者简介：鱼鹏涛（1978－），男，甘肃庆阳人，贵州大学材料科学与冶金工程学院硕士研究生。研究方向：新材料与资源综

合利用。

梁杰（1961－），男，四川广安人，毕节学院研究员，博士。研究方向：金属分离科学与技术、资源综合利用。本文通讯作者。

2010年第4期第28卷（总第117期）NO.4，2010Vol.28General No.117

毕节学院学报JOURNAL OF BIJIE UNIVERSITY 1前言

产于贵州某矿区第四系中的铅锌砂矿达20余万吨，它是由原生矿风化残积(搬运)形成的[1]，该矿物富含稀贵金属锗和银。锗的提取主要是从铅锌冶炼过程中综合回收或从含锗的煤矿中回收。锗作为一种稀散元素，主要存在于热液硫化矿床、煤矿床和铁矿床中。大多数锗则以类质同象或吸附状态分布在多种矿物中[2]；锗具有亲石、亲铁、亲硫和亲有机质等多重地球化学性质[3],这些性质为研究其在低品位氧化铅锌矿中的锗赋存状态提供了一些线索和启发。因此，对该矿中铅、锌、铁及锗的赋存状态进行研究，能为湿法堆浸技术提供科学依据。

2实验部分

2.1实验仪器

XRD ：利用荷兰帕纳科公司XPERT-PRO 型X-射线粉末衍射仪(X-Ray Diffraction)分析低品位氧化铅锌矿的物相（工作条件：Anode Material,Cu ；Generator Settings,40mA,40kV ；Step Size [°2Th.],0.0170；Scan Step Time [s],6.4607）。

SEM-EDS ：采用日本JEOL 公司JSM-6490LV 型扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope ）观察背散射电子像（BEI)，并用英国牛津INCA-350型X-射线能谱仪（X-ray Energy Dispersive Spectrdmeter ）检测矿样微区成分。结合背散射电子像（BEI)和EDS 分析结果，可得出相关矿样颗粒中的物相。

2.2矿样（指研磨后低品位氧化锌矿，以下均同）的电子探针分析(如表1所示)

表1矿样的电子探针分析

元素CO2MgO Al2O3SiO2K2O CaO TiO2MnO Fe2O3ZnO PbO

含量（%） 3.74 1.3022.1432.82 1.230.890.860.4526.038.242.31

从电子探针分析，可以得出该矿物为高度氧化的铅锌矿，其中主元素（铅、锌）含量非常低，伴生元素多且有一定含量，可能还伴生有稀、贵元素，因此需对该矿物进行准确的化学分析，以确定合适的选冶方案来回收有价金属。

2.3矿样化学分析（如表2所示）

2.3.1矿样的分析方法

矿样的分析方法以化学分析法为主，其中Zn、Pb、Fe、Al、Ca、Mg、Cu采用化学滴定法测定；Si采用重量法测定；Ge采用比色法测定；Ag采用原子吸收法测定。

2.3.2矿样分析结果

表2矿样的化学分析

元素ZnO PbO Fe2O3Al2O3CaO MgO SiO2CuO Ge Ag/（g/t）

含量（%）8.29 4.3930.317.40 2.27 2.6023.320.0370.002633.8＊

注：矿样化学成分中Ag的含量为33.8g/t

从化学分析结果可得：该矿物为高硅、高铁、富锗、富银低品位氧化铅锌矿，属典型综合回收型矿物。故除回收主金属铅、锌外，应加强伴生稀、贵金属的回收，争取有价金属利用最大化。

2.4矿样的XRD物相分析

矿样X射线衍射图谱，如图1所示：

图1矿样的XRD分析

经解谱分析，该矿样中含有菱锌矿（Smithsonite）、白铅矿（Cerussite）、针铁矿（Goethite）以及脉石矿物白云石（Dolomite）和石英（Quartz）。很明显，矿样中的铅、锌及铁不可能只以白铅矿、菱锌矿、针铁矿的形式存在，同时考虑到该矿物氧化程度非常高，成分相当复杂，用常规研究矿物赋

存状态的物理物相分析方法研究此矿物，干扰严重，可能无法达到预期效果。因此，运用以选择性溶解为主的化学物相分析比较可行。

2.5矿样的化学物相分析

（矿样中铅的物相分析见表3，锌的物相分析见表4，铁物相分析见表5）

表3矿样中铅的物相分析

相别铅矾白铅矿方铅矿砷（磷、钒）氯铅矿铅铁矾及难溶铅矿合计

Pb含量（%）0.10 2.690.440.19 1.00 4.42

Pb分布律（%）2.2660.869.95 4.3022.6299.99

相对误差（%）8.33

注：矿样中铅的总含量为：4.08%

表4矿样中锌的物相分析

相别硫酸锌锌氧化物硅酸锌闪锌矿铜铅铁矾合计

Zn含量（%）0.0089 3.400.810.310.80 5.3289

Zn分布律（%）0.1763.8015.20 5.8215.01100.00

相对误差（%）19.99

注：矿样中锌的总含量为：6.66%

表5矿样中铁的物相分析

相别磁铁矿、磁黄铁矿菱铁矿赤铁矿、褐铁矿黄铁矿硅酸铁合计Fe含量（%）0.000.10517.53 1.710.7420.085

Fe分布律（%）00.5287.288.51 3.6899.99

相对误差（%） 5.26

注：矿样中铁的总含量为：21.20%

表6各物相中锗赋存趋势的分布

相别赤铁矿硅酸铁铜铅铁矾铅铁矾和白铅矿菱铁矿锌氧化物合计褐铁矿难溶铅矿

Ge含量（%）0.00120.000470.000250.000150.0000670.0000480.0000460.002231 Ge分布律（%）53.7921.0711.21 6.72 3.00 2.15 2.06100.00相对误差（%）14.19

注：矿样中锗的总含量为：0.0026%

分析表明（如表3-6），矿样中的铅主要以白铅矿为主，铅铁矾和难溶铅矿次之，方铅矿、砷（磷、钒）氯铅矿、铅矾含量甚微；锌主要以氧化物形式存在，部分以硅酸锌、闪锌矿存在，硫酸锌