陳攀 李琳清 熊馨 朱琳 應(yīng)永朋

青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心，青海 西寧 810000

工藝礦物學(xué)研究是地質(zhì)找礦和綜合利用重要的技術(shù)方法，可通過(guò)查明礦石中有用成分的賦存狀態(tài)和分布規(guī)律，確定其在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的利用價(jià)值，提供繼續(xù)找礦的依據(jù)[1-2]。通過(guò)對(duì)青海某矽卡巖型鉛鋅礦進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，全面了解了該礦石的化學(xué)組成、礦物組成及相對(duì)含量、礦石類(lèi)型、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及目的礦物方鉛礦、閃鋅礦的賦存狀態(tài)和嵌布粒度，為礦床的開(kāi)發(fā)、礦石的綜合利用及礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)[3-4]。

1 礦石基本性質(zhì)

本次研究巖礦鑒定標(biāo)本取自選礦大樣中，巖石多呈灰綠色，灰綠色帶紫褐色，具塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。該礦賦礦巖石主要為透輝石、石榴石等，礦石中閃鋅礦、方鉛礦等有用礦物主要呈稀疏浸染狀、團(tuán)窩狀分布在脈石礦物之間，根據(jù)礦石性質(zhì)，確定該礦為矽卡巖型鉛鋅礦石。

1.1 化學(xué)成分

原礦化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果見(jiàn)表1，鉛、鋅化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。由表1、表2 可知，該礦含鉛1.10%，含鋅3.29%，含銅0.075%，含銀18.5g/t，其中鉛、鋅為主要回收成分，銅、銀可作為伴生回收成分。礦石中鉛、鋅主要以硫化礦物形式存在。

表1 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果（%）Table 1 Results of multiple chemical analyses of raw ore

表2 鉛、鋅化學(xué)物相分析結(jié)果（%）Table 2 Results of phase analysis of lead and zinc chemicals

1.2 礦物組成

礦石中主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦和少量的銅藍(lán)及自然銅，主要脈石礦物為透輝石、石榴石和少量的碳酸巖礦物、角閃石、石英。礦石中主要礦物相對(duì)含量見(jiàn)表3。

表3 礦石中主要礦物相對(duì)含量(%)Table 3 Relative content of major minerals in ores(%)

1.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要有它形粒狀結(jié)構(gòu)、自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)。它形粒狀結(jié)構(gòu)：閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等晶形較差，呈它形粒狀結(jié)構(gòu)（圖1）；自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)：礦石中黃鐵礦結(jié)晶較好，晶形完整，構(gòu)成自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)（圖2）；包含結(jié)構(gòu)：礦石中閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和黃鐵礦相互包裹，構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)（圖3）；乳滴狀結(jié)構(gòu)：閃鋅礦中黃銅礦呈乳滴狀固溶體分離物產(chǎn)出，構(gòu)成乳滴狀結(jié)構(gòu)[5]（圖4）。

圖1 他形粒狀方鉛礦（50X）Fig 1 Xenomorphic granular galena

圖2 自形-半自形粒狀黃鐵礦（25X）Fig 2 Euhedral or hypidiomorphic granular pyrite

圖3 黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦相互包裹呈包含結(jié)構(gòu)（50X）Fig 3 Pyrite, sphalerite and galena are enclosed with each other and present an inclusive structure

圖4 黃銅礦呈乳滴狀結(jié)構(gòu)分布于閃鋅礦中（50X）Fig 4 Chalcopyrite is distributed in sphalerite with emulsion drop structure

礦石的構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、團(tuán)窩狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。浸染狀構(gòu)造：部分礦石中閃鋅礦、方鉛礦等呈浸染狀分布，構(gòu)成浸染狀構(gòu)造；團(tuán)窩狀構(gòu)造：部分礦石中方鉛礦、閃鋅礦呈團(tuán)窩狀分布，構(gòu)成團(tuán)窩狀構(gòu)造；塊狀構(gòu)造：部分礦石中透輝石、石榴石含量較多，構(gòu)成塊狀構(gòu)造；脈狀構(gòu)造：部分巖石中黃鐵礦、碳酸鹽礦物呈脈狀分布，構(gòu)成脈狀構(gòu)造[6-7]。

2 礦石礦物嵌布特征

礦石礦物占礦物總量的5%，主要礦石礦物為：閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦和極少量的銅藍(lán)和自然銅，其中有用礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，含量約為4.5%。礦石礦物種類(lèi)較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)特征明顯，閃鋅礦含量較高，結(jié)構(gòu)主要是稀疏浸染狀、它形粒狀、團(tuán)窩狀、自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。

2.1 主要有用礦物的嵌布特征

2.1.1 方鉛礦

礦石中方鉛礦主要呈團(tuán)窩狀、稀疏浸染狀分布，多具有不規(guī)則狀晶形。大部分方鉛礦粒度在-0.074mm 粒級(jí)，零星分布在脈石礦物之間，部分粒度較粗者呈團(tuán)窩狀集合體形式不均勻分布。礦石中方鉛礦多與脈石礦物接觸較平直，粒度較為細(xì)小，方鉛礦解理發(fā)育，且與周?chē)V物接觸較平直，使之易于在磨礦作業(yè)中單體解離；部分粒度極細(xì)的方鉛礦與閃鋅礦黃銅礦緊密連生或者包裹，不易于其選礦分離。

表4 方鉛礦原生粒度統(tǒng)計(jì)表Table 4 Statistical table of primary grain size of galena

為了研究方鉛礦的粒度分布特征，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的粒度統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表4。可以看出，方鉛礦的粒度很細(xì)，主要分布在0.074mm 以下，0.074mm 以上僅占17.07%。有部分粒度極細(xì)的方鉛礦與閃鋅礦黃銅礦緊密連生或者包裹，不易于其選礦分離。如果要提高品位或者降低精礦中互含，對(duì)該礦細(xì)磨，使方鉛礦與其他礦物解離。

2.1.2 閃鋅礦

礦石中閃鋅礦主要呈浸染狀、團(tuán)窩狀、團(tuán)塊狀集合體分布，團(tuán)塊粒度達(dá)0.1mm，甚至更大。閃鋅礦可見(jiàn)兩種不同的結(jié)構(gòu)，一種為交代方鉛礦和黃銅礦的閃鋅礦，粒徑為中細(xì)粒范圍，分布較為均勻，易于解離；一種為團(tuán)塊狀閃鋅礦，部分內(nèi)部包裹針點(diǎn)狀、乳滴狀、葉片狀黃銅礦，一般黃銅礦包體多在-0.01mm 粒級(jí)，和閃鋅礦分離比較困難，這樣在選礦過(guò)程中會(huì)造成對(duì)閃鋅礦品位的影響。

本次研究詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了礦石中閃鋅礦的粒度（表5），可以看出：閃鋅礦粒度主要分布在0.020～0.15mm 之間，其中 0.074mm 以上達(dá)42.46%，雖然閃鋅礦粒度較粗，但由于部分內(nèi)部包裹針點(diǎn)狀、乳滴狀、葉片狀黃銅礦，如果要提高閃鋅礦品位，降低鋅精礦中的雜質(zhì)，在磨礦作業(yè)中需細(xì)磨使其單體解離。

表5 閃鋅礦原生粒度統(tǒng)計(jì)表Table 5 Statistical table of primary grain size of sphalerite

2.1.3 黃銅礦

礦石中黃銅礦含量較少，且粒度均在-0.0385mm 粒級(jí)。大部分為被閃鋅礦包裹的針點(diǎn)狀黃銅礦，部分黃銅礦與閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦和少量自然銅緊密共生，部分黃銅礦后期氧化，沿邊緣有次生氧化產(chǎn)物銅藍(lán)出現(xiàn)，極個(gè)別黃銅礦內(nèi)部包裹自然銅。

2.1.4 黃鐵礦

礦石中黃鐵礦含量較少，主要呈兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，一種為自形-半自形粒狀黃鐵礦，具較完整的晶體形態(tài)，顆粒較為粗大，主要以碎裂狀呈團(tuán)塊零散分布在脈石礦物之間或呈條帶狀分布在巖石裂隙中。另一種呈它形粒狀，與閃鋅礦和方鉛礦緊密共生，部分邊部被磨圓成渾圓狀，部分具有不完全重結(jié)晶形成的篩狀變晶結(jié)構(gòu)[8-12]（圖5）。

圖5 黃鐵礦呈篩狀變晶結(jié)構(gòu)（50X）Fig 5 Pyrite has a sieve-like crystalloblastic texture

2.1.5 銀礦物

原礦銀含量為18.5g/t，樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)銀的單體礦物存在，本次研究主要針對(duì)銀的載體礦物進(jìn)行探討。對(duì)原礦樣品和選出的精礦砂進(jìn)行了電子探針波譜研究，首先以面掃描的方式對(duì)精礦和原礦樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以確定含銀比較高的礦物，其次對(duì)原礦中認(rèn)為含銀的礦物進(jìn)行定量分析，以確定銀的含量。電子探針的分析結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 電子探針波譜數(shù)據(jù)Table 6 EPMA spectral data

黃鐵礦、黃銅礦的波譜分析數(shù)據(jù)沒(méi)有波動(dòng)，方鉛礦的數(shù)據(jù)波動(dòng)比較明顯，主要是由電子探針波譜峰中銀、鉛的主峰重疊所致，初步判斷方鉛礦為高含銀礦物；選出三種類(lèi)型的方鉛礦做了電子探針定量分析，無(wú)論裂隙方鉛礦還是團(tuán)塊狀方鉛礦和黃鐵礦顆粒之間的方鉛礦均含銀，含量在1.4%以上。選礦試驗(yàn)結(jié)果顯示原礦中銀經(jīng)過(guò)選別分別在鉛精礦、鋅精礦中得到富集。鉛精礦含銀796g/t，鋅精礦含銀41.6g/t，選別過(guò)程中銀67.27%富集在鉛精礦中，14.68%富集在鋅精礦中。

表7 方鉛礦中的銀含量探針數(shù)據(jù)Table 7 Silver content of EPMA data in galena

2.2 脈石礦物

礦石中脈石礦物主要為透輝石、石榴石（圖6），其次為少量碳酸鹽礦物、角閃石及石英。其中透輝石呈碎粒狀不均勻分布在巖石中，或呈大顆粒破碎形成的碎粒狀集合體，并被碳酸鹽礦物交代。石榴石主要為后期交代透輝石出現(xiàn)，呈不連續(xù)條帶狀、團(tuán)塊狀分布，多呈它形粒狀，裂紋發(fā)育。

圖6 透輝石與石榴石（25X）Fig 6 Diopside and garnet

3 結(jié)論

（1）青海某矽卡巖型鉛鋅礦含鉛1.10%，含鋅3.29%，含銅0.075%，含銀18.5g/t，礦石中主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦和少量的銅藍(lán)及自然銅，主要脈石礦物為透輝石、石榴石和少量的碳酸巖礦物、角閃石、石英。該礦主要回收成分為鉛、鋅，可伴生回收成分為銅、銀。

（2）礦石中鉛主要賦存在方鉛礦中，方鉛礦嵌布粒度較細(xì)，但由于其解理發(fā)育，易于和脈石礦物單體解離，有利于其選礦富集。

（3）礦石中鋅主要賦存在閃鋅礦中，大部分閃鋅礦粒度相對(duì)較粗，易于單體解離，但由于部分團(tuán)塊狀閃鋅礦包裹粒度極為細(xì)小的黃銅礦，不易與閃鋅礦解離，從而影響鋅精礦的質(zhì)量。若要提高鋅精礦品位，降低鋅精礦中的雜質(zhì)，在磨礦作業(yè)中需細(xì)磨使其單體解離。根據(jù)礦石性質(zhì)特征，為獲得理想的選礦指標(biāo)和合格鉛、鋅精礦產(chǎn)品，建議采用鉛鋅依次浮選工藝流程，即先選出鉛再選鋅的工藝流程。