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含金多金属矿石工艺矿物学研究

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《黄金杂志》2016年第12期

摘要:

对云南某含金多金属硫化矿石进行工艺矿物学详细测定与研究,目的是查清矿石性质,矿物组成,主要矿物的赋存状态、嵌布特征、粒度分布、单体解离等特征,为其多金属选别工艺的确定提供可靠依据。研究表明:矿石主要有价元素为金和铜,为铜金共生矿床,同时金银与含铁矿物存在紧密嵌布关系,方铅矿和闪锌矿是回收铅、锌的主要矿物。

关键词:

含金多金属矿;工艺矿物学;嵌布粒度;工艺流程

云南某矿矿石属于复杂含金多金属矿石,其探明储量大,矿物种类繁多,矿物之间嵌存关系密切。矿石中主要矿物为自然金、辉银矿、碲银矿、含银斜方辉铅铋矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、菱铁矿、石英等。针对该矿石性质,采用X射线衍射分析、显微镜、扫描电镜、微化分析等手段,对物质组成及有益有害物质的粒度、矿物的分布规律及嵌存关系进行了深入研究,尤其是对金、银、铜、铅、锌、铁等矿物进行了物相分析,提供了各矿物物相分布率的量化数据[1]。根据工艺矿物学研究结果,采用合理的选别工艺,最大限度地回收矿石中的有价元素,为该矿综合资源开发及选矿厂的设计提供可靠的技术依据。

1矿石性质

云南某矿矿石中金属矿物主要为硫化物,脉石矿物主要为含硅矿物,矿石类型属于复杂含金多金属硫化矿石。

1.1矿石化学组成

矿石化学成分分析结果见表1。由表1可知,矿石中主要可回收元素为金、银、铜和铁,铅、锌尽可能考虑综合回收。

1.2矿石矿物组成

经光学显微镜和MLA矿物自动检测系统查定:矿石中矿物组成复杂,铜矿物以黄铜矿为主,其他铜矿物种类多,但含量低,包括硫砷铜矿、黝铜矿、辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等;硫矿物以黄铁矿为主,少量的磁黄铁矿;铁矿物主要以磁铁矿和菱铁矿形式存在,同时含有少量褐铁矿;金矿物主要为含银自然金和银金矿,银矿物主要为螺状硫银矿、硫锑铅银矿和硫锑铜银矿,另有少量碲银矿、脆银矿和含银黝铜矿;铅矿物主要为方铅矿,锌矿物主要为闪锌矿,均为工业利用价值较高的铅锌矿物;脉石矿物主要为石英、长石、云母、绿泥石、高岭土、石榴石,同时含有少量方解石、铁白云石和白云石。矿石矿物组成分析结果见表2。

2主要矿物工艺特征

2.1主要矿物嵌布特征

矿物的嵌布特征直接决定着破碎、磨矿时目的矿物单体解离的难易程度以及连生体的特性。在选矿过程中,它是影响矿石可选性的重要因素,也是确定磨矿流程和选别流程结构的重要依据[2]。

2.1.1自然金

矿石中的金矿物主要为含银自然金,少量银金矿。金粒形状大多呈片状,少量呈棒状、不规则状。采用扫描电镜测定结果显示,矿石中金主要有6种嵌布形式:①呈微粒状嵌布于黄铁矿与黄铜矿之间;②呈微细粒包裹体包含于黄铜矿之中;③呈微细粒包裹体包含于黄铁矿之中;④嵌布于黄铁矿、菱铁矿脉中,或嵌布于黄铁矿与菱铁矿之间;⑤偶见大量微细粒金浸染分布于磁铁矿中,并为磁铁矿所包裹;⑥偶见金嵌布于黄铁矿与磁黄铁矿之间。

2.1.2银矿物

银除了赋存于含银自然金和银金矿以及含银的斜方辉铅铋矿、方铅矿等铅铋矿物之外,同时还有极微量的独立银矿物,主要包括螺状硫银矿、硫锑铜银矿、维硫铋铅银矿等。螺状硫银矿为辉银矿的低温变体,多与黄铜矿和菱铁矿相关,可见微细粒螺状硫银矿嵌布于黄铜矿与菱铁矿之间的缝隙或黄铜矿中菱铁矿微脉中,也有微细粒螺状硫银矿嵌布于黄铁矿缝隙中。硫锑铜银矿属于复杂硫盐类矿物,硫锑铜银矿多呈微细粒包裹于黄铜矿中。维硫铋铅银矿主要与黄铜矿相关,可见其嵌布于黄铜矿与黄铁矿之间,位于黄铜矿一侧。

2.1.3铜矿物

矿石中黄铜矿主要有4种嵌布形式:①充填于破碎带石英晶洞中,呈他形粒状嵌布;②充填交代早期生成的黄铁矿,二者紧密连生,黄铜矿中常包含交代残余的黄铁矿和脉石,这些矿物呈孤岛状包含于黄铜矿之中,或见黄铜矿充填于黄铁矿的粒间缝隙中;黄铜矿充填交代粒状磁铁矿,黄铜矿中包含磁铁矿,且有些黄铜矿充填于磁铁矿晶粒间缝隙中,粒度较微细;③充填于板状穆磁铁矿晶体缝隙中,黄铜矿粒度受缝隙大小控制,粒度变化较大;④偶见黄铜矿中包含磁黄铁矿。辉铜矿和铜蓝为铜的次生硫化矿物,含量较少。由于辉铜矿交代黄铜矿,并包含黄铜矿残晶,因此辉铜矿中含铁。铜蓝与辉铜矿相似,交代黄铜矿生成,且铜蓝中也含有黄铜矿残晶,成分中含少量铁。矿石中辉铜矿和铜蓝仅在局部出现,在黄铜矿表面或裂缝中呈交代环带结构,有时也见辉铜矿和铜蓝进一步氧化蚀变为水胆矾[3]。

2.1.4铁矿物

矿石中黄铁矿主要有3种嵌布形式:①呈自形—半自形晶状分布于脉石中,可见磁铁矿和黄铜矿充填于黄铁矿晶间、缝隙或黄铁矿与脉石矿物之间的缝隙中;②呈残晶状包含于磁铁矿和黄铜矿之中;③他形晶微细粒黄铁矿充填于穆磁铁矿板状晶格架中,并与黄铜矿共生。磁黄铁矿含量较少,多与黄铜矿连生,呈微细粒包含于黄铜矿中。磁铁矿呈自形晶粒状或粒状集合体嵌布于脉石中,常有粒状磁铁矿包含于黄铜矿中;由此可见,磁铁矿与黄铜矿密切连生。菱铁矿与黄铁矿、黄铜矿的连生关系较密切,常见充填交代黄铁矿,在黄铁矿周边呈块状或不规则粒状分布,有时包含黄铁矿或黄铜矿。

2.1.5铅矿物

铅矿物主要为方铅矿和斜方辉铅铋矿,以及少量的铅矾。方铅矿与斜方辉铅铋矿均为银的主要载体矿物,表明方铅矿中有微细粒银矿物包裹体。方铅矿在矿石中的分布不均匀,主要嵌布在穆磁铁矿板状晶格架空隙中,常与黄铁矿共生,偶见微细粒方铅矿包裹于黄铁矿晶粒中;斜方辉铅铋矿多沿黄铁矿裂缝充填交代,呈微脉状分布,有时见斜方辉铅铋矿中包含金,也可见斜方辉铅铋矿沿石英晶体、黄铁矿晶体边沿充填交代,呈不等粒浸染状嵌布在菱铁矿中。铅矾含量极少,仅在氧化带矿石中局部可见,交代方铅矿生成,呈皮壳状包裹于方铅矿表面。

2.1.6锌矿物

锌矿物主要以闪锌矿的形式存在,一般呈不规则粒状分布在脉石矿物中;闪锌矿大部分以微细包裹体嵌存于磁铁矿和菱铁矿中,少部分以微细包裹体嵌存于黄铁矿和黄铜矿中。

2.2主要矿物嵌布粒度

将矿石块矿磨制成光片,利用光学显微镜对黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿和金的嵌布粒度进行测定,结果见表3。由表3可知:黄铜矿、方铅矿和闪锌矿的嵌布粒度为-0.16~+0.02mm,为浮选较易回收的粒度范围;而磁铁矿的嵌布粒度具有粗细不均匀的特点,部分磁铁矿嵌布粒度较粗;金的嵌布粒度较细,主要集中在-0.08mm粒度范围。

2.3铜矿物单体解离度

采用光学显微镜测定不同磨矿细度下黄铜矿(含辉铜矿、铜蓝等)的解离度,结果见表4。由表4可知:黄铜矿作为主要的铜矿物,与黄铁矿、磁铁矿、菱铁矿、脉石矿物密切连生,磨矿解离效果较差,当磨矿细度-0.074mm分别占63%、73%时,铜矿物的解离度分别仅为76.91%、79.82%;当磨矿细度-0.074mm提高至82%、92%时,铜矿物的解离度可提高至84.00%、88.77%。

3制约和影响选矿指标的矿物学因素

1)针对游离金,可在硫化矿浮选精矿中得到富集;针对载体金,由于载体矿物种类多,导致金回收流程复杂,回收难度大,需要强化对载金矿物,特别是含铁矿物的回收,使金尽可能富集在选矿产品中。同时,金的嵌布粒度较细,在磨矿过程中较难达到完全单体解离,会影响金的总回收率。

2)影响银回收的因素是含银矿物种类多。银主要以游离单体形式赋存于铅铋矿物中,铅铋矿物主要与黄铜矿共生,含银矿物在分选过程中主要进入铜精矿中,同时磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿中也含有少部分银,加强对含铁矿物的回收有助于提高银的回收率。

3)铜是最主要的金属元素,影响其浮选指标的主要因素是嵌布粒度,因此要重点考虑铜矿物的解离情况,采用优先浮选可回收大部分铜,而少量以微细粒形式包裹在脉石矿物中的铜矿物将损失在尾矿中。

4)铅、锌主要以方铅矿、闪锌矿形式存在,方铅矿、闪锌矿与黄铜矿可浮性接近,又由于铅、锌含量很低,因此采用部分混合浮选然后再进行铅、锌分离,可以回收大部分铅、锌,而以微细粒包裹体赋存于含铁矿物中的铅、锌将很难回收。

5)混合浮选中的硫精矿主要是黄铁矿,可以将其进行焙烧,得到硫酸和铁精矿。其他含铁矿物主要在混合浮选尾矿中得到富集,分别进行弱磁选磁铁矿和强磁选菱(褐)铁矿,回收大部分铁矿物。部分磁铁矿以微细粒形式包裹在脉石矿物中,这会影响其精矿品位。部分菱(褐)铁矿与黄铜矿、黄铁矿连生,将会进入到浮选精矿中,影响其回收率。

4结论

1)矿石工艺类型为复杂含金多金属硫化矿石。矿石中主要有价元素为铜和金,品位分别为0.41%和1.58g/t,为铜金共生矿床。银、铁、硫均已达到综合利用要求,同时应尽可能回收铅、锌等有价元素。

2)根据矿石工艺矿物学研究结果,建议采用铜铅部分混浮—锌硫浮选—铜铅分离—锌硫分离—弱磁选磁铁矿—强磁选菱(褐)铁矿的综合回收工艺流程。

3)对于金和银,仍有少部分在硫精矿、磁铁精矿和强磁产品中富集,针对这部分不能对金银计价的精矿产品,应进行焙烧—氰化浸出、直接氰化浸出等流程试验。对于铜铅精矿可考虑采用重选的可行性,进行进一步的铜铅分离试验研究,以更好地回收铅。

参考文献:

[1]王艳,高歌,陈建龙,等.黑龙江伊春某含银铅锌矿石工艺矿物学研究[J].黄金,2015,36(7):53-55.

[2]肖仪武.影响有价元素回收的矿物学因素[J].有色金属(选矿部分),2013(增刊1):54-57.

[3]叶小璐.广东某地铁、铜、锌多金属矿石工艺矿物学研究[J].矿冶工程,2012,32(1):54-56.

作者:张明洋 李红新 于立新 单位:长春黄金设计院

黄金杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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