叶小璐

(中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京100083)

在资源危机日趋严峻的今天，中国着眼于对国外资源的开发利用，鼓力国内企业参与矿产资源领域的国际合作，勘探、开发和利用国外矿产资源。国内某企业欲开发缅甸某重选铅锌厂尾矿库中的铅锌资源，为此针对该库矿石进行详细的工艺矿物学研究，以便为选矿试验提供技术依据[1]。

1 矿石化学性质

1.1 矿石多元素分析

对矿石中所含的主要有益和有害元素及脉石元素进行了定量分析，结果见表1。由此可见铅锌为主要回收元素，铜、银、硫可考虑综合回收。矿石中SiO2含量较高，此外还含有一定的Al、Mg、Ca等元素。

1.2 矿石中铅、锌的物相分析

对矿石中的铅、锌进行化学物相分析，见表2、表3。结果表明，矿石中铅主要以氧化物及硫化物形式存在，其中氧化铅占有率为64.29%，硫化铅占有率为32.14%；锌主要以硫化锌形式存在，占有率为85.65%。

表1 矿石多元素分析结果

注:*单位:g/t。

表2 矿石中铅的化学物相分析结果

表3 矿石中锌的化学物相分析结果

2 矿石的矿物组分

经显微镜查定，该矿石中有用矿物有：闪锌矿、菱锌矿、白铅矿、方铅矿、铅矾、黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物有：石英、长石、绢云母、重晶石、磷灰石、岩屑等。主要矿物相对含量见表4。

表4 主要矿物相对含量

3 矿石主要矿物嵌布特征[2-3]

3.1 闪锌矿(ZnS)

闪锌矿是回收锌的主要矿物。多呈粒状集合体，粒度以0.1～0.35 mm为主，呈半自形-他形，有的呈板柱状晶体，具环带结构，乳滴状结构，与方铅矿、黄铜矿紧密共生，常见闪锌矿与方铅矿呈溶蚀状嵌布连生；也见闪锌矿粒间及裂纹，分布方铅矿、白铅矿、菱锌矿细脉及网脉；有的闪锌矿包含黄铜矿，呈固溶体分解乳滴状结构(图1)。

图1 砂光 反射光 10×10闪锌矿(灰白)与方铅矿(纯白)呈溶蚀状态嵌布

图2 砂光片 反射光 10×10闪锌矿(灰白)粒间及裂纹，分布方铅矿(纯白)，菱锌矿(灰黑)细脉、网脉

3.2 菱锌矿(ZnCO3)

菱锌矿为锌的碳酸盐矿物，多呈他形粒状集合体，粒度以0.05～0.15 mm为主，常分布闪锌矿粒间，或呈胶状，细脉状，网脉状与闪锌矿伴生(图2)。

3.3 方铅矿(PbS)

方铅矿为铅的硫化矿物，是矿石回收铅的主要矿物之一。多呈他形不规则粒状，也见立方体，八面体或两者聚形，粒度粗细不匀，以粗粒0.25～0.35 mm为主，细粒-0.04+0.02 mm次之，常见方铅矿与闪锌矿、黄铜矿嵌布连生，其颗粒内又包裹细粒闪锌矿；也见方铅矿与白铅矿连生，或包含于白铅矿；亦见方铅矿解理纹分布白铅矿等现象(图3)。

3.4 白铅矿(PbCO3)

白铅矿是铅的碳酸盐矿物，一般呈半自形粒状，有的呈纤维状、叶片状、束状集合体或呈晶簇状；也有的呈细脉、网脉。粒度粗细不同，以粗粒0.1～0.25 mm为主，细粒0.04+0.01 mm次之。粒状者多分布方铅矿粒间或包含于方铅矿；纤维状、叶片状、多出现在方铅矿粒间或解理裂纹中与铅矾相伴产出；呈细脉状、网脉状者，多交代穿切方铅矿，铅矾或闪锌矿(图4)。

3.5 铅矾(PbSO4)

铅矾为铅的硫酸盐矿物，粒度0.01～0.05 mm为主，常见呈细小的片柱状、格片状、纤维状晶体，或粉状颗粒，也呈土状、尖点状、细脉状。常交代方铅矿在其边缘及解理纹出现，又被白铅矿交代。可见铅矾紧包方铅矿，其外又被白铅矿包裹的现象。

3.6 黄铜矿(CuFeS2)

黄铜矿为矿石主要铜矿物。呈他形粒状，单独出现或与方铅矿、闪锌矿连生，或呈细小乳滴包含于闪锌矿。粒度以0.1～0.35 mm为主，个别达0.5 mm，与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、铜蓝、孔雀石相伴产出(图5)。

图3 砂光片 反射光 10×10方铅矿(纯白)与白铅矿(深灰色)，黄铜矿(黄白)连生颗粒包含细粒闪锌矿

图4 砂光片 反射光 10×10白铅矿(深灰色)分布方铅矿(纯白)粒间或包含于方铅矿呈细脉者交代穿切方铅矿

图5 砂光片 反射光 10×10黄铜矿(黄白色)方铅矿(纯白色)闪锌矿(灰白色)铜兰(兰绿色)白铅矿(深灰色)

3.7 铜兰(CuS)

为量少的铜矿物，常见薄板状、板状、半自形-他形粒状集合体，粒度以0.05～0.25 mm为主，多出现在黄铜矿、方铅矿粒间或裂隙，有的裂穴充填有晶簇状的集合体，与方铅矿、黄铜矿相伴产出。

3.8 脉石矿物

主要由石英、长石、绢云母、重晶石、磷灰石等砂屑；由石英、长石组成的砂岩；砂砾岩屑、泥质、绢云母组成的泥质岩屑；凝灰质胶结的角砾岩屑四个部分组成。

4 矿石中主要有用矿物粒级分布

经显微镜下测定，矿石中主要有用矿物闪锌矿、方铅矿、白铅矿、黄铜矿粒级分布，如表5所示。

表5 主要有用矿物嵌布粒级分布测定结果

表5结果表明，闪锌矿、黄铜矿嵌布粒度粗且均匀，方铅矿嵌布粒度粗细不均，白铅矿嵌布粒度较细且不均匀。

5 矿石中有用矿物解离特征

为了查清矿石中闪锌矿、方铅矿、白铅矿、黄铜矿的解离特征，对矿石不同磨矿细度产品进行了系统的单体解离度测定，见表6。结果表明，当-0.074 mm粒级占有率为87.33%时，闪锌矿90%的已达到单体解离，黄铜矿有85%解离，而方铅矿、白铅矿解离较差。照片1为磨矿细度为-0.074 mm粒级占有率为87.33%时，磨矿产品砂光片照片。从图1中可见，闪锌矿颗粒中有方铅矿包裹体或连生体，也见到方铅矿与白铅矿呈连生体，说明矿石磨至-0.074 mm粒级占有率为87.33%时，仍有部份方铅矿、白铅矿未从闪锌矿解离出来。细粒级白铅矿、方铅矿与铅矾混杂于铁泥质、绢云母等脉石内，这将影响铅回收率及锌精矿品位。

6 铅锌在矿石中的平衡分配

铅锌在主要矿物中的分配结果，见表7。数据结果表明：锌主要分配在闪锌矿中，其占有率为89.89%；锌的理论回收率为90%；铅主要分配在方铅矿和白铅矿中，占有率分别为26.82%和41.76%，铅的理论回收率为68.58%。

表6 主要矿物单体解离度的测定结果

7 影响铅、锌回收的矿物学因素分析

1)矿物组成、嵌布特征，赋存状态研究表明：锌矿物种类单一，以闪锌矿为主要回收矿物，且嵌布简单、粒度粗、分布均匀，可获得理想的选矿指标；铅矿物具有组分多(方铅矿、白铅矿、铅矾等)、嵌布关系复杂、细粒级含量高的特点，将影响铅的回收。

2)解离度的测定结果表明:当磨矿细度已达到闪锌矿基本解离时，有的方铅矿、白铅矿、铅矾还包含在闪锌矿或与其连生，将影响锌精矿的品位，降低铅的回收率。

3)铅锌在矿石中的平衡分配表明：锌主要分布于闪锌矿中，分布集中且易回收；铅分布较分散，回收难度大。

表7 锌铅在主要矿物的分配

8 结语

1)尾矿中有价元素为铅、锌、铜，其中铅锌为主要回收对象，铜、银、硫因有一定量，可考虑综合回收。

2)尾矿中矿物种类繁多，金属及有用矿物有：闪锌矿、菱锌矿、方铅矿、云铅矿、铅矾、黄铜矿、铜蓝、孔雀石、黄铁矿；脉石矿物有石英、长石、绢云母、磷灰石、岩屑等。

3)锌矿物种类单一，嵌布关系简单，粒度粗，分布均匀，可获得理想的选矿指标；铅矿物种类多，嵌布复杂，铅矾及细粒铅矿物占有率高，因此铅矿物较难回收。

[1] 孙传尧.矿产资源综合利用手册[M].北京:科学出版社，2003.

[2] 张志雄,等.矿石学[M].北京:冶金工业出版社，1981.

[3] 周乐光.工艺矿物学[M].北京:冶金工业出版社，2009.