施卓雄 卢可可 罗国清

(1.广东省矿产应用研究所，广东 韶关 512026；2.自然资源部放射性与稀有稀散矿产重点实验室，广东 韶关 512026；3.广东省放射性与三稀资源利用重点实验室，广东 韶关 512026)

我国是矿产资源大国，但由于我国长期采用粗放经营方式，对矿产综合利用意识淡薄，现阶段面临的资源大多以贫、细、杂的赋存状态形式存在[1-2]。在当今的矿产开发和选矿技术水平下，要更加合理高效利用这部分矿产资源，工艺矿物学研究已成为选冶过程中不可缺少的一部分[3-4]。通过对矿石进行工艺矿物学研究，可以了解矿石的矿物组成、结构、构造、物理化学性质等，不仅可以查明矿石属于易选还是难选矿石，为矿石的可选性评价奠定基础[5-6]，而且对选矿采用合理的工艺流程以及药剂制度具有指导意义[7]。

铜铅锌多金属硫化矿由于有用矿物多、结构构造复杂、矿物共生关系密切等原因，其选矿成为选矿行业的一大难题[8-9]。广东某铅锌多金属矿属于岩浆期后中低温热液充填交代型铅锌矿床，矿石类型主要为浸染状硫铁铅锌矿石，矿石有用组分主要有铜、铅、锌、银、硫、萤石、白钨矿等，矿物组分复杂，为了确定合理的工艺流程，对其进行了详细的工艺矿物学研究。

1 矿石矿物组成分析

1.1 矿石元素组成

矿石多元素分析结果见表1。从表1可以看出，矿石中的有价元素主要有铅、锌、银，铜、萤石具有综合回收价值。

表1 矿石化学多元素分析

1.2 原矿物质组成

采用MLA矿物定量检测系统测定原矿的矿物组成及含量，结果如表2所示。

表2 矿石矿物组成及含量

矿石中铅矿物主要是方铅矿和少量斜方辉铅铋矿，锌矿物只有闪锌矿，含银矿物主要是斜方辉铅铋矿及微量自然银，其他金属硫化矿物以黄铁矿为主，少量至微量黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂、锑黝铜矿等，钨矿物只有白钨矿，金属氧化矿物较少，包括赤铁矿、白钛石等，脉石矿物主要是云母、石英、方解石、石榴石、绿泥石、绿帘石、蛭石、透辉石等。此外，矿石中的萤石含量较高，可综合回收。

1.3 主要矿物粒度分布特征

将矿石破碎至-0.2 mm，测定原矿中主要矿物的粒度分布，结果见表3。

由表3可知，铅矿物(方铅矿和斜方辉铅铋矿)和闪锌矿的粒度较细，主要粒度范围是0.001～0.16 mm，-0.01 mm以下的铅矿物和闪锌矿分别占19.12%和11.52%；黄铁矿的粒度比铅矿物和闪锌矿稍粗，主要粒度范围是0.01～0.2 mm；白钨矿的粒度也偏细，基本小于0.1 mm，其中0.01 mm以下粒级的白钨矿占11.33%；萤石的粒度很细，0.01 mm以下粒级占36.34%。

表3 -0.2 mm原矿中主要矿物的粒分析结果

2 岩石类型和结构构造

该矿区岩石类型为浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩，其类型有灰岩、大理岩、砂岩、透辉石矽卡岩、符山矽卡岩、角岩以及上述几种岩石之间的过渡、混合型岩石。岩石的结构主要为各种形态的变质结构，主要见有斑状变晶结构(图1)，柱状、粒状变晶结构(图2)，交代残余结构等形态，而岩石的构造以块状构造为主，矿物分布较为均匀，无特异的定向。

图1 自形的石榴石斑状变晶结构Fig.1 Porphyritic crystallographic texture of automorphism garnet

图2 粒状变晶结构，产于透辉石矽卡岩Fig.2 Granular crystallographic texture produced in diopside skarn

3 主要矿物嵌布特性

3.1 方铅矿

根据方铅矿的外形和产出差异，将方铅矿分为两种类型：半自形—自形粒状的方铅矿；他形粒状的方铅矿，这种类型的方铅矿一般作为交代矿物产出，是该矿石中方铅矿的最主要产出类型。原矿中近一半的方铅矿呈单体颗粒存在，可见方铅矿包含微细粒自然铋，常见方铅矿与闪锌矿、黄铁矿连生，部分方铅矿呈微细粒包含于闪锌矿、黄铜矿或方解石等矿物中，这部分方铅矿粒度微细，在磨矿过程中难以解离。方铅矿的结构和嵌布特性如图3所示。

图3 方铅矿的结构和嵌布特性Fig.3 Structure and dissemination characteristics of galena

3.2 闪锌矿

矿石中的闪锌矿呈黄褐色，自形—半自形的粒状。原矿中的闪锌矿有一半左右为单体颗粒，闪锌矿内部通常含有黄铜矿包裹体，少部分闪锌矿内部还含有方铅矿、黄铁矿包裹体。常见闪锌矿与黄铜矿、方铅矿、黄铁矿连生，部分闪锌矿嵌布于金云母中。闪锌矿的结构和嵌布特性如图4所示。

图4 闪锌矿的结构和嵌布特性Fig.4 Structure and dissemination characteristics of sphalerite

3.3 黄铜矿

原矿中有近一半黄铜矿为单体颗粒，连生体中黄铜矿与闪锌矿、方铅矿关系密切，可见闪锌矿包含大量乳滴状黄铜矿，黄铜矿与闪锌矿连生或包含于闪锌矿中，也可见黄铜矿与方铅矿连生或包含微细方铅矿，偶见黄铜矿与斜方辉铅铋矿连生。黄铜矿的嵌布特性如图5所示。

图5 黄铜矿的结构和嵌布特性Fig.5 Dissemination characteristics of chalcopyrite

3.4 自然银

原矿中含微量自然银，偶见自然银呈微细粒包含于黄铁矿中或嵌布于黄铁矿与绿泥石之间(图6)。

3.5 萤石

矿石中的萤石含量为10.773%，可综合回收。原矿中的萤石有一半以上为单体颗粒，连生体主要是与云母、石英、方解石等矿物连生，偶见萤石与黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化矿物连生。萤石的嵌布特性如图7所示。

图7 萤石嵌布特性Fig.7 Dissemination characteristics of fluorite

4 主要矿物的接触关系

金属矿物之间的接触关系主要为连生和包裹两种。其中，闪锌矿与黄铁矿、方铅矿等矿物主要呈连生关系，它们之间可以通过一条较为平滑的界线分割开来，这种界线通常呈平直的折线或较为圆滑的弧线，可以较为容易的分离开来，故闪锌矿与黄铁矿、方铅矿的解离性较好。

包裹关系主要见于闪锌矿与黄铜矿之间，少量的方铅矿和黄铜矿也存在被闪锌矿包裹的状态。两种包裹关系的不同主要体现于粒度等级上和包裹体的自形程度上。在闪锌矿与黄铁矿、方铅矿之间的包裹关系中，黄铁矿、方铅矿往往具有相对较粗的粒度，约0.10～0.25 mm，自形程度较高，通常呈自形的粒状。而在闪锌矿与黄铜矿之间的包裹关系中，黄铜矿的粒度主要于0.01～0.03 mm，个别粒径大于0.05 mm，且黄铜矿自形程度较差，通常为他形粒状或半自形粒状。

总体而言，方铅矿与脉石、闪锌矿之间属于易解离的状态，而闪锌矿与黄铜矿属于包裹关系，属于难解离的状态，通过观察，闪锌矿中的黄铜矿包裹体的粒径一般约为0.005～0.035 mm，磨矿粒度应该达到这一等级才能较好解离。

5 结论

1)广东某铅锌金金属矿矿石类型主要为浸染状硫铁铅锌矿石，有用矿物种类较多，其中闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、银、萤石、白钨等具有回收利用价值。

2)金属硫化矿物分离性较好，大多数金属矿物呈半自形的粒状结构，少部分为他形粒状结构和自形粒状结构，金属矿物与连生矿物的界线较为平直，易于通过磨矿分离，但黄铜矿绝大部分存在于闪锌矿中，呈他形—半自形的水滴状、粒状，选矿过程中需要细磨才能有效降低铜、铅、锌间的互含，达到获得优质精矿及良好选矿指标的目的。矿石中的银为自然银以及类质同像赋存于斜方铋铅矿，随铅浮选大部分进入铅精矿。非金属类矿物主要为萤石，呈半自形粒状，相对主体粒径约0.02～0.2 mm，萤石的解离、磨矿上主体相对简单。但萤石中包裹有方解石、金云母、绿泥石、透辉石等杂质，最重要的是与杂质矿物呈细密的集合体混杂共生的萤石，这类萤石不但粒径细小，而且与共生矿物联系紧密，将会对萤石产品的品质造成较大影响。

3)通过工艺矿物学研究，可以确定合理的选矿工艺流程，即优先混合浮选铅锌硫，混合精矿脱硫后进行铅锌分离，硫化矿浮选尾矿分别浮选萤石、白钨。