河北某多金属矿工艺特性研究.pdf

2 0 1 3 年第1 期有色金属 选矿部分7 d o i 1 0 J 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 2 河北某多金属矿工艺特性研究 王明燕1 ，祁小军2 1 ．北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 0 0 ； 2 ．中国黄金集团地质有限公司，北京1 0 0 0 1 1 摘要河北某铜、铅、锌、金、银多金属矿有价组分含量高、种类繁多，并且该矿所处位置成矿条件优越，因 此查明该矿矿石工艺特性对合理利用资源具有重要意义。本文通过化学分析、光学显微镜观察、x 一射线衍射分析、扫 描电镜分析等手段对该多金属矿进行了研究，查明了矿石的工艺特性及金、银的赋存状态，为对该多金属矿矿石评价 和选矿工艺研究提供了重要的矿物学资料。 关键词多金属矿；工艺特性；赋存状态 中图分类号T D 9 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 o l 一0 0 0 7 - 0 5 R e s e a r c ho nP r o c e s sC h a r a c t e r i s t i c so faP o l y m e t a l l i cO r eo fH e b e i W A N GM i n g y a n l ，e IX i a o j u n 2 1 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，B e i j i n gG e n e r a l R e s e a r c hI n s t i t u t eo fM ；n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 2 6 0 0 ，C h i n a ； 2 ．T h eG e o l o g i c a lC o ．，L t d ．，C h i n aG o l dG r o u pC o r p o r a t i o n ，B e i j i n g10 0 0 11 ，C h i n a A b s t r a c t AC u P b - z n A u A gp o l y m e t a l l i co r ew i t hh i g hc o n t e n ta n dv { L r l O U Ss p e c i e so fv a l u e s ，a n dt h e m i n el o c a t e di naf a v o r a b l em i n e r a l i z a t i o nz o n e ，t om a k es u r et h ep r o c e s sc h a r a c t e r i s t i co ft h eo r eh a sag r e a t i m p o r t a n c eo nm a k i n gr e a s o n a b l eu s eo ft h eo r er e s o u r c e s ．R e s e a r c h e sw e r ec a r r i e do u tb yt h em e a n so f c h e m i c a la n a l y s i s ，o p t i c a lm i c r o s c o p y ，X - r a yd i f f r a c t i o na n ds c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y S E M o nt h e p o l y m e t a l l i co r e ，a n dt h eo c c u r r e n c eo fg o l da n ds i l v e rm i n e r a l sw a sa l s oi n v e s t i g a t e d ．S o i tc o u l dp r o v i d e i m p o r t a n tm i n e r a l o g i c a ld a t af o rp o l y m e t a l l i eo r ee v a l u a t i o na n dp r o c e s sr e s a r c h ． K e vw o r d s p o l y m e t a l l i co r e ；p r o c e s sc h a r a c t e r i s t i c s ；o c c u r r e n c e 我国矿产资源具有富矿少、贫矿多，单一矿化 少、伴生矿化多等特点[ 1 引，并且存在资源利用率 低、难利用矿产较多等问题，因此为了缓解矿产资 源的紧张局面，提高我国矿产资源的综合利用水 平，查明矿床的矿石工艺特性就显得格外重要，这 不仅为矿产资源的评价和合理开发提供基础的矿物 学资料，也为矿石的选矿方法、选矿条件和选矿流 程提供可靠依拱粥] 。河北某多金属矿矿产资源丰 表1 T a b l e1 富，且综合回收的矿物种类繁多，本文对该多金属 矿进行了系统的工艺矿物学研究，希望能为该矿矿 产资源的合理利用提供有效指导。 1 矿石的化学成分分析 1 ．1 矿石的化学多元素分析 从表1 可以看出，矿石是以金、银、铜、铅、 锌为主的多金属矿，伴生有害元素主要为砷。 矿石的化学多元素分析结果 M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f - m i n eo r e／％ 1 单位为鲈。 箨薯晷羿2 王0 明1 2 燕- 0 3 - 2 9 一 ，孳皇导％临2 0 桂1 2 人- 0 ，9 硕- 1 士2 1 9 8 3 ，工程师，主要从事工艺矿物学方面的研究。 作者简介王明燕一 ，女，广西临桂人，硕士，工程师，主要从事工艺矿物学方面的研究。 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第1 期 1 ．2 矿石中铜、铅、锌的化学物相分析 矿石中铜、铅、锌的化学物相分析结果见耙。 根据该结果可以看出，矿石中铜、铅、锌氧化率均 低于2 ％，表明该矿石属于硫化矿矿石。 2 矿石的矿物组成及相对含量 矿石中铜矿物主要为黄铜矿，其次为砷黝铜 矿，另有少量辉铜银矿、硫铋铜银矿、针硫铋铅 矿，微量铜蓝、蓝辉铜矿；铅矿物主要为方铅矿， 另有少量针硫铋铅矿；锌矿物主要为闪锌矿，另有 少量铁闪锌矿；金矿物主要为自然金和银金矿，其 次为金银矿；银矿物及含银矿物主要为辉铜银矿、 硫铋铜银矿，其次为银金矿、自然金、金银矿，另 有少量碲银矿；砷矿物主要为砷黝铜矿，此外辉铜 银矿、硫铋铜银矿中也含有少量砷；其它金属硫化 矿物主要有黄铁矿，另有少量白铁矿，微量磁黄铁 矿；金属氧化矿物为赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿等。 脉石矿物主要为石英，其次为白云石、云母、 钾长石、斜长石、方解石、绿泥石，此外还有少量 角闪石、金红石、磷灰石、绢云母等。 矿石尾矿的X 一射线衍射分析见图1 ，矿石的 矿物组成及相对含量见表3 。 5 { ；{ c 绿泥彳- M 溢渤锾 嚣 c 堇；￡ ‰ C ．■■■， 2 0 ／ 。 图1 尾矿的x 一射线衍射图 F i g ．1 X R Ds p e c t r u mo ft h et a i l i n g s 3 重要矿物的嵌布特征 3 ．1 黄铜矿 C u F e S 2 黄铜矿多呈不规则粒状分布，部分呈微细粒或 乳滴状固溶体产出，少量呈脉状产出；此外，黄铜 表3矿石的矿物组成及相对含量 T a b l e3M i n e r a lc o m p o s i t i o na n dr e l a t i v ec o n t e n t o ft h eo r e／％ 矿与闪锌矿、黄铁矿的共生关系也较密切，部分黄 铜矿呈细小包体及乳滴状固溶体的形式被包裹在闪 锌矿中，有的呈细脉状嵌布在闪锌矿、黄铁矿裂隙 中，少量粗粒黄铜矿中包裹有细粒闪锌矿；其次可 见黄铜矿与方铅矿、砷黝铜矿共生，部分黄铜矿中 包裹有不规则粒状及脉状砷黝铜矿，部分黄铜矿与 方铅矿相互包含；有时可见黄铜矿与针硫铋铅矿共 生在一起；偶尔可见黄铜矿被铜蓝、蓝辉铜矿等次 生铜矿物交代。 另外，部分黄铜矿中包裹有细粒银金矿、辉铜 银矿等，由此可见黄铜矿是金矿物的载体矿物之 一，也是银矿物的载体矿物之一 图2 。 图2 黄铜矿中包裹银金矿 F i g ．2C h a l c o p y r i t ep a c k i n ge l e c t r u m 3 ．2 方铅矿 P b S 方铅矿多呈不规则状和粒状集合体产出，少量 呈脉状分布在脉石、黄铁矿裂隙中；另外，方铅矿 与黄铜矿、闪锌矿的共生关系较为密切，有的与黄 万方数据 2 0 1 3 年第1 期王明燕等河北某多金属矿工艺特性研究 9 - 铜矿、闪锌矿相互包裹；方铅矿与黄铁矿的共生关 系也较为密切，有的方铅矿被包裹在黄铁矿中，少 量呈脉状分布在黄铁矿裂隙间；有时可见方铅矿包 裹有细粒砷黝铜矿；有时还可见方铅矿中包裹有针 硫铋铅矿。部分方铅矿中包裹有辉银矿等银矿物 图3 ，以及银金矿、金银矿等金矿物。由此可见， 方铅矿既是银矿物的主要载体矿物，也是金矿物的 载体矿物之一。 图3 方铅矿中包裹辉铜银矿 F i g ．3 G a l e n ap a c k i n gj a l p a i t e 3 ．3 闪锌矿 Z I l s 闪锌矿常呈不规则粒状、板状或粒状集合体产 出，少量呈脉状产出；闪锌矿与黄铜矿的关系最为 密切，常见闪锌矿中分布有细粒以及微粒乳滴状黄 铜矿，部分闪锌矿中分布有脉状黄铜矿；此外，闪 锌矿与黄铁矿、方铅矿、砷黝铜矿等硫化物的共生 关系也较为密切，常与之共生分布在脉石中，有时 形成复杂的相互包含结构，粗粒闪锌矿中可见黄铁 矿、方铅矿、砷黝铜矿以及脉石包裹体。 少量闪锌矿中包裹有银金矿等金矿物 图4 ， 或在闪锌矿与黄铁矿、方铅矿等硫化物裂隙中分布 有金矿物，由此可见，闪锌矿也是金矿物的载体矿 物之一。 图4 闪锌矿中包裹银金矿、黄铜矿 F i g ．4S p h a l e r i t ep a c k i n ge l e c t r u ma n dc h a l c o p y r i t e 3 ．4 金矿物 经镜下观察和扫描电镜x 一射线能谱分析，确 定矿石中金矿物主要为自然金和银金矿，其次为金 银矿。 自然金 A u 是矿石中主要的金矿物之一。 自然金的嵌布粒度相对较粗，有的自然金的粒度可 达0 ．2l n m ，主要嵌布于黄铁矿、方铅矿等硫化物 裂隙中；部分自然金分布在闪锌矿与脉石、闪锌矿 与方铅矿、黄铁矿与闪锌矿之间 图5 ；少量以 细粒包体形式被包裹在黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、 黄铜矿中。自然金的粒度分布范围较大，部分细粒自 然金的粒度小于0 ．0 0 5m m ，而粗粒可高达0 ．2m m 。 图5 自然金与闪锌矿、方铅矿密切共生 F i g ．5 N a t i v eg o l di sc l o s e l ya s s o c i a t e dw i t h s p h a l e r i t ea n dg a l e n a 银金矿 A u A g 也是矿石中主要的金矿物之 一。银金矿主要嵌布于黄铁矿的裂隙中 图6 ，有 的银金矿与黄铜矿、方铅矿连晶分布在黄铁矿裂隙 中；其次分布于黄铁矿与闪锌矿、黄铁矿与黄铜 矿、黄铜矿与方铅矿以及这些硫化物与脉石之间， 有的则分布在砷黝铜矿与方铅矿或砷黝铜矿与黄铜 矿粒间；另有部分以微一细粒包体形式被包裹在黄 铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿颗粒中，有的与黄 铜矿连晶包裹于闪锌矿中，有的则与方铅矿、黄铜 矿连晶被包裹在黄铁矿中；少量银金矿被包裹在脉 石中；还有极少量与辉铜银矿、硫铋铜银矿等银矿 物一同被包裹在针硫铋铅矿、砷黝铜矿中。银金矿 的粒度分布较集中，一般为0 ．0 1 0 ．0 7 4m m 。 金银矿 A g A u 的含量较低，主要分布在黄 铁矿裂隙中，或与方铅矿、黄铜矿连晶分布在黄铁 矿裂隙中；其次主要以细粒包体形式包裹于黄铜矿 中，部分被包裹在方铅矿、闪锌矿中，有的被包裹 在砷黝铜矿中；另有少量金银矿嵌布于黄铁矿、黄 铜矿与闪锌矿，黄铁矿、黄铜矿与方铅矿，方铅 万方数据 l O 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第1 期 图6 银金矿分布在黄铁矿裂隙中 F i g ．6 E l e c t r u mo c c u r si nt h ef r a c t u r e so fp y r i t e 矿、针硫铋铅矿或这些硫化物与脉石中。 在三种金矿物中，金银矿的嵌布粒度最细，一 般分布在O ．0 0 1 ～0 ．0 1m l n 。 3 ．5 银矿物 矿石含银较高，为2 5 8g ／t 。经镜下观察和扫 描电镜x 一射线能谱分析，确定矿石中的银矿物主 要为辉铜银矿、硫铋铜银矿，其次为银金矿、自然 金、金银矿，另有少量碲银矿。 辉铜银矿 A g 口C u S 9 、硫铋铜银矿 A g r C u B i S 。 主要呈不规则状产出，以细粒为主。辉铜银矿、硫 铋铜银矿与方铅矿共生关系最为密切，常被包裹在 方铅矿中 图7 ，部分与黄铜矿、砷黝铜矿、银金 矿连晶包裹在方铅矿、针硫铋铅矿中；还有一部分 被包裹在黄铜矿中；有时可见辉铜银矿与方铅矿共 生被包裹在黄铁矿中。 图7 辉铜银矿与针硫铋铅矿分布在方铅矿中 F i g ．7J a l p a i t ea n da i k i n i t ed i s s e m i n a t e db yg a l e n a l 一辉铜银矿；2 针硫铋铅矿；3 一方铅矿；4 - - 黄铜矿 碲银矿 A 9 2 T e 的含量很低，一般呈不规则 粒状被包裹在方铅矿或闪锌矿中，或分布在闪锌矿 与脉石、方铅矿与闪锌矿中。 3 ．6 黄铁矿 F e S 2 黄铁矿主要呈不规则粒状及其集合体产出，部 分呈自形一半自形晶粒状产出，少量呈脉状分布， 还有极少量呈胶状嵌布；其次，黄铁矿与闪锌矿、 黄铜矿、方铅矿的嵌布关系较为密切，有的粗粒黄 铁矿中包裹有细粒黄铜矿、闪锌矿、方铅矿以及脉 石，有的黄铁矿裂隙中分布有细脉状黄铜矿、闪锌 矿、方铅矿；有时可见黄铁矿包裹有针硫铋铅矿、 磁黄铁矿等。部分黄铁矿颗粒及其裂隙中分布有辉 铜银矿、银金矿等银矿物和金矿物，这些银矿物和 金矿物有时还分布在黄铁矿和闪锌矿、方铅矿或黄 铜矿的裂隙中。 总体来看，黄铁矿是金矿物最主要的载体矿 物，同时也是银矿物的载体矿物之一。 3 ．7 砷黝铜矿 C u 幽, s , s 1 3 砷黝铜矿是矿石中主要的含砷矿物，也是含铜 矿物之一，常呈不规则粒状及脉状产出；砷黝铜矿 与黄铜矿共生关系非常密切，有的甚至相互包裹； 砷黝铜矿与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿的嵌布关系也 较为密切，常与之共生，或与辉铜银矿一同被包裹 在方铅矿中，有的呈细脉状嵌布在闪锌矿裂隙间 或被包裹在其间；偶见砷黝铜矿中包裹有银金 矿、金银矿等金矿物。砷黝铜矿的粒度范围一般为 o ．0 2 - 0 ．1 0r a i n 。 4 重要矿物的嵌布粒度 矿石中重要矿物的嵌布粒度分布结果见表4 。 其中，铜矿物包裹黄铜矿、砷黝铜矿及其集合体， 铅矿物包括方铅矿、针硫铋铅矿及其集合体。 表4矿石中重要矿物的粒度分布结果 T a b l e4S i z e d i s t r i b u t i o n r e s u l t s o ft h em a i nm i n e r a l s i nt h eo r e ／％ 粒度范围，斗。品器品器 20 0 0 1 ．0 31 ．0 3 20 0 0 l6 5 l2 ．1 32 ．1 31 ．7 l2 ．7 4 一l6 5 l 11 6 83 ．2 85 ．4 l 6 ．6 19 ．3 5 一l1 6 8 8 3 34 ．6 6l O ．0 84 ．6 1 4 ．6 11 0 ．3 21 9 ．6 7 - 8 3 3 5 8 95 ．8 01 5 ．8 7 7 ．6 51 2 ．2 61 ．8 l1 ．8 11 0 ．3 32 9 ．9 9 5 8 9 4 1 77 ．0 32 2 ．9 06 ．9 51 9 ．2 l2 ．8 84 ．6 98 ．4 83 8 ．4 8 4 1 7 2 9 59 ．5 43 2 ．4 49 ．8 42 9 ．0 67 ．4 81 2 ．1 8 1 1 ．6 85 0 ．1 5 2 9 5 2 0 88 ．2 24 0 ．6 61 0 ．4 5 3 9 ．5 18 ．8 32 1 ．0 09 ．6 85 9 ．8 4 2 0 8 1 4 76 ．6 44 7 ．3 08 ．7 54 8 ．2 61 6 ．4 43 7 ．4 48 ．3 46 8 ．1 8 一1 4 7 1 0 46 ．6 05 3 ．9 08 ．3 25 6 ．5 81 3 ．4 85 0 ．9 27 ．3 27 5 ．5 0 1 0 4 7 4 1 2 ．6 56 6 ．5 57 ．6 66 4 ．2 41 4 ．7 46 5 ．6 67 ．1 78 2 ．6 7 7 4 4 4 3 9 ．7 67 6 ．3 1 1 1 ．5 17 5 ．7 51 8 ．3 08 3 ．9 68 ．4 39 1 ．1 0 - - 4 3 2 09 ．6 58 5 ．9 61 2 ．1 4 8 7 ．8 91 0 ．6 2 9 4 ．5 85 ．1 09 6 ．2 0 一2 0 1 55 ．2 29 1 ．1 8 4 ．7 89 2 ．6 82 ．6 99 7 ．2 71 ．6 09 7 ．8 0 1 5 1 04 ．7 19 5 ．8 94 ．7 79 7 ．4 5 1 ．9 59 9 ．2 21 ．2 69 9 ．0 6 一1 04 ．1 l1 0 0 ．02 ．5 51 0 0 ．O 0 ．7 81 0 0 ．00 ．9 41 0 0 ．0 万方数据 2 0 1 3 年第1 期王明燕等河北某多金属矿工艺特性研究 1 1 矿石中金矿物的嵌布粒度特征见表5 。结果显 示，矿石中金矿物的粒度主要集中于5 ～7 4 斗m ， 共占6 3 ．9 6 ％，另有2 0 ．4 8 ％分布在1 0 0 ～2 4 0t r m ， 1 0 ．3 6 ％分布在5 斗m 以下。整体来看，矿石中金矿 物的嵌布粒度较粗。 表5矿石中金矿物的粒度分布结果 T a b l e5S i z ed i s t r i b u t i o nr e s u l t so fg o l dm i n e r a l s i nt h eo r e／％ 塾丝些竺 坠 竺 竺 塑竺 兰垫兰 二 二 竺箜 分布率 2 0 ．4 85 ．2 01 0 ．8 42 2 ．5 0 1 3 ．8 41 6 ．7 81 0 ．3 6 注金矿物包括矿石中的自然金、银金矿和金银矿。 5 金、银矿物的赋存状态 5 ．1 金矿物的赋存状态 根据金矿物的嵌布形式，将金矿物分为裂隙 金、粒间金和包体金。根据大量数据统计发现，金 主要以裂隙金的形式嵌布，占矿石中总金矿物量的 5 1 ．3 9 ％，其次为粒间金，占3 7 ．6 7 ％，包裹金仅占 总金矿物量的1 0 ．9 4 ％。其中，裂隙金中的金大部 分为银金矿和自然金，它们中的金占裂隙金中金含 量的9 8 ．4 5 ％；粒间金中的金主要为银金矿和自然 金，分别占粒间金中金含量的6 3 ．0 2 ％和3 6 ．9 1 ％； 包体金中金矿物主要为银金矿，占包体金中金含量 的9 2 ．2 1 ％。 矿石中的金主要以独立矿物形式存在，金的独 立矿物主要为自然金和银金矿，其次为少量金银矿。 其中，金在三种金的独立矿物中的分布结果见表6 。 表6矿石中金在三种金的独立矿物中的分布结果 T a b l e6D i s t r i b u t i o nr e s u l to fg o l di nt h et h r e e i n d e p e n d e n tm i n e r a l s ／％ 名称 自然金银金矿金银矿 占矿石中总金矿物量的比率 5 6 ．4 64 2 ．1 21 ．4 2 占矿石中总金的比率 6 2 ．0 23 7 ．1 80 ．8 0 5 ．2 银矿物的赋存状态 根据显微镜鉴定及扫描电镜分析结果，矿石中 的银主要以独立矿物形式存在，银的独立矿物主要 为辉铜银矿、硫铋铜银矿，其次为银金矿、自然 金、金银矿，另有少量碲银矿。 6 结语 研究结果表明矿石中铜、铅、锌、金、银等有 价元素种类繁多，并且铜矿物、铅矿物、锌矿物等 相互共生关系较为复杂，主要表现在矿石中大部分 闪锌矿、黄铜矿、方铅矿复杂共生，相互包裹，尤 其是闪锌矿中常包裹有微细粒黄铜矿，这使得矿石 中铜、锌、铅等浮选分离难度大，从而影响铜、 锌、铅的回收率及其精矿品位。 此外，金矿物最主要的载体矿物是黄铁矿，其 次是闪锌矿、黄铜矿、方铅矿以及脉石矿物；银矿 物的主要载体矿物是方铅矿，其次是黄铜矿、黄铁 矿、针硫铋铅矿等硫化物，因此可通过浮选富集硫 化物的方式来回收金和银。 参考文献 [ 1 ] 杨洪英，杨立，佟琳琳，等．广西金牙难浸金矿的工艺矿 物学研究[ J ] ．东北大学学报 自然科学版 ，2 0 0 7 ，2 8 8 1 1 5 6 1 1 5 8 ，1 1 6 6 ． [ 2 ] 李清峰，宋文杰，杨艳．东天山马头滩金矿金赋存状态 及矿物特征[ J ] _ 新疆地质，2 0 0 9 ，2 7 4 3 3 7 3 4 0 ． [ 3 ] 王玲．菲律宾某尾矿中金的赋存状态[ J ] ．有色金属， 2 0 1 1 ，6 3 1 1 0 9 1 1 3 ． [ 4 ] 秦云婷．四川某金矿金的赋存状态研究[ J ] ．甘肃冶金， 2 0 0 9 ，3 1 5 9 1 9 3 ． [ 5 ] 单连军．内蒙某矿业铜铅锌多金属矿金、银的嵌存状态 [ J ] ．有色矿冶，2 0 1 0 ，2 6 1 1 8 - 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