广西某铜矿石中铜锌的赋存状态研究.pdf

第3 3 卷 2 0 1 3 年1 月 矿冶工程 M I N 【N GA N DM E r A L L U R G l C A LE N G I N E E R I N G 、，0 J - 3 3 J a n u a r y2 0 13 广西某铜矿石中铜锌的赋存状态研究① 王利珍，曹佳宏，钟彪 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要通过镜下鉴定、扫描电镜、x 射线衍射以及化学分析等手段对广西某铜矿石的化学成分、矿物组成、矿物之间的嵌布 关系进行了分析，最终查明该铜矿石中铜、锌分别主要以黄铜矿、闪锌矿的形式存在。并根据元素平衡计算进一步查明各元 素在矿石中的分布特点。 关键词铜锌金属硫化物；元素赋存状态 中图分类号P 5 7 2文献标识码A 文章编号0 2 5 3 ．6 0 9 9 2 0 1 3 z 1 ．0 0 4 3 - 0 4 T h e C o p p e ra n d Z i n cO c c u r r e n c e R e s e a r c ho faC o p p e rO r ei nG u a n g x i W A N G L i z h e n ，C A O J i a - h o n g ，Z H O N GB i a o C h a n g s h a R e s e a r c h I n s t i t u t eo f M i n i n g a n d M e t a l l u r g y C o L 绣C h a n g s h a 4 1 0 0 1 2 ，H u n a n , C h i n a A b s t r a c t B ym e a n so fm i c r o s c o p i ca n a l y s i s ，S E M ，X - r a ya n d c h e m i c a la n a l y s i s ，t h ep a p e r s t u d i e dc h e m i c a l c o m p o n e n t ， m i n e r a l c o m p o s i t i o n ，d i s s e m i n a t i o nr e l a t i o n s h i pb e t w e e ne a c hm i n e r a li nt h ec o p p e ro r ei nG u a n g x i ，a n df i n a l l yf o u n do u tt h a tt h e c o p p e ra n dz i n cm a i n l yd i s t r i b u t e di nc h a l c o p y f i t ea n ds p h a l e r i t e r e s p e c t i v e l y ．A c c o r d i n gt ot h ec h e m i c a le q u i l i b r i u mc a l c u l a t i o n ，t h e d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f e a c he l e m e n ti nt h eo r ew e r ef u r t h e ro b t a i n e d ． K e yw o r d s c o p p e r ；z i n c ；m e t a ls u l f i d e s ；o c c u r r e n c eo f e l e m e n t s 1 矿石的化学成分 矿石的多元素化学成分分析结果见表l ，铜、 锌的物相分析结果分别见表2 和表3 。 由表1 、2 、3 可知矿石中铜、锌含量分别 为O ．1 8 ％和3 ．5 4 ％，且二者均主要以硫化物的形式 赋存。 表1 矿石中主要元素的化学成分 质量分数 ／％ 表2 矿石中铜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 矿物组成及含量 经镜下鉴定、x 射线衍射和扫描电镜综合研究 表明，矿石的组成矿物种类较为复杂，金属硫化物 主要是闪锌矿、磁黄铁矿和毒砂，次为黄铜矿和黄 铁矿；脉石矿物含量较高的是石英、方解石、绿泥 石和透辉石，次为菱铁矿、绢云母和萤石。表4 列 出了矿石中主要矿物含量。 表4 矿石中主要矿物的含量 质量分数 ／％ ①收稿日期2 0 1 2 - 1 2 - 1 0 作者简介王利珍 1 9 8 6 ． ，女．湖南郴州人，助理工程师，硕士研究生，主要从事工艺矿物学研究 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 3 金属硫化物的产出形式【l 】 黄铜矿分布广泛，粒度不均匀，一般o ．0 1 ～O ．8 m m 。常呈不规则状或细脉状，沿闪锌矿、磁黄铁矿、 毒砂和黄铁矿的边缘及裂隙充填交代，部分呈不规 则粒状以浸染状的形式分布于脉石中 见图1 ～2 。 黄铜矿的能谱微区成分分析结果见表5 。 图1 不规则状黄铜矿 C h 沿闪锌矿 S p 、磁黄铁矿 P h 边缘 及粒间充填交代，G ～脉石反光 图2 形态较为复杂的不规则状黄铜矿 C h 沿毒砂 A r 粒间 充填交代，P h ～磁黄铁矿，G ～脉石反光 表5 黄铜矿的能谱微区成分分析结果 质量分数 ／％ 由表5 可知矿石中黄铜矿混有少量的Z n ，平 均含C u3 3 ．5 9 ％和Z n0 ．8 5 ％。 闪锌矿根据镜下特征，可将矿石中闪锌矿分为 普通闪锌矿和铁闪锌矿两种。普通闪锌矿，透射光 下淡黄褐色，反射光下呈灰白色，内反射色多为较 混浊的黄褐色或淡红褐色，晶粒内部常包含少量由 固溶体分离作用析出的乳滴状黄铜矿微粒，主要呈 不规则粒状以浸染状的形式分布在脉石中，沿边缘 可见细粒毒砂，晶体粒度极不均匀，粗者大于1 ．5 m m ，细小者小于0 ．0 2m m 。铁闪锌矿透射光下为透 明程度较差的红褐～黑褐色，反射光下微带淡青色， 具深红褐色的内反射色，内部的固溶体析出物除黄 铜矿以外，亦常见乳滴状磁黄铁矿微粒分布。总体 而言，矿石中闪锌矿主要呈不规则状集合体沿磁黄 铁矿、毒砂等其它金属硫化物的粒间、边缘充填， 粒度0 ．0 5 “ - - - 1 ．0m m 见图3 “ - 4 。普通闪锌矿和铁闪 锌矿的能谱微区成分分析结果见表6 。由表6 可知 不论是普通闪锌矿还是铁闪锌矿中均普遍含有铜， 其中普通闪锌矿中平均含C u0 ．1 1 ％和z n5 8 ．4 5 ％、 铁闪锌矿中平均含C u0 ．1 2 ％和Z n5 4 ．1 7 ％。 其他金属硫化物主要包括磁黄铁矿、黄铁矿和 毒砂。其中磁黄铁矿分布不均匀，自形～半自形板 片状或粒状，常呈浸染状嵌布在脉石中，粒度粗者 图3内部含有少量乳滴状黄铜矿 黄色 的自形等轴粒状普 通闪锌矿 S p 呈稠密浸染状与脉石 G 镶嵌反光 图4 微细粒磁黄铁矿 P h 呈交代残余散布在铁闪锌矿 S p 中，黑色～孔洞反光 万方数据 第3 3 卷 王利珍等广西某铜矿石中铜锌的赋存状态研究4 5 表6闪锌矿的能谱微区成分分析结果 质量分数 ，％ 表7 其他金属硫化物的能谱微区成分分析结果 质量分数 脱 可达4 ．0m m 左右；部分呈不规则状集合体分布于 闪锌矿、黄铜矿、毒砂、黄铁矿的粒间、边缘及裂 隙中，粒度变化于O ．0 1 ～1 ．5m m 之间。黄铁矿，自 形～半自形粒状，集合体为团块状或细脉状，沿粒 间、边缘或裂隙常见黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿及 毒砂充填交代，粒度粗者可达1 ．5m m ，一般介于 0 ．0 5 ～0 ．1m m 之间。毒砂，自形～半自形板柱状或 粒状，常呈不同程度的浸染状产出，与闪锌矿、黄 铜矿、磁黄铁矿等其它金属硫化物的交生关系较为 密切，粒度粗者可达1 ．5m m 以上，一般O ．1 ～1 ．0 m m 。磁黄铁矿、黄铁矿和毒砂的能谱微区成分分 析结果见表7 。 由表7 可知，磁黄铁矿、黄铁矿及毒砂中均普 遍混入了少量C u 和Z n ，其中磁黄铁矿中C u 和Z n 分别为O ．1 2 ％和0 ．6 0 ％，黄铁矿中C u 和Z n 分别为 0 ．1 0 ％和0 ．5 1 ％，毒砂中C u 和Z n 分别为O ．3 6 ％和 1 ．1 4 ％。 综上所述矿石中铜、锌赋存状态规律基本相 同，主要是以金属硫化物．黄铜矿、闪锌矿的独立矿 物形式存在；且根据矿石中磁黄铁矿、黄铁矿以及 毒砂的形成特性，可以认为矿石中部分铜和锌是以 机械混入的形式存在于这些矿物中的。 4 元素的一元线性回归分析 为了更简要地说明矿石中C u 和Z n 的存在形 式，根据表5 ～7 数据对黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、 黄铁矿、毒砂中C u ．S 、C u - Z n 以及Z n ．S 的相关性 万方数据 4 6矿冶工程 第3 3 卷 进行一元线性回归分析 表8 ，宏观判断C u 和Z n 赋存状态。 表8 矿石中主要矿物的元素线性回归分析结果 由表8 司知 1 1 黄铜矿中C u ．S 的相关系数较高，达一0 ．8 8 5 0 ， 此时铜是以独立矿物相黄铜矿赋存的；而其他矿物 中C u ．S 的相关系数均较低，多在0 ．3 以下，二者之 间影响较小，这些矿物中C u ．S 则是以机械混入的 形式存在的。 2 矿石中除普通闪锌矿、铁闪锌矿中Z n ．S 的 相关系数较高，分别为- 0 ．8 1 3 8 和0 ．7 7 3 3 外，其他 矿物中C u ．Z n 以及Z n ．S 之间的相关系数均较低， 所以锌的赋存规律与铜基本相似，部分以独立矿物 相闪锌矿 包括普通闪锌矿和铁闪锌矿 的形式产 出；部分以机械混入物存在于黄铜矿、磁黄铁矿、 黄铁矿以及毒砂中。 5 元素的分布及平衡计算 前面对矿石中铜与锌元素的赋存状态已有较深 入的了解，为进一步查明它们在矿石中的分布特点， 根据矿石中主要矿物的含量以及各矿物中铜、锌的 品位进行了平衡计算，结果分别列于表9 和表1 0 。 表9 矿石中铜的平衡计算结果 注原矿铜品位0 ．I8 ％，平衡系数1 ．0 6 。 表l O 矿石中锌的平衡计算结果 注原矿锌品位3 ．5 4 ％，平衡系数O ．9 6 。 由表9 、1 0 可知 1 1 矿石中铜的存在形式有两种一是以独立的 铜矿物黄铜矿的形式出现，分布率达8 1 ．7 7 ％；二是 呈机械夹杂物分布于闪锌矿、毒砂、磁黄铁矿和黄 铁矿等其它金属硫化物中，合计分布率为1 3 ．6 2 ％。 2 锌的赋存形式亦可分为两种一是呈独立的 锌矿物闪锌矿的形式存在，分布率达9 1 ．5 9 ％二是 呈机械夹杂物分布于黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂和黄 铁矿中，分布率合计为2 ．0 0 ％。 6 结语 矿石中铜多呈独立矿物相黄铜矿的形式产出， 部分以机械混入的形式存在于闪锌矿、毒砂、磁黄 铁矿和黄铁矿等其它金属硫化物中；且矿石中锌赋 存规律与铜大致相同，主要是以普通闪锌矿及铁闪 锌矿等独立矿物赋存，其次呈机械混入物存在于黄 铜矿、磁黄铁矿、毒砂和黄铁矿中。 参考文献 【l 】曹佳宏，程希翱．江西省七宝山多金属矿中钴的赋存状态【c 蛸三 届全国工艺矿物学学术会议论文集．1 9 8 5 6 3 - 6 7 ． 万方数据