湖南郴州某银多金属矿工艺矿物学分析.pdf

第 6卷第 3期 2 0 1 6年 6月 有 色金属工程 No n f e r r o u s M e t a l s Eng i ne e r i n g Vo 1 ． 6．No ． 3 J u n e 2 0 1 6 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 2 0 9 5 1 7 4 4 ． 2 0 1 6 ． 0 3 ． 0 1 3 湖南郴州某银多金属矿工艺矿物学分析 余新 阳 ，阮华 东 ，曾 安 ，魏新安 ，肖 云 ，李立 清 1 ． 江西理工大学 江西省矿业工程重点实验室， 江西 赣州 3 4 1 0 0 0； 2 ． 西部矿业股份有限公司 青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室， 西宁 8 1 0 0 0 1 摘 要 针对某银多金属矿矿物组成种类繁多、 矿石性质复杂、 选矿难度大、 选矿指标不理想等问题， 开展工艺矿物学研究 ， 分析 原矿矿物组成 、 有价组分种类 、 矿石结构构造及赋存状态 ， 并在 此基础上进行探索性选矿试验研究 。结果 表明 ， 该矿主要 有价金属 为铜铅锌银 ， 主要金属矿物有黄铜矿 、 方铅矿、 闪锌矿及黄铁 矿， 银 金属主要赋存 于黄铜矿与 方铅矿 中， 探 索性浮选 试验较好 地实 现该银铜铅锌多金属矿浮选分离富集。 关键词 银多金属矿； 工艺矿物学； 综合利用 中图分类 号 T D 9 1 3 ； T D 9 5 3 ； T D 9 5 2 文献标志码 A 文章编号 2 0 9 5 ． 1 7 4 4 2 0 1 6 0 3 - 0 0 5 5 - 0 5 M i ne r a l o g i c a l An al ys i s o f a Sl i v e r Po l y m e t a l l i c Or e i n Che nz ho u o f Hun a n YU Xi n ． y a n g ， ，RUAN Hu a ． do n g ，ZENG An ，WEI Xi n a n ，XI AO r u n ，L I Li q i n g‘ 1 ． J i a n g x i P r o v i n c e K e y L a b o r a t o r y o f Mi n i n g E n g i n e e r i n g ， J i a n g x i U n i v e r s i t y of S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ，G a n z h o u ， J i a n g x i 3 4 1 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ． Q i n g h a i P r o v i n c e Key L a b o r a t o r y of Mi n e r a l P r o c e s s i n g a n d C o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o n i n t h e P l a t e a u ，W e s t e r n Mi n i n g C o ．L t d ． ， X i n i n g 8 1 0 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t Th e p r o c e s s mi n e r a l o g y o f a p o l y me t a l l i c o r e i s i n v e s t i g a t e d f o r s o l v i n g t h e p r o b l e ms o f t h e mi n e r a l c o mp o s i t i o n wi t h g r e a t v a r i e t y mi n e r a l s ， t h e c o mp l i c a t e d p r o p e r t i e s， t h e d i ffic u l t for flo a t i n g s e pa r a t i o n，a n d t he u ns a t i s f a c t o r y flo a t a t i o n i n d e x ． Th e mi ne r a l c o mp o s i t i o n r v a l u a b l e c o mp o n e n t s ，o r e s t r u c t u r e a n d o c c u r r e n c e s t a t e a r e a n a l y z e d ． An d t h e e x p l o r a t o r y mi n e r a l p r o c e s s i n g e x p e r i me nt s a r e c o n du c t e d ． T he r e s u l t s s h o w t h a t t h e p r i n c i p a l v a l u a bl e c o mp o n e n t s a r e Ag，Cu，Pb a n d Zn，a n d t h e p r i n c i p a l me t a l l i c mi ne r a l s a r e c h a l c o p y r i t e， g a l e n a， s p h a l e r i t e a n d p y r i t e i n t h e Ag p o l y me t a l l i c o r e ． An d t h e mo s t p a rts o f Ag p r e s e nt s wi t h i n c h a l c o p y r i t e a n d g a l e n a ． I n t h e e x p l o r a t o ry t e s t ，t h e me t a l l i c s u l f i d e mi n e r a l s a r e s u c c e s s f u l l y s e p a r a t e d b y f l o t a t i o n a n d t h e s a t i s f a c t o ry mi n e r a l p r o c e s s i n g i n d e x i s a - c h i e v e d． Ke y wo r d sAg po l y me t a l l i c o r e；p r o c e s s mi ne r a l o g y；c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n 复杂多金属硫化矿矿物种类繁多 ， 有价元素含 量 变 化较 大 ， 构 造多 种多 样 ， 矿 物 之 间共 生关 系极 为 密切 ， 属难选矿石⋯。华金仓等人针对某复杂难选 多金属硫化矿 ， 以 B K 9 0 5和 B K 9 0 6为捕 收剂 ， 采用 一 段细磨一铅粗精矿再磨 的铜一铅一锌优先浮选工 艺流程， 小型闭路试验获得铜精矿品位 1 8 ． 2 3 ％、 回 收 率 8 4 ． 8 2 ％，铅 精 矿 品 位 6 6 ． 3 5 ％、回 收 率 收 稿 日期 2 0 1 5 -08 - 2 9 基 金 项 目 国家 自然 科学 基金 资助 5 1 3 0 4 0 8 5， 2 1 4 0 6 0 9 7 ； 江 西省 教育厅项 目 G J J 1 2 3 6 3 作 者简 介 余新阳 1 9 7 9 ． ， 男， 江西鹰潭人， 副教授， 博士， 主要从 事矿物加工等方面的研究 。 8 0 ． 7 8 ％ ， 锌精 矿 品位 4 5 ． 1 6 ％ 、 回收 率 8 4 ． 0 4 ％ 的 选 矿 指标 。江 西 某 铜 硫 钨 多 金 属 矿 主 要 金 属 矿 物 是 黄 铜 矿 、 磁 黄 铁 矿 和 白钨 矿 ， 采 用 磁 选 脱 硫一 铜 硫 混合浮选． 白钨浮选工艺流程可很好地实现该矿 的 综合利用 。对江西多处复杂 多金属矿进行 的选 矿 试验 均获 得 了理想 的结 果 。 。 某银多金属矿位于湖南省郴州市境 内， 区内矿 产 丰 富 ， 以银 、 铜 、 铅 、 锌 等多 金 属 矿床 为 主 ， 属 典 型 的复杂难 选 多金 属硫 化矿 。截 止 2 0 1 1年 6月底 ， 矿 山保有 1 2 2 b3 3 3类矿石 量 1 5 3 7万 t ， 金属量 银 1 2 6 3 t 、 铜 1 1 ． 5 9万 t 、 铅 2 1 ． 5 3万 t 、 锌 2 4 ． 4 9万 t 。 矿山原生产规模年处理矿石量 2 5万 t ， 但 由于矿石 性质复杂， 矿 山没有进行深入 系统原矿工艺矿物学 5 6 有色金属工程 第 6卷 研究 ， 因此 ， 资源 综 合 利用 水 平 较 低 ， 有 用 矿 物 选 矿 指 标一 直 不理 想 ， 目前 矿 山处 于停 产 状 态 。矿 山原 选矿工艺流程为 首先进行铜铅混合浮选 ， 产出铜铅 混合精矿 ， 铜铅混合精矿再进行铜铅分离产 出铜精 矿和铅精矿 ， 银主要富集 于铜精矿和铅精矿中得 以 回收， 铜铅混合 浮选尾矿进行锌浮选。其 中铜铅混 合 浮选 以石灰 为 p H 调整 剂 、 丁 基 黄 药为 捕 收 剂 、 硫 酸锌和少量氰化物为抑制剂 ， 铜 铅分离 以重铬酸钾 为抑制剂进行抑铅浮铜 ， 锌浮选 以石灰为抑制剂 、 硫 酸铜为活化剂 、 丁基黄药为捕 收剂 。相应 的生产指 标为 铜 精 矿 中铜 品位 约 1 7 ％、 铅 锌 含 量 共 计 约 2 0 ％ ， 铅 精 矿 中 铅 品 位 约 3 2 ％ 、 铜 锌 含 量 累 计 约 1 5 ％ ， 铅 精 矿和铜 精 矿 中银 回收 率共 计 约 7 7 ％ 。 由 此可 见 ， 其 中存 在 的 主要 问题 为 铜铅分 离 不彻底 、 银 回收率低 ， 浮选过程中使用氰化物、 重铬酸钾等有毒 物质 ， 环境保护压力大等。 为提高各有价金属综合利用率 、 减轻矿 山环境 污染 、 增强矿山综合经济效益 ， 针对该银铜铅锌多金 属矿开展详细的工艺矿物学研 究， 并在此基础上进 行探索性选矿试验， 为该银 多金属矿的开发利用提 供理论和技术支持。 l 原矿成 分 原矿化学成分如表 1所示 。由表 1可知 ， 原矿 含 铜 0 ． 6 7 ％ 、 铅 1 ． 2 6 ％ 、 锌 1 ． 4 6 ％ 、 银 7 3 g ／ t 、 硫 2 ． 6 7 ％ 、 二 氧 化 硅 6 3 ． 1 8 ％ 、 三 氧化 二 铝 5 ． 0 4 ％ ， 即 主要 有价 组分 为铜 、 铅 、 锌 、 银 以及硫 ， 主要脉石 矿 物 为石 英 和铝硅 酸盐 矿物 ， 属银 铜铅 锌 多金属硫 化 矿 。 表 1 试 样 化学成 分 Ta b l e 1 Ch e mi c a l c o mpo s i t i o n o f s a mp l e ／％ 1 单位为 g ／ t ， 下同。 2 矿 物 组 成 显 微镜 观察 发 现 ， 原 矿 主要金 属矿 物有 闪锌 矿 、 方铅矿 、 黄铜矿 、 黄铁矿等 ， 含少量黝铜矿 、 斑铜矿 、 铜蓝 、 磁铁矿 、 赤铁矿 、 褐铁矿、 毒砂 、 磁黄铁矿 ， 微量 黑钨矿 、 白钨矿 、 锡石、 辉锑矿等。主要脉石矿物有 石英 、 绿 泥 石 、 绢 云母 、 长 石 、 萤石 、 高 岭石 、 重 晶石 、 透 闪石 等 。 根据显微镜下鉴定 、 试样多元素分析以及矿物 成分分析推算原矿中各矿物相对含量如表 2所示。 表 2试样 矿 物组成 Ta b l e 2 Mi n e r a l c o mp o s i t i o n o f s a mpl e ／％ 金属矿物 脉 石矿物 矿物 估量 矿物 估量 黄铜矿 、 斑铜矿 、 黝铜矿2 ． 2 0 石英4 9 ． 0 闪锌矿 2 ． 1 0 绿泥石 、 绢云母 、 高岭石2 7 ． 0 方铅矿 1 ． 4 0 角闪石 、 闪透石 3 ． 0 黄铁矿 、 磁黄铁矿 1 ． 2 0 白云石 、 方解石4 ． 0 毒砂0 ． 1 1 萤石 2 ． 3 磁铁矿 、 赤铁矿 、 褐铁矿0 ． 2 0 其他 1 ． 0 总量 7 ． 2 1 总量8 6 ． 3 3 矿石 结构构造分析 为了解原矿矿石结构构造 ， 挑选部分代表性好 的矿块进行光片分析 ， 结果如图 1 所示。 由图 1中的照片 1可知 ， 毒砂闪锌矿矿石成半 自形一 他形 晶粒结构 ， 浸 染一 交代 构造 ， 岩石 中 的金 属 矿 物 主 要 为 黄 铁 矿 、 毒 砂 ， 次 为 闪锌 矿 、 黄铜 矿 。 毒砂 呈半 自形一 他 形 柱 状 或 他 形 粒 状 ， 粒 径 0 ． 2～ 2 ． 4 m m， 交代黄铁矿 ， 部分与黄铁矿构成连 晶产出。 黄铁 矿他 形粒 状 ， 粒 径 0 ． 4～1 ． 2 m m， 分 布 不 均 匀 。 闪锌矿呈不规则浸染状 ， 分布不均匀 ， 局部富集 ， 含 有较多的乳滴状黄铜矿， 为 固溶体分离物 ， 黄铜矿粒 径 0 ． 0 2 0 ． 2 mm。岩 石 中的金 属 矿 物 分 布 普 遍 不 均 匀 ， 有 局部 富集 现象 。 照片 2显示 ， 闪锌矿成 自形一他形 晶粒结构 ， 浸 染状构造 ， 岩石 中的金属 主要为黄铁矿 ， 次为 闪锌 矿 、 毒砂 ， 含少量的黄铜矿。黄铁矿呈他形粒状 ， 粒 径 0 ． 2～ 0 ． 4 mm， 浸染 状产 出 。闪锌矿 呈不 规则 形 ， 呈集合体产出， 集合体粒径 1 ． 0～ 3 ． 0 mm， 局部交代 黄铁 矿 。毒砂 呈半 自形 柱 状 、 不 完整 菱 形 或 不 规 则 形 ， 粒径 0 ． 0 5～ 0 ． 2 0 l n m， 局部与黄铁矿构成 连晶。 黄铜矿大部分呈乳滴状产于闪锌矿 中， 为固溶体分 离物， 粒径 0 ． 0 2～0 ． 0 4 mi l l ， 少量部分呈单体产出 ， 呈他 形 粒状 ， 粒径 0 ． 8 mm。 如照片 3所示 ， 铜铅锌矿石成他形晶粒结构 ， 浸 染一条带状构造岩石中的金属矿物主要为闪锌矿 ， 5 8 有色金属工程 第 6卷 2 铅 。铅 的赋 存状 态 分析 如表 4所示 。由表 4 可知 ， 铅绝大部分 以方铅矿形式存 在 ， 占 9 2 ． 8 6 ％ ， 其次 以白铅矿形式存在 ， 占4 ． 1 3 ％ ， 铅矾等其他铅 累计 占 3 ． O 1 ％ 。 表 6银 赋存 状态 Ta b l e 6 Oc c ur r e nc e s t a t e s o f s i l v e r 表 4 铅 的赋 存 状态 T a b l 。 4 0 玳 。 0 f l d ／ ％ 5 探 索性选矿试验 结果 3 锌 。锌 的赋 存状 态分 析 如表 5所示 。由表 5 可知 ， 锌 主要 以硫化锌形式存在 ， 占 8 9 ． 0 4 ％， 其次 以 氧 化 性 形 式 存 在 ， 占 7 ． 5 4 ％ ， 其 他 锌 累 计 占 3 ． 4 2 ％。非硫化 锌约 占锌 总量 的 1 0 ． 9 6 ％ ， 这会在 一 定程度降低锌浮选 回收率。 表 5 锌 的赋 存状 态 Ta b l e 5 0c c u r r e nc e s t a t e s o f z i n c ／％ 4 银 。银在各种重要矿物中的分配情况如表 6 所示 。由表 6可知 ， 银主要赋存 于黄铜矿与方铅矿 中， 累计 占 9 0 ． 0 8 ％， 其 他 矿 物 中赋 存 的银 约 占 9 ． 9 2 ％ 。从银的在各主要矿 物中分 配情况 可知 ， 铜 铅浮选效果是影响银 回收率的重要因素。 在原矿工艺矿物学特征研究基础上进行探索性 选矿试验。该矿为银多金属硫化矿 ， 其 中银主要赋 存于黄铜矿与方铅矿 中， 原矿铜银组分价值较大、 铅 锌 相对 较低 。因此 ， 选矿 方案设 计 必须在 确保 铜 、 银 高效 回收的前提下 ， 综合 回收铅锌。所以， 为降低选 矿成本 、 提高铜银 回收率 、 降低铜铅分离难度， 探索 试 验研 究 采用一 段磨 矿 、 铜铅 混浮 、 铜铅 混合 浮选精 矿进行铜铅分离、 铜铅混浮尾矿进行锌浮选 的工艺 流程 ， 银主要富集于铜精矿和铅精矿中， 其中一段磨 矿细度为 一7 4“ m占 7 5 ％ ， 铜铅混合 浮选 以捕收力 强的丁基黄药和选择性好的乙硫氮为组合捕收剂、 碳 酸钠 为调整 剂 、 硫 酸锌 和 亚硫酸 钠 为组合 抑制 剂 ， 铜铅分离采用活性 炭脱药 ， 以硫 酸锌、 亚硫 酸钠及 C MC为组合 抑制剂进行无氰铜铅分 离。锌浮选 以 石灰为 p H调整剂和黄铁矿抑制剂 、 以硫酸铜作为 锌 矿物 的活 化剂 、 以丁基黄 药为捕 收 剂 、 松 醇油 为起 泡 剂 ， 同时 ， 考虑 到 原矿 锌 品位 不 高 ， 进 行 四 次精 选 作业 。探索性试验结果如表 7所示 。 表 7 全 闭路 流程试 验 结果 Ta bl e 7 Re s u h o f c l o s e d c i r c u i t t e s t ／％ 由表 7可知 ， 在给矿品位铜 0 ． 6 7 ％、 铅 1 ． 2 6 ％、 锌 1 ． 4 6 ％ 、 银 7 3 g ／ t的 条 件 下 ， 获 得 铜 品 位 2 7 ． 2 2 ％、 铜 回收率 8 6 ． 5 4 ％ 、 银 品位 1 3 7 6 g ／ t 的铜 精矿 ， 铅 品位 5 6 ． 3 7 ％ 、 铅 回收率 8 2 ． 3 2 ％ 、 银 品位 1 8 9 5 g ／ t的 铅 精 矿 ， 锌 品 位 5 3 ． 2 2 ％、回 收 率 7 8 ． 0 1 ％的锌精矿。银在铜精矿和铅精矿 中的总回 收率为 8 7 ． 9 1 ％。试验结果很好地验证 了原矿工艺 矿物 学研 究结 果 。 6 结 论 原矿主要组分 含量为铜 0 ． 6 7 ％、 铅 1 ． 2 6 ％ 、 锌 1 ． 4 6 ％ 、 银 7 3 g ／ t ， 硫 2 ． 6 7 ％ ， 有 价金 属为铜 铅锌 银 。 矿石 中 8 2 ． 0 9 ％ 的 铜 以 原 生 硫 化 铜 形 式 存 在 ， 1 6 ． 4 2 ％的铜以次生硫化铜形式存在 ， 次生硫化铜 的 存在增加该矿浮选分离难度 。铅绝大部分以方铅矿 形式存在。8 9 ． 0 4 ％ 的锌以硫化锌形式存在 ， 非硫化 下转 第 7 2页 ， C o n t i n u e d o n P 7 2 7 2 有色金属工程 第 6卷 银、 铅 、 锌 为主 ， 伴 生镉、 铜 、 砷 、 锑 、 汞 等元素异 常。 异常互相套合 ， 呈北西 向带状分布 于铅锌银矿体上 和含铅锌矿化带上。所以， 矿区的地球化学异常是 砂岩型铅锌矿体的间接标志。 5 ． 4地 球 物理异 常标 志 错纳矿区开展 的激电 中梯剖面测量 ， 剖面主要 设 于 T a 石英 砂 岩 ， 含 长石 石英 砂 岩 夹 泥粉 砂 岩 地层中。共圈定 出 5处异常 ， 整体呈北 西走 向。1 号异常带 ， 长约 2 4 5 0 m， 宽 2 0～6 0 m， 与已知 Ⅱ号 矿体部分重合 。2号异常带 ， 长约 4 0 0 0 m， 宽 3 0～ 9 0 m， 激 电 5 0 0线 上与 o 0勘 查 线地 表 见 矿 相 吻合 。 3号异 常长 约 5 9 0 0 m， 宽 约 3 0～9 0 m， 异 常北 端 见 矿 ， 异 常南端 与 已知 I 号矿 体重 合 。所 以 ， 矿 区 的激 电中梯视 极 化率 异 常 是砂 岩 型铅 锌 矿体 的 间接 标 志 6 结 论 三叠 系上 统 阿堵 拉 组 T a 硅 化 砂 岩 地 层 是 矿区铅锌矿体主要赋存层位 ， 硅化石英砂岩是 主要 的地层标志。断层破碎带 中构造角砾岩 ， 往往伴 随 着 较 强 的黄铁 矿 化 、 褐铁 矿化 、 硅 化 等蚀 变 现 象 ， 在 地 表 表现 为负 地形 和形 成 红 褐 色 的 氧 化带 ， 为地 表 找矿直接标 志。矿 区主要 的激 电中梯视极 化率异 常 、 地球化学异常是砂岩型铅锌矿体的间接标志。 参考 文献 [ 1 ]李伟 ，刘显凡 ， 冯德 新 ， 等．藏东 昌都地 区夏雅岩体 特征 及 成 矿 作 用 [ J ] ．新 疆 地 质 ，2 0 1 3 ，3 1 4 34 6 3 5 2． [ 2 ]潘 桂棠 ，陈智梁 ， 李 兴振 ，等．东特提斯地 质构造形成 演化 [ M] ．北京 地质出版社 ， 1 9 9 7 1 7 3 2 ． [ 3 ]潘桂棠 ， 徐强 ， 侯增谦 ，等．西南“ 三江” 多岛弧造 山 过程成矿 系 统 与资 源评 价 [ M] ．北 京 地质 出版 社 ， 2 0 031 5 23． [ 4 ]张金树 ， 多吉 ， 何政伟 ，等．三江成矿带藏东段斑岩 铜矿找 矿前景 预测 [ J ] ．有色 金属 矿 山部分 ， 2 0 1 1 ， 6 3 3 2 9 3 3． [ 5 ]罗建 宁 ， 杜德勋 ，惠 兰，等．西南三江地 区沉积地质 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