內蒙古某含銅鉛精礦銅鉛分離礦物學影響因素研究

陳巧妹 周 浩 朱志偉

（長沙礦山研究院有限責任公司）

隨著社會工業化進程的加快，銅礦產品廣泛應用于工業、國防、軍工、建筑、現代農業等領域［1-2］。我國銅礦床多具有小規模礦多、大型礦床少、貧礦多、富礦少等特點，且我國大部分地表、淺地表銅礦資源已被勘查開采，為緩解銅礦資源消耗快、短缺壓力大的情況，越來越多的選礦科研工作者對鉛、鉍等精礦產品中混入的銅進行綜合回收利用［3］。為此，內蒙古某銅多金屬礦在已有研究的基礎上［4］，通過化學多元素分析、物相分析、光學顯微鏡觀察、MLA 等多種分析手段，對含銅鉛精礦進行了工藝礦物學研究［5-8］，查明了含銅鉛精礦的化學組成、礦物組成及含量、銅鉛的嵌布特征及解離度特征，并對影響銅鉛分離的礦物學因素進行分析研究，為銅鉛分離選礦試驗研究提供指導。

1 礦石的礦物成分

1.1 化學多元素分析

對內蒙古某選廠含銅鉛精礦進行取樣，烘干、混勻后進行化學多元素分析，結果見表1。

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由表1可知，礦樣中可供選礦富集回收的元素主要為鉛和銅，含量分別為72.58%和0.81%；在目前的經濟技術條件下，主要對鉛、銅進行分離回收，以達到富集有用礦物的目的。

1.2 銅物相分析

對礦樣進行銅物相分析，結果見表2。

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由表2可知，礦樣中的銅主要賦存在原生硫化銅和次生硫化物中，二者合計占有率85.19%，這為采用浮選工藝分選含銅鉛精礦中銅礦物時銅的最大理論回收率。

1.3 礦物組成及含量

經光學顯微鏡鏡下鑒定和MLA（礦物參數自動分析系統）測定綜合研究查明，含銅鉛精礦的組成礦物主要為方鉛礦，少量閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦，微量礦物有白鉛礦、磁黃鐵礦、鉛鐵礬、磁鐵礦、輝鉬礦等，主要礦物的含量統計結果見表3。

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2 主要礦物的產出形式

2.1 方鉛礦

方鉛礦以自形-半自形粒狀為主，少量呈他形粒狀或不規則粒狀，粒度細小，粒度一般為0.01～0.10 mm，個別粗粒者粒徑達0.15 mm。方鉛礦以單體為主，富連生體次之，二者累計占比約96%。方鉛礦在含銅鉛精礦中的主要分布形式有2種，一類以單體形式分布，以自形-半自形為主，少量呈不規則粒狀，粒度為0.01～0.10 mm；一類與其他礦物連生，占總方鉛礦的12%左右。方鉛礦主要與閃鋅礦、黃鐵礦連生，少量方鉛礦與磁黃鐵礦、脈石礦物、黃銅礦等連生，連生關系依次減弱，連生體接觸界線常呈平整線狀、港灣狀、彎曲狀等。方鉛礦與其他礦物以毗鄰鑲嵌為主，少部分沿閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等裂隙、孔洞或內部鑲嵌，整體上方鉛礦的嵌布關系復雜（圖1～圖4）。

2.2 黃銅礦

黃銅礦的粒度細小，約90%的黃銅礦粒度為0.01～0.10 mm，偶見黃銅礦粒度可達0.15 mm。黃銅礦在含銅鉛精礦中的主要分布形式分為以下2 種。一類以單體形式分布，占總黃銅礦的40%左右，以他形粒狀或不規則粒狀為主，粒度主要為0.01～0.15 mm；一類與閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物及其他脈石礦物連生，占總黃銅礦的60%左右，以黃銅礦富連生體為主，單體+富連生體約占86%。黃銅礦主要與閃鋅礦、黃鐵礦連生，少量與方鉛礦、磁黃鐵礦、脈石礦物等連生，連生關系依次減弱。大部分黃銅礦沿閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦等邊緣嵌布，形成毗鄰結構，這類連生體嵌布關系較為簡單；少量黃銅礦沿閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦等裂隙或孔洞分布，連生體接觸界線有時呈港灣狀，這類連生體嵌布關系較為復雜；少量黃銅礦分布在閃鋅礦內部，呈包含結構（圖5～圖6）。整體來看，黃銅礦以單體+富連生體為主，連生關系略復雜于方鉛礦的連生關系。

2.3 閃鋅礦

閃鋅礦呈不規則粒狀，粒度一般介于0.014～0.10 mm。閃鋅礦在含銅鉛精礦中的主要分布形式分為以下2種。一類以單體形式分布，約占總閃鋅礦的30%，自形-半自形粒狀、他形粒狀或不規則粒狀均有分布，粒度主要為0.02～0.15 mm；一類與金屬礦物及其他脈石礦物連生，占總閃鋅礦的70%左右，以閃鋅礦富連生體為主，常與方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、脈石礦物等構成緊密的交生關系，且與前3 種礦物的連生關系最為密切，構成較為復雜的鑲嵌關系。粒度較粗的顆粒中常包裹粒度0.01 mm 以下的黃銅礦及其他金屬硫化物，部分則呈不規則粒沿方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦等邊緣、粒間及孔洞充填，粒度不甚均勻（圖7～圖8）。

3 主要有用礦物的嵌布粒度及解離度分析

3.1 方鉛礦和黃銅礦的嵌布粒度

將含銅鉛精礦烘干、混勻后，取樣制光片，采用光學顯微鏡和MLA（礦物參數自動分析系統）測定方鉛礦、黃銅礦的嵌布粒度，統計結果見表4。

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由表4 可知，含銅鉛精礦的礦物粒徑總體很小，-0.074 mm 含量占90%以上；方鉛礦、黃銅礦的嵌布粒度主要處于0.01～0.10 mm，屬細粒級嵌布范疇；黃銅礦嵌布粒度整體微粗于方鉛礦，-0.014 mm 較難選粒級占有率12.17%，這部分黃銅礦多分布在黃鐵礦、磁黃鐵礦孔洞中或以包裹體形式分布于閃鋅礦中。

3.2 方鉛礦和黃銅礦的解離特征分析

利用光學顯微鏡和MLA 對含銅鉛精礦中的方鉛礦、黃銅礦的解離度進行統計分析，測定結果見表5。

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由表5 可知，方鉛礦的單體解離度高達88.18%，僅11.82%的方鉛礦與閃鋅礦、黃銅礦等連生，解離情況很好；黃銅礦的單體解離度僅為40.33%，45.90%的黃銅礦以富連生形式與閃鋅礦、方鉛礦等連生，二者合計86.23%，整體解離情況良好；閃鋅礦的單體解離度為29.77%，加上富連生體（目的礦物大于3/4）合計值為76.21%，常與方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦連生，解離情況一般。

4 影響銅鉛選別的礦物學因素分析研究

（1）有機碳影響。含銅鉛精礦中含有一定量的有機碳，約0.55%，有機碳質粒度極為細小，常在1μm以下，可浮性好，易附著在方鉛礦、黃銅礦等礦物表面，改變原礦物的可浮性，不利于將銅礦物從含銅鉛精礦中分離選出。

（2）嵌布粒度及解離情況。含銅鉛精礦中各礦物嵌布粒度細小，一般為0.01～0.10 mm，-0.074 mm粒級含量占90%以上，屬細粒級嵌布范疇，較利于選礦回收；但少量粒度小于0.01 mm，且嵌布于閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦或脈石礦物中，增加了銅、鉛分離難度。方鉛礦的單體解離度高達88.18%，黃銅礦的單體+富連生體占比為86.23%，整體解離情況良好，有利于銅、鉛分離。

（3）嵌生關系。方鉛礦主要與閃鋅礦、黃鐵礦連生，少量與磁黃鐵礦、脈石礦物、黃銅礦等連生。黃銅礦主要與閃鋅礦、黃鐵礦連生，少量與方鉛礦、磁黃鐵礦、脈石礦物等連生。方鉛礦-黃銅礦連生體占比低，有利于銅、鉛分離。

5 結論

（1）據已有研究結果可知，鉛精礦中銅含量越低，銅、鉛分離難度越大，內蒙古某選廠含銅鉛精礦中銅含量0.81%，銅含量偏低，給銅、鉛分離增加了分選難度。前期選鉛作業時，加入了少量活性炭，導致精礦中的有機碳含量為0.55%，開展銅、鉛分離選礦作業前，需進行脫碳作業以降低其對黃銅礦和方鉛礦可浮性的影響。

（2）綜合考慮該含銅鉛精礦的礦物含量、礦物性質、嵌布粒度、主要礦物的可浮性等經濟因素，不優先考慮再磨。但由于黃銅礦單體解離度僅為40.33%，因此選礦試驗中，需要密切關注不同時段產出的含銅鉛精礦中銅礦物的含量、嵌布粒度、解離度、連生關系等，不排除考慮采用再磨以提高銅礦物的單體占比，從而達到將銅礦物從含銅鉛精礦中有效分離出來的目的。同時，閃鋅礦與黃銅礦、方鉛礦連生關系密切，可能對銅精礦品質產生不利影響。