铜铅锌混合精矿的矿物学特征分析

铜铅锌混合精矿的矿物学特征分析

寻新寨

湖南省水文地质环境地质调查监测所 湖南 株洲 412000

摘要：本文对混合精矿中的矿物质特性和单体解离度进行分析，主要包括矿物元素含量、物相组成、矿物组成等，选用的检测方式是矿物解离度分析（MLA）及化学分析法和X射线衍射法，目的是对这类型的混合精矿提供分析数据，并且给铜铅锌硫化矿的富集和高效分离提供一个研究思路。

关键词：混合精矿；矿物解离度分析；单体解离度

如今在矿物工艺领域中，原矿的处理方式在逐渐进步，并且有了新型的测试技术，而在冶炼、地质和选矿等技术行业中，离不开工艺矿物学研究。工艺矿物学研究在选矿过程中主要对矿石的结构原理和矿物组成以及物质成分进行化学和物理性质的分析，主要提供的依据是将选矿过程进行优化、选矿机理做出诠释、选矿工艺方案做出良好的制定。

1工程概况

某矿区矿产资源比较丰富，其拥有的优势矿中包括钼、铜、锌、铅、钨等，现已得知有600多万吨的铜金属储量，近300万吨的铅锌金属。通常情况下铁、铜、锌、铅在矿床中的关系是相伴生存或者共同生存的形式，从而出现不同种类的矿物存在方式都是相互关联的，进行浮选分离时就会出现低效率、低回收率、且相对比较杂乱的混合精矿的问题。本文表述的内容就是工艺矿物学研究，针对的是铜铅锌混合精矿在产出时出现的分离困难的现象，运用的检测方式是物相分析、X射线衍射分析和光谱定量分析以及MLA分析等，主要分析了混合精矿中含有的主要金属矿物和解离程度以及嵌布的特征。

2实验分析

2.1样品来源

    从湖南某矿区选取铜铅锌混合精矿的样品进行研究，共需要100kg样品。将样品在室温条件下阴干，混合均匀再进行分析取样。

2.2样品测试方法

    进行矿样的化学成分分析选用的是X射线荧光光谱仪(α-6000型，美国Innov-X系统公司)，可以将矿样的组成元素和含量确定。进行矿样主要成分的分析选用的是X射线衍射仪(DX-2700型，丹东浩元仪器有限公司)。进行矿样主要矿物含量的测量选用的是原子吸收光谱仪(AA-1800E型，美析仪器有限公司)，氧化矿存在于有价金属矿物中，需要确定其在矿样中的含量。

3结果与讨论

3.1化学成分分析结果

表一是混合精矿的矿样的化学成分分析结果。化学结果显示有Cu、Pb和Zn、Ag等矿物是该混合精矿的有价金属，其中含有0.24%的As有害金属，和精矿国家标准(铜精矿，YS/T318-1997;铅精矿，YS/T319-2013;锌精矿，YS/T320-2007)相比较，有害元素的要求比较低。并且这三种金属属于共存状态，首先需要将有价矿物进行分离，选用的方式是选矿工艺，有效提高经济效益。

表1混合精矿样品化学成分分析结果

3.2矿物组成分析结果

以化学组分分析为基础，对混合精矿中的矿物组成进行详细说明，对有价金属铜铅锌组成部分做出说明，选用的分析方式是X射线衍射法。图1和表2显示的是分析结果，混合精矿成分分析，其中有34.33%黄铜矿、17.91%黄铁矿、11.01%闪锌矿和18.22%方铅矿。由方解石、白云石、石英石和高岭石组成脉石矿物。各种有用的矿物混合组成混合精矿，很难有合格的精矿进行冶炼和销售，所以需要做出有效分离。

图1混合精矿的X射线衍射分析图谱

表2混合精矿主要矿物组成

3.3物相组成分析结果

Cu,Pb和Zn,Ag属于本矿样中主要的有价元素，也属于可回收的贵金属。需要对有价元素所赋存的物相种类和分布率以及含量进行下一步确定，矿样中的物相进行分析，如Cu，Pb和Zn，表3是分析结果。

表3混合精矿中铜、铅、锌物相分析

经过对铜铅锌在混合精矿中做物相分析可知，铜矿物主要成分就是98.75%硫化铜；铅矿物包含62.40%方铅矿也就是硫化铅，其有较高的氧化率，约占比36.52%，之中有18.60%是白铅矿，17.92%是中铅矾；硫化锌是锌矿物的主要成分占比为93.67%，还有5.28%的氧化锌。通过表3可知，所研究的精矿是铜铅锌硫化混合精矿，并且还有一部分含量是氧化铅矿。

    通过上述表格可知，本次研究的精矿是铜铅锌硫化混合精矿，有很少一部分是氧化铅矿物，进行精矿的直接冶炼技术和工艺以及设备都不足以完成，比较困难，通常会运用选矿工艺进行下一步分离，产出单一的铜铅锌三种精矿。

3.4粒度分析结果

    首先在混合精矿中取样，然后筛选分析，最终划分成为各粒级物料，对不同的物料进行称重和化学分析。

    经过数据分析，粒级组成在混合精矿中是微细的，绝大部分大约是0.038mm-0.019mm，占比约90.48%。而其中0.038mm-0.023mm粒度大多数都是Cu，Cu粒度超过0.023mm一般都是高品位。品位比较低的是0.038mm以上的Pb和Zn，高品位的就是低于0.038mm粒级。有96.40%的Pb分布在0.038mm-0.019mm粒度中，有95.32%是Zn，通过数据可知本次研究的矿样属于细粒铜铅锌混合精矿。之后需要对Cu,Pb和Zn矿物的嵌布及解离特性进行分析考察，选用方式是MLA。

3.5单体解离度分析结果

    通常情况下呈现共生状态的是方铅矿、黄铜矿和闪锌矿，对其嵌布粒度和单体解离度耗时进行显微镜观察，而且是低精准度。不同的物相进行区分，运用的是MLA的背散射电子图像，所以需要简单快速的进行其矿物区分和相关信息采集。这次进行研究对不同物质进行分析时选用的是背散射电子图像，是为了改进选别流程，有效的提供理论数据，也是为了对铜铅锌硫化矿中主要的矿物方铅矿、黄铜矿和闪锌矿进行准确的解离度和其嵌布特征分析，进行不同的矿物颗粒鉴定时选用的是和MLA相结合的自动处理功能，为了确定各个品种的矿物解离水平，就需要对矿物信息进行采集分析和统计。

颗粒完全解离之后，闪锌矿和方铅矿颗粒粒度并没有黄铜矿大。属于他形粒状结构的有闪锌矿和黄铜矿、黄铁矿。其中是单体解离颗粒的是黄铜矿，其构造主要是块状和角砾状，然后还有部分条带状。还有一部分黄铜矿是和透明矿物和闪锌矿共同生存的，极少部分和黄铁矿共生，还有一部分细粒的黄铜矿和乳浊状黄铜矿包裹在闪锌矿里面；嵌布粒度细小的颗粒是方铅矿，大多都是单体解离颗粒，所以和其他矿物相比较粒度比较细，极少部分和闪锌矿以及黄铜矿连生。嵌布粒度极细的颗粒是闪锌矿，大多都是个黄铜矿连生，一小部分是黄铜矿乳浊被闪锌矿颗粒包裹。由此可知当前形势下并没有完全解离有价金属矿物。

3.6混合精矿理论分离效率探究

    可知本地区含量比较高的是金属硫化矿，然而当前的矿石嵌布特性和性质相对比较复杂，因此精矿中会出现较为复杂的铜铅锌金属，很难进行划分。这部分分析的内容就是该地区选厂过程中生产的混合精矿，按照各种矿物粉嵌布特性和解离度特征进行详细分析，提高选矿分离效率，方便计算预测，为了给铜铅锌混合精矿的分离选矿提供相对应的指导。

    黄铜矿中仅有69.28%可完全解离的颗粒，完全分离回收可根据90%分离效率实现，部分分离回收可以根据80%分离效率实现，所针对的是75%-100%解离的颗粒(12.72%)，有98.75%的Cu在黄铜矿中。98.75%×(69.28%×90%+12.72%×80%)=71.63%是理论选矿中铜的分离效率。

    方铅矿中仅有70.56%的颗粒可完成完全解离，完全分离回收可根据90%分离效率实现，部分分离回收可以根据80%分离效率实现，所针对的是75%-100%解离的颗粒(10.18%)，有62.40%的Pb存在于方铅矿中，18.60%Pb存在于白铅矿中，存在于铅矾和白铅矿中的Pb想要进行部分的分离回收可选用硫化浮选分方法，根据50%的分离回收效率计算。62.40%×(70.56%×90%+10.18%×80%)+(18.60%+17.92%)×50%=62.97%是铅的理论选矿分离效率。

    闪锌矿中仅有70.34%可完全解离的颗粒，完全分离回收可根据90%分离效率实现，部分分离回收可以根据80%分离效率实现，所针对的是75%-100%解离的颗粒(17.91%)，有93.76%的Zn存在于闪锌矿中。93.67%×(70.34%×90%+17.91%×80%)=72.72%是锌的理论选矿分离效率。

不同金属的回收率和理论分离效率有直接关系，经过计算可知71.63%、62.97%和72.72%分别是铜铅锌的理论选矿分离效率，可说明铜铅锌三种精矿的回收率都比较低，进行该混合精矿直接分选，就一定会出现有价金属损失或者不同金属互含现象，因此想要进一步提高矿物铜铅锌的回收率，首先就需要选用一定的方式将矿物细度增加。

4结语

通过分析结果可知黄铜矿和方铅矿以及闪锌矿都属于该混合精矿中主要的有价金属；有94.43%的颗粒是0.038mm的细度，当今的金属矿物单体解离度属于中等偏低状态。通过MLA进行解离度分析可知，在该混合精矿中嵌布粒度比较细的是方铅矿和闪锌矿以及黄铜矿，不同的矿物之间可能存在的关系是包裹或者相互连生，但是整体情况来看矿物解离度不是很高，因此会出现Cu、Pb和Zn在精矿中含量比较高，有较低的浮选分离效果。所以对不同金属矿物粉磨矿细度需要进一步采取措施使其充分分解。

参考文献

[1]荆晓雷,郑桂兵,任爱军,等.低品位铜铅锌铁复杂多金属资源清洁高效综合利用技术研究与应用[J].世界有色金属,2018(10):126,128.
[2]刘榕鑫,朱坤,谢海云,等.云南斑岩型多金属金矿的嵌布特征及赋存状态研究[J].岩矿测试,2018(4):404-410.