新疆昆仑山某铜锌矿工艺矿物学研究.pdf

2 0 1 5 年第1 期 有色金属 选矿部分 1 d o i 1 0 3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 1 ．0 0 1 新疆昆仑山某铜锌矿工艺矿物学研究 付强1 ，贾木欣1 ，应平1 ，朱玺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 2 8 ； 2 ．辽宁省化工地质勘查院，辽宁锦州1 2 1 3 0 0 摘要对新疆昆仑山某铜锌多金属矿进行了工艺矿物学研究，查明了矿石中铜、锌元素的赋存状态，矿石组成及 主要有用矿物的嵌布特性，为选矿试验提供了重要依据。研究结果表明，矿石中的铜、锌主要以黄铜矿、闪锌矿的形式存 在，这两种硫化矿物嵌布关系密切，且粒度偏细，将给铜、锌的分选带来不利影响。 关键词矿物组成；赋存状态；嵌布特征；工艺矿物学 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 5 0 1 - 0 0 0 1 - 0 3 T h eP r o c e s sM i n e r a l o g yS t u d yo naC o p p e ra n dZ i n cO r ei nK u n l u nM o u n t a i nX i n j i a n g 阿g 鲫矿，J I _ AM u ．d n l ，Y - X N GA 叼1 ，Z 日U 群 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 g ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo f M i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，j E i e 蜥叼10 2 6 2 8 ，C h i n a ；2 ．L i a o n i n gC h e m i c a lG e o l o g yF _ x p l o r a t i o n I n s t i t u t e ，J i n z h o uL i a o n i n g1 2 1 3 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t P r o c e s sm i n e r a l o g ys t u d yw a sc a r r i e do u to nac o p p e r - z i n co r ef r o mX i n j i a n g ，m i n e r a l c o m p o s i t i o n ，c o p p e ra n dz i n c o c c u r r e n c es t a t e ，a sw e l la st h e d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fi m p o r t a n t m i n e r a l sw e r ed e t e r m i n e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e c o p p e r a n dz i n cO C C U I si nt h ef o r m so fc h a l c o p y r i t e a n ds p h a l e r i t e ，a n db o t ho ft h e mh a v e c o m p l e xd i s s e m i n a t i o nr e l a t i o na n dr e l a t i v e f i n es i z e ，w h i c hw i l l b r i n gu n f a v o r a b l ee f f e c to nt h es e p a r a t i o no fc o p p e ra n dz i n c ． K e yw o r d s m i n e r a lc o m p o s i t i o n ；o c c u r r e n c es t a t e ；d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ；p r o c e s sm i n e r a l o g y 新疆昆仑山某铜锌多金属矿床是赋存于火山岩 地层的海相火山沉积块状硫化矿床[ 1 - 2 】，该类型矿 床是我国重要的铜矿类型之一，其品位较高，伴生 有用组分多[ ] ，开发经济价值高，为合理开发该 类型矿产资源，最大限度地提高矿石的选矿指标， 开展了系统的工艺矿物学研究工作[ 钳] ，为指导选 矿提供重要依据。 1 原矿物质组成 铜锌多金属矿石主要元素及成分化学分析结果 表1 r I 址l e1 见表1 ，矿石中铜、锌的品位分别为0 ．9 8 ％和 4 ．1 7 ％；伴生元素铅和银的品位分别为0 ．7 7 ％和 1 7 ．3 0 加，可考虑综合回收[ 9 ] 。 经显微镜鉴定和矿物定量分析，发现该矿石中 的铜矿物主要为黄铜矿，另有微量的铜蓝，锌矿物 主要为铁闪锌矿，铅矿物为方铅矿，其它金属矿物 主要为黄铁矿、磁黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿等。脉 石矿物主要为石英、方解石、阳起石、镁铁闪石， 其次为绿泥石、长石及微量的榍石、磷灰石、透辉 石等[ 10 | 。矿石中的矿物含量见表2 。 原矿多元素分析结果 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 eOre|％ 成分 C uz nP bSF eA u I A g t C a O M s OA 1 2 0 3S i 0 2 K 妇N a 2 0 T i 0 5P 如5 C 含量 O ．9 84 ．1 7O ．7 74 ．7 09 ．8 6 0 ．0 51 7 ．3 0 1 3 ．65 ．9 21 ．3 24 4 ．9 30 ．1 40 ．1 00 ．0 3 3O ．0 4 82 ．8 0 1 单位为矾。 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A B l 9 B O I 收穑日期2 0 1 4 - 0 8 _ 0 8修回日期2 0 1 4 - 1 1 2 0 作者简介付强 1 9 8 5 一 ，男，湖北成宁人，硕士，工程师，主要从事工艺矿物学方面的研究。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 表2原矿主要矿物组成及相对含量 T a b l e2M a i nm i n e r a lc o m p o s i t i o na n di t sr e l a t i v e c o n t e n to fF l i r t 一文一m i n eore|％ 2 重要金属矿物嵌布特征 黄铜矿主要以不规则状、粒状或者脉状形式嵌 布于脉石矿物中，其中有一部分黄铜矿呈微细粒浸 染于脉石矿物中。矿石中黄铜矿与闪锌矿的嵌布关 系非常密切，常表现为两者呈不规则边界共生或者 以相互包裹的形式存在 图1 ；其次可见黄铜矿 与磁黄铁矿紧密嵌布在一起构成连晶，分布于闪锌 矿中 图2 ；有时可见黄铜矿沿黄铁矿边缘对其进 行交代或者以微粒包体的形式分布黄铁矿内；偶见 黄铜矿与方铅矿镶嵌在一起。 图1黄铜矿内部包裹稠密的细粒闪锌矿 F i g ．1 F i n es p h a l e r i t eg r a i n se n c l o s e di n c h a l c o p y r i t e 闪锌矿主要以粒状和不规则状产于脉石中，其 中有少量闪锌矿呈微细粒星点状或者细脉浸染状分 布于脉石中其次，闪锌矿与黄铜矿、磁黄铁矿的 嵌布关系也非常密切，常见它们互相交织共生在一 起 图3 ，其共生边界多不平整，部分粗粒闪锌矿 内还分布有黄铜矿、磁黄铁矿包体；有时可见黄铁 矿、方铅矿与闪锌矿嵌布在一起或者以包体形式分 布于闪锌矿中 图4 ；有时可见闪锌矿中包裹有 粗细不同的脉石矿物。矿石中闪锌矿的扫描电镜能 图2 黄铜矿与磁黄铁矿、闪锌矿及方铅矿的嵌布 关系 F i g ．2 D i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fc h a l c o p y r i t e ， p y r r h o t i t e ，s p h a l e r i t ea n dg a l e n a 谱分析结果显示闪锌矿普遍含铁，平均含铁 6 ．5 1 ％，为铁闪锌矿，另外有部分闪锌矿含锰、镉 等元素。 图3闪锌矿与磁黄铁矿、黄铜矿共生 F i g ．3S p h a l e r i t ec o e x i s t w i t hp y r r h o t i t ea n d c h a l c o p y r i t e 图4 闪锌矿与黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿复杂共生 F i g ．4 T h ec o m p l i c a t e dr e l a t i o n s h i pa m o n g s p h a l e r i t e ，p y r i t e ，p y r r h o t i t ea n dg a l e n a 万方数据 2 0 1 5 年第1 期付强等新疆昆仑山某铜锌矿工艺矿物学研究 3 3 主要有价矿物的嵌布粒度和可解离性 对矿石中的黄铜矿、闪锌矿的粒度进行系统的 测定，统计结果列于表3 。 表3矿石中重要矿物的粒度统计 T a b l e3G r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no fi m p o r t a n tm i n e r a l s ／％ 从表5 中可以看出，矿石中黄铜矿、闪锌矿均 以中细粒为主，其中黄铜矿主要集中于一7 4 2 0 “m 粒级中，闪锌矿则主要集中于一1 0 4 2 0 “m 。在 7 4 斗m 粒级中，黄铜矿与闪锌矿的占有率分别为 5 0 ．6 1 ％和5 4 ．5 1 ％，在一1 0 斗m 粒级中，黄铜矿与闪 锌矿的占有率分别为1 ．4 4 ％和0 ．7 3 ％。 为了给选矿工艺合理的磨矿方案提供矿物学依 据，避免有用金属矿物过磨，对原矿不同磨矿细度 产品中黄铜矿、闪锌矿的单体解离度进行了系统的 测定，其结果见表4 、5 。 表4不同磨矿条件下黄铜矿的解离特征 T a b l e4 C h a l e o p y r i t el i b e r a t i o no fd i f f e r e n tg r i n d i n g p r o d u c t s 隔 磨矿细度 。。。． 连生体 单体二_ 二 二一 一7 4m a 含量 “ 与闪锌矿与硫化铁矿物与方铅矿与脉石 注硫化铁矿物主要指黄铁矿与磁黄铁矿。 从表4 、5 可以看出，未能实现单体解离的黄 铜矿、闪锌矿均主要以与脉石连生的形式存在，其 次两者以彼此互相连生的形式存在，少量与黄铁 矿、磁黄铁矿及方铅矿等硫化矿物连生。当磨矿细 表5不同磨矿条件下闪锌矿的解离特征 T a b l e5 S p h M e f i t el i b e r a t i o no f d i f f e r e n tg r i n d i n g p r o d u c t s ／％ 度在一7 4 m 的占有率为5 5 ％时，黄铜矿、闪锌矿 的单体解离度均很低。随着磨矿细度的提高，两者 的单体解离度也随之增加，但黄铜矿解离度的增幅 小于闪锌矿，当磨矿细度增至一7 4 斗m 占8 5 ％时， 黄铜矿与闪锌矿的解离效果仍不是很理想，需要进 一步细磨才能使其充分解离。 4 铜、锌的赋存状态 有价元素在矿石中的赋存状态是决定其回收【 艺及回收指标的内在且十分重要的因素r l 卜1 2 j ，为 查清铅、锌的赋存状态，将原矿综合样磨至其细 度一7 4 斗m 占1 0 0 ％进行选择性溶解和化学分析[ 1 3 ] 表6 ，并借助光学显微镜、扫描电镜等仪器时 铅、锌的赋存状态进行研究。 表6 T a b l e 矿石中铜和锌的化学物相分析结果 6C h e m i c a lp h a s ea n a l y s i sr e s u l to fc o p p e r a n dz i n c／％ 结果显示，矿石中铜以独立矿物黄铜矿、铜蓝 的形式存在，其中9 3 ．8 8 ％的铜以黄铜矿的形式存 在，其余的铜赋存于铜蓝中。矿石中锌主要以铁闪 锌矿的形式存在，分布率为9 6 ．8 9 ％；其余少量锌 以离子吸附态赋存于褐铁矿中。 5影响矿石中铜、锌回收的矿物学因素 1 矿石中黄铜矿、闪锌矿粒度整体较细，而 且它们之间的嵌布关系非常密切，常见两者彼此交 错嵌生或者以相互包裹的形式产出，在磨矿过程中 很难完全单体解离，在浮选过程中，彼此会以互含 的方式进入到对方精矿中去[ H ] ，一方面会降低铜、 锌回收率，一方面会影响铜精矿和锌精矿的质量。 下转第7 1 页 m 肿邡四∞竹拍M弘弭加硌 c ；m n n晒”叭黔 3 2 2 1钾忽钳盯n 妲殳置M 舒盯钉班甜卵钌∞巧黔 万方数据 2 0 1 5 年第1 期吴健辉某铜冶炼高品位混合铜渣选矿工艺研究7 1 得良好效果。相对于中矿再磨，采用中矿不单独再 磨流程在各项选矿指标接近的前提下，可简化工艺 流程，降低生产成本，优化后铜尾矿指标降到 0 ．2 6 ％，比设计值0 ．3 5 ％降低0 ．0 9 ％。 参考文献 [ 1 ] 江锋，黄红军，孙伟，等，不同含铜炉渣选矿对比试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 6 6 0 - 6 3 ． [ 2 ] 李博，王华，胡建杭，等．从铜渣中回收有价金属技 术的研究进展[ J ] ．矿冶，2 0 0 9 ，1 8 1 “’4 8 ． [ 3 ] 曹洪杨，张力，付念新，等．国内外铜渣的贫化[ J ] ．材 科与冶金学报，2 0 0 9 ，8 1 3 3 3 9 ． 14 JB r u c k a r dWJ ，S o m e r v i l l eM ，H a oF - ’r h er e c o v e r yo f c o p p e r ，b yf l o t a t i o n ，f r o mc a l c i u m - f e n i t e b a s e ds l a g s m a d ei nc o n t i n u o u s p i l o tp | a n ts m e l t i n gt r i a l 8 【J ] ， M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 4 ，1 7 4 4 9 5 5 f 4 ． [ 5 ] 苏晓亮，廖广东，秦庆伟．铜冶炼高品位转炉渣选矿试验 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 2 4 1 4 4 ． 【6 JS a r r a f iA ，R a h m a t iB ，H a s s a n iHR ，e ta 1 ．R e c o v e r y o fc o p p e rf r o mr e v e r b e r a t o r yf u r n a c es l a gb vf l o t a t i o n 【JJ ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 4 ，1 7 3 4 i 7 4 5 9 ． [ 7 ] 金锐，王景双，龙秋容．复杂铜冶炼渣浮选试验研究 [ J ] ．江西有色金属，2 0 0 9 ，2 3 1 1 2 1 4 ． [ 8 ] 黄自力，李倩，李密，等．高温贫化_ 一浮选法从炼铜 水淬渣中回收铜[ J ] ．矿产综合利用，2 0 0 9 - 2 3 7 3 9 ． 、乡分、 N ．／玉抓，兮{ l ／乱 矗吨／乱 石＼ 石、 石、 石、 ／；、 ／佘 厅、 ／≯ ／玉 ／玉 ／玉 ／玉 ／夺 ，孓 ／玉 ／≯ ／斗 ／孓 ／≯ ／玉 ／≯ ／} 、 ／≯ ／、 ／仝 ／≯ 【上接第3 页 2 锌的赋存状态研究表明，矿石中有3 ．1 l ％ 的锌以离子吸附态赋存于褐铁矿中，这部分锌在选 矿过程中难以回收；另外，闪锌矿中普遍含铁，会 影响锌精矿的品位。 3 矿石中含有一定量的绿泥石等层状硅酸盐 矿物，在磨矿过程中易产生泥化现象，因此在磨矿 过程中要防止过磨现象的产生，同时在浮选过程中 对这些矿物加以抑制。 6 结论 1 矿石中主要有价元素铜和锌的品位分别为 0 。9 8 ％和4 。1 7 ％；伴生元素铅、银的品位分别为 0 ．7 7 ％和1 7 ．3 0 趴，可考虑综合回收。 2 矿石中的铜矿物主要为黄铜矿，另有微量 的铜蓝；锌矿物大部分以铁闪锌矿的形式存在，少 量以吸附态赋存于褐铁矿中。 3 矿石中黄铜矿、闪锌矿均以中细粒为主， 在一7 4 斗m 粒级中，黄铜矿、闪锌矿的占有率都在 5 0 ％左右，此外，矿石中的黄铜矿与闪锌矿嵌布关 系非常密切，在磨矿过程中很难完全单体解离，将 给铜、锌的分选带来不利影响。 参考文献 [ 1 ] 韩红卫，魏梦元，牟伦洵，等．东昆仑卡特里西铜锌矿成 因[ J ] ．大地构造与成矿学，2 0 0 7 ，3 1 7 7 8 2 ． [ 2 ] 韩红卫，周忠宇，欧阳国湘，等．新疆且末县卡特里西铜 锌矿地质特征[ J ] ．新疆地质，2 0 0 6 ，2 4 3 2 5 6 2 6 0 ． [ 3 ] 李朝阳，徐贵忠，胡瑞忠，等．中国铜矿主要类型特征及 其成矿远景[ M ] ．北京地质出版社，2 0 0 0 4 6 - 7 1 ． [ 4 ] 孙海田，李纯杰，李锦平，等．新疆昆仑式火山岩型块状 硫化物铜矿床及成矿地质环境[ J ] ．矿床地质，2 0 0 4 ，2 3 1 8 2 9 2 ． [ 5 ] 彭明生，刘晓文，刘羽．工艺矿物学近十年的主要进展 【J ] ．矿物岩石地球化学通报，2 0 1 2 3 2 1 0 - 2 1 4 ． [ 6 ] 贾木欣．国外工艺矿物学进展及发展趋势[ J ] ．矿冶， 2 0 0 7 ，1 6 2 9 5 9 9 ． [ 7 ] 王团华，于宏东．阿富汗卢格尔省某铜矿石工艺矿物学 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 。2 0 1 2 1 B 1 3 ， [ 8 ] 尹启华，张红华．从工艺矿物学看提高铜精矿品位的可 能性及途径[ J ] ．铜业工程，2 0 0 2 3 1 7 一l ’9 ． [ 9 ] 矿产资源工业要求手j l I } 编辑委员会．矿产资源工业要 求手册[ M ] ．北京地质出版社，1 9 7 8 7 7 - 9 2 ． [ 1 0 ] 王濮，潘兆橹，翁玲宝．系统矿物学[ M ] ．北京地质 出版社．1 9 8 4 3 2 5 3 3 8 ． [ 1 1 ] 肖仪武．影响有价元素回收的矿物学因素[ J ] ，有色金 属 选矿部分 ，2 0 1 3 增刊1 5 4 5 7 ． [ 1 2 ] 周乐光．工艺矿物学[ M ] ．北京冶金工业出版社。 2 0 0 9 1 7 7 1 7 9 。 [ 1 3 ] 北京矿冶研究总院．化学物相分析[ M ] ．北京冶金工 业出版社．1 9 7 6 1 - 5 ． [ 1 4 ] 王奉刚，刘全军，王学娟．云南某铜锌硫化矿浮选试验 研究[ J ] ．矿业快报。2 0 0 7 8 2 3 2 6 ． 万方数据