內(nèi)蒙古翁牛特旗硐子礦區(qū)鉛鋅礦礦石質(zhì)量分析及選礦工藝流程的選擇

張彥生

(內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局一〇八隊，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

0 前 言

硐子礦區(qū)鉛鋅礦位于內(nèi)蒙古翁牛特旗廣德公鎮(zhèn)境內(nèi)，區(qū)域位于突泉—林西華力西燕山期鐵(錫)銅、鉛、鋅、銀、鈮(鉭)成礦帶(Ⅲ級)硐子—湯家杖子鎢、金、鉬、鉛、鋅、銅成礦帶(Ⅳ級)硐子—小營子鉛、鋅、銅、銀多金屬成礦帶(Ⅴ級)中偏北部[1-2]。區(qū)域礦產(chǎn)以鉛鋅多金屬礦產(chǎn)為主，礦區(qū)位于硐子—小營子鉛鋅銀多金屬成礦帶西段[3]。硐子礦區(qū)鉛鋅礦現(xiàn)查明礦體4條，礦體受近東西向斷裂、巖體接觸帶等復合構(gòu)造控制，①號主礦體長度3 698 m，延深695 m，平均厚度2.07 m。呈脈狀礦體圍巖主要為蝕變閃長巖、安山巖、凝灰質(zhì)粉砂巖。礦床成因類型屬熱液充填脈狀鉛鋅礦床。礦石類型為硫化礦石，比較易選。①號主礦體各剖面對比見圖1。近3年累計提交礦石量 1 171.92萬t，鉛金屬量Pb 150 671 t，鋅金屬量Zn 306 969 t。研究礦石質(zhì)量、礦石礦物組分、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物嵌布特征，對選礦工藝流程的選擇有重要意義[4-6]。

1 礦石礦物組分

1.1 礦石的礦物成分

實驗室對礦區(qū)礦石薄片和光片鑒定，礦石礦物成分：方鉛礦(1.57%)、閃鋅礦(3.55%)、黃鐵礦(7.50%)，磁鐵礦(0.06%)。次要礦物：硫銻銀礦、輝銅礦(0.01%)、輝銀礦(微量)、毒砂(0.22%)。氧化礦物：白鉛礦(微量)、褐鐵礦(0.02%)、鉛釩(少量)、鉛黃(微量)等。脈石礦物：石英(39.69%)、方解石(29.97%)，高嶺土(0.17%)、滑石(10.16%)、白云母(6.77%)，長石(0.34%)等。

圖1 硐子礦區(qū)鉛鋅礦1號主礦體各剖面對比

1.2 金屬礦物特征

閃鋅礦：是主要有用礦物之一，含量居金屬礦物首位，與方鉛礦組成鉛鋅礦石，顏色多樣，淺色主要有淡黃褐色、淺棕色等，深色有深棕、黑棕褐、黑色等，以淺色為主，早期形成的閃鋅礦色淺，晚期色深，他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑一般為0.01～0.2 mm，部分黑色閃鋅礦可達0.6 mm以上，閃鋅礦多呈浸染狀、細脈狀、斑雜狀分布，或與方鉛閃鋅礦呈聚晶狀分布在脈石礦物晶粒間隙、空隙、裂隙中，部分包含方鉛礦、脈石礦物，局部地段聚集成塊狀、致密塊狀，由于化學成分不同，形成階段和溫度不同，常形成不同顏色及嵌布各異的閃鋅礦。淺色閃鋅礦一般呈浸染狀、斑雜狀、團塊狀產(chǎn)出。深色的閃鋅礦多含固溶體分離的黃鐵礦，一般呈斑雜狀、脈狀產(chǎn)出。

方鉛礦：是僅次于閃鋅礦的主要有用礦物，與閃鋅礦密切共生。鉛灰色，他形—自形立方體均見，粒徑一般為0.05～1 mm，細粒為0.01 mm左右，粗?？蛇_2.2 mm，鉛礦物集合體呈浸染狀、脈狀、斑點狀、班雜狀分布于脈石礦物及閃鋅礦裂隙及晶粒間隙中，早期細粒方鉛礦往往被晚期閃鋅礦包裹，晚期粗粒方鉛礦沿三組解理剝落形成的黑三角孔發(fā)育，沿晚期閃鋅礦裂隙交代。

黃鐵礦：淺銅黃色，他形粒狀。粒徑一般為0.07～2 mm，細粒為0.01 mm左右，粗?？蛇_3.00 mm，呈浸染狀分布在脈石礦物和閃鋅礦裂隙及晶隙中，交代閃鋅礦，被晚期方鉛礦、黃銅礦交代。礦石中的黃鐵礦多以自形、半自形粒狀集合體分布在脈石中，粒度變化較大。

黃銅礦：銅黃色，他形粒狀，粒徑一般0.01～0.1 mm。早期呈乳滴狀、葉片狀定向分布在深色閃鋅礦解理中；晚期粗粒黃銅礦呈浸染狀、脈狀分布在脈石礦物和黃鐵礦裂隙及晶隙中，交代早期閃鋅礦。

1.3 脈石礦物特征

石英：含量39.69%，乳白色，主要以自形、半自形粒狀及其粒狀集合體和隱晶質(zhì)粒狀集合體產(chǎn)出。粒間充填滑石、白云母、碳酸鹽礦物等礦物，部分石英的小粒狀嵌布在滑石和白云母的集合體中。石英顆粒粒度細小，而集合體的粒度較粗大，在礦石中分布較普遍。

方解石：含量29.97%，白色透明、半透明，主要以自形、半自形晶狀集合體呈脈狀、網(wǎng)脈狀、條帶狀、團塊狀產(chǎn)出。

滑石：含量10.16%，灰綠色，以細微的板狀、片狀、纖維狀集合體產(chǎn)出，與白云母混生，有的滑石集合體以不規(guī)則狀沿石英粒間充填膠結(jié)，在滑石集合體顆粒中有石英的小顆粒嵌布。滑石在礦石中較集中分布。

白云母：含量6.77%，以葉片狀，常見與滑石相互嵌布共生形成集合體，充填在石英粒間。

1.4 礦石的化學成分

硐子礦區(qū)4條礦體共取礦石化學全分析樣2件，對礦石的主要化學成分進行了分析，礦石中有益組分為Pb、Zn、Ag、Cu、S，其中Pb、Zn品位達到工業(yè)要求，主要有組分Cu、S達到鉛鋅礦伴生組分要求，可以綜合利用，有害As含量很低，對選礦沒有影響。

1.5 礦石的有益有害組分分析

按鉆探及坑探不同工程分別抽取15件礦石組合樣品進行化驗分析,Pb、Zn、Ag做了基本分析，Pb含量0.29%～2.75%，礦床平均品位0.93%。Zn含量1.18%～5.36%，礦床平均品位2.22%，Ag含量4.56×10-6～119.42×10-6，礦床平均品位Ag 32.29×10-6；由組合分析結(jié)果可知礦石中主要有用組分為Cu含量0.74%～0.005 3%，平均Cu 0.13%，S含量3.10～16.76%，平均S 9.24%，礦石中的Au 0.099×10-6、Cd 0.009 4%為微量，均達不到綜合利用指標。礦石中的有害組分As 0.11%，含量低于0.35%，不超標，對礦石質(zhì)量沒有影響。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及圍巖蝕變

2.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦區(qū)最常見結(jié)構(gòu)為自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)，交代網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)，侵蝕結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)。自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)是本礦區(qū)礦石最主要結(jié)構(gòu)，主要金屬礦物方鉛礦、閃鋅礦呈粒狀分布于礦石中。據(jù)方鉛礦、閃鋅礦晶形的自形程度可分為自形粒狀結(jié)構(gòu)，半自形及他形結(jié)構(gòu)。交代網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)：早期形成礦物被晚期礦物沿礦物裂隙交代形成交代網(wǎng)脈狀。浸蝕結(jié)構(gòu)：方鉛礦交代早期形成的閃鋅礦，閃鋅礦交代早期形成的黃鐵礦以及褐鐵礦沿黃鐵礦邊緣交代均可形成浸蝕結(jié)構(gòu)。充填結(jié)構(gòu)：早期的方鉛礦、閃鋅礦的裂隙，被黃銅礦、黃鐵礦等晚期礦物充填構(gòu)成充填結(jié)構(gòu)[7-8]。

2.2 礦石構(gòu)造

礦區(qū)最常見構(gòu)造團塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。團塊狀構(gòu)造：礦石中由多種礦物如方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等，構(gòu)成致密狀集合體，金屬含量在80%以上，形成塊狀構(gòu)造。浸染狀構(gòu)造：礦石中的金屬礦物以粗細不等的粒狀，嵌布在脈石礦物中，且無規(guī)律排列，呈浸染狀散布在礦石中。網(wǎng)脈狀構(gòu)造：礦石中部分方鉛礦、閃鋅礦，呈一組或幾組穿插在黃鐵礦的裂隙中，呈網(wǎng)脈狀分布于脈石礦物中，形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造。斑雜狀構(gòu)造：礦石中金屬礦物大小相差懸殊，呈不規(guī)則狀分布在脈石礦物的基質(zhì)中，金屬礦物呈致密狀，或呈星散狀，雜亂無章且不均勻，成斑雜狀構(gòu)造。蜂窩狀構(gòu)造：蝕變帶中原生金屬硫化物全部或部分經(jīng)風化作用后淋濾流失，形成蜂窩狀空洞。

2.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)的近礦蝕變主要有硅化、絹云母化、斜黝簾石化、碳酸鹽化、黃鐵礦、螢石化，與礦化有密切關(guān)系的蝕變主要有硅化、綠泥石化、絹云母化。硅化廣泛發(fā)育于構(gòu)造帶內(nèi)，呈細脈狀、網(wǎng)脈狀及浸染狀，分布于方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦顆粒間；綠泥石化局限于蝕變破碎帶中，常呈泥狀、鱗片狀分布于礦脈的兩側(cè)。

2.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造與成礦階段

據(jù)礦區(qū)光、薄片鑒定分析，第Ⅰ成礦階段以粗粒自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、侵染狀構(gòu)造為特征。第Ⅱ成礦階段礦石以中細粒半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，團塊狀構(gòu)造發(fā)育。第Ⅲ成礦階段以細粒他形粒狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)，細脈狀構(gòu)造最為常見，蝕變巖形礦石以交代結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造為特征，而膠狀、蜂窩狀構(gòu)造則是表生作用特征。

3 主要礦物嵌布特征

3.1 閃鋅礦

閃鋅礦是礦石中主要回收礦物之一，多以粗大他形粒狀顆粒和致密塊狀集合體分布在脈石中(見圖1)，少量以他形細粒狀浸染在脈石中或充填在黃鐵礦的孔洞中。閃鋅礦與黃銅礦、方鉛礦、黃鐵礦的嵌布關(guān)系均十分密切，常見閃鋅礦中包裹細粒的方鉛礦、黃鐵礦和乳濁狀的黃銅礦(見圖2～3)及其它礦物顆粒，也常見閃鋅礦以細小粒狀包裹在方鉛礦中，與方鉛礦一起充填在黃鐵礦的粒間和裂隙中，另外方鉛礦沿閃鋅礦的邊部和內(nèi)部交代熔蝕閃鋅礦，閃鋅礦沿黃鐵礦的邊部和內(nèi)部交代黃鐵礦(見圖4)。

3.2 方鉛礦

方鉛礦在礦石中含量較多，主要以粗大的他形粒狀及粒狀集合體產(chǎn)出，少量以他形細粒狀、細脈狀及不規(guī)則狀包裹在閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦中。方鉛礦粒度變化較大，常包裹閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦及細粒的黝銅礦等，并對與其接觸的礦物如黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等進行交代熔蝕。

圖1 閃鋅礦(Sp)呈他形粒狀集合體分布裂隙中

圖2 閃鋅礦(Sp)包裹方鉛礦(Ga)

圖3 閃鋅礦(Sp)中包裹細粒的方鉛礦(Ga)和

圖4 閃鋅礦(Sp)沿黃鐵礦(Py)粒間充填并交代黃鐵礦

3.3 黃鐵礦

礦石中的黃鐵礦多以自形、半自形粒狀集合體分布在脈石中，粒度變化較大。黃鐵礦的粒間、裂隙、孔隙被方鉛礦、閃鋅礦充填，局部被方鉛礦交代熔蝕。常見細粒的黃鐵礦包裹在黃銅礦、方鉛礦中。黃鐵礦與毒砂常呈緊密的共生關(guān)系，且毒砂交代黃鐵礦。

3.4 毒砂

毒砂為礦石中有害礦物，以自形、半自形粒狀及不規(guī)則狀產(chǎn)出多分布在脈石中，毒砂常與黃鐵礦共生，并交代黃鐵礦毒砂常見被黃銅礦和方鉛礦沿邊緣進行交代。部分被方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦包裹，粒度變化較大，分布較集中。

3.5 銀礦物

1)銀黝銅礦

銀黝銅礦是礦石中相對含量最多的銀礦物。主要以他形粒狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，多與黃銅礦、方鉛礦連晶共生，分布在黃銅礦和方鉛礦的邊部或包裹在黃銅礦、方鉛礦中(見圖5～6)，有的銀黝銅礦以細脈狀穿插在閃鋅礦中或嵌布在閃鋅礦與黃鐵礦粒間。

圖5 銀黝銅礦(Fg)在黃銅礦(Cp)、方鉛礦(Ga)中

圖6 銀黝銅礦(Fg)包裹在方鉛礦(Ga)中連晶共生

2)硫銻銅銀礦

硫銻銅銀礦在礦石中相對含量很少，以細小的板狀、粒狀包裹在方鉛礦中，其它礦物中未見產(chǎn)出。硫銻銅銀礦的粒度細小均勻，較集中分布。

3)輝銀礦

輝銀礦在礦石中相對含量很少，以細小的粒狀包裹在黃銅礦、方鉛礦中，或嵌布在黃銅礦與方鉛礦的粒間。輝銀礦的粒度細小均勻，較集中分布。

4)銀礦物嵌存狀態(tài)

礦石中的主要銀礦物—銀黝銅礦的嵌布狀態(tài)非常復雜，與主要的金屬硫化物如方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦均有密切的嵌布關(guān)系；硫銻銅銀礦和輝銀礦主要與方鉛礦有密切的嵌布關(guān)系，銀礦物的嵌布狀態(tài)。銀黝銅礦的嵌布關(guān)系非常復雜，與礦石中的大部分礦物均有一定的嵌布關(guān)系，與方鉛礦的關(guān)系尤為密切，主要包裹在方鉛礦中，嵌布在方鉛礦的粒間或方鉛礦與其它礦物粒間；硫銻銅銀礦全部包裹在方鉛礦中；輝銀礦主要包裹在黃銅礦中，少量包裹在方鉛礦中和嵌布在黃鐵礦與方鉛礦的粒間[9]。

5)銀礦物的嵌布粒度

對礦石中銀黝銅礦、硫銻銅銀礦和輝銀礦的粒度進行了測定和統(tǒng)計，銀黝銅礦以粗粒嵌布為主，硫銻銅銀礦和輝銀礦以細粒嵌布為主，其中輝銀礦的粒度最細，全部分布在0.01 mm以下粒級中[10]。

4 礦石類型

4.1 礦石自然類型

1)按礦石的氧化程度，將礦石自然類型劃分為氧化礦石和硫化礦石(原生礦)。氧化礦石分布于地表氧化帶中，由于礦床氧化帶較淺，鉛鋅礦石品位低，此類氧化礦石分布較少，無利用價值，所以本區(qū)可利用的有價值的礦石均為硫化礦石(原生礦)。礦體呈隱伏狀或盲礦體賦存，深部工程控制的礦體均為硫化礦石。

2)按礦石的主要礦物組合劃分：礦石主要由金屬礦物方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦,脈石礦物石英、方解石等組成，呈致密塊狀、網(wǎng)脈狀分布。因此劃分為黃鐵礦—方鉛礦—閃鋅礦礦石和石英方解石型鉛鋅礦石[11]。

3)按礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造劃分：可劃分致密塊狀礦石、浸染狀、團塊狀、細脈狀及網(wǎng)脈狀礦石[12]。

5 礦床共(伴)生礦產(chǎn)綜合評價

硐子鉛鋅礦床主要有用組分為鉛、鋅，通過浮選獲得鉛精礦和鋅精礦。伴生有益元素為銀、銅、硫；組合分析銅含量為0.005 3%～0.737 4%，銅平均含量0.13%；組合分析硫含量為3.1%～16.76%，硫平均含量9.24%。可見銀、銅、硫均達到綜合回收利用質(zhì)量分數(shù)要求。選礦后銀主要富集在鉛精礦和銅精礦中，銀在鉛精礦中的平均品位達到1 558×10-6，銀在銅精礦中的平均品位達到2 168×10-6；銅精礦銅品位達到19.70%。其它伴生有益組分Cd含量0.009 4%、Sn 0.004 5%、Mo 0.000 4%、Sb 0.003 7%、Bi 0.004 5%等其含量很低，目前經(jīng)濟技術(shù)條件下無綜合利用價值。礦石中的有害組分砷含量為0.011 7%～0.383%，砷平均品位0.11%，含量低于0.35%，對選礦沒有影響[13]。

6 選礦工藝流程的選擇

選礦試驗樣品采自礦區(qū)內(nèi)控制的礦體深部工程，樣品代表性較好。樣品采集主礦體、輔礦體、圍巖樣配比，礦石為原生硫化礦石。選礦試驗前，在選礦樣品中挑選具有代表性的礦石，對礦石的礦物成分、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦物嵌布粒度和嵌布特征等進行巖石礦物鑒定，為礦石選別流程提供依據(jù)。根據(jù)礦石性質(zhì)，礦石為原生硫化礦石，礦石中主要目的礦物為方鉛礦和閃鋅礦，銀、硫達到伴生綜合回收指標，在選礦過程中需綜合回收。確定采用優(yōu)先浮選鉛、鉛尾浮選鋅、鋅尾浮選硫的鉛、鋅、硫依次優(yōu)先浮選工藝流程，并進行了進行了磨礦細度，浮選藥劑種類及用量等條件試驗以及全流程的開路試驗和閉路試驗。選鉛作業(yè)經(jīng)過一次粗選、二次掃選、三次精選；選鋅作業(yè)經(jīng)過一次粗選、二次掃選、四次精選；選硫作業(yè)經(jīng)過一次粗選、一次掃選、一次精選；最終獲得鉛精礦、鋅精礦和硫精礦[14-15]。

7 結(jié) 語

針對硐子礦區(qū)礦石組成主要為原生硫化礦石，主要目的礦物為方鉛礦和閃鋅礦，銀、硫達到伴生綜合回收指標的特征。選礦試驗工作推薦選礦工藝流程為“破碎、磨礦(-200目70%)、鉛鋅硫依次優(yōu)先浮選(均為一粗三精二掃、一粗四精二掃、一粗一精一掃)”工藝流程。工藝流程成熟，技術(shù)指標合理。根據(jù)礦山情況，實際生產(chǎn)采用工藝流程：破碎、磨礦(-200目65%)、銅鉛混合浮選(一粗四精三掃)—銅鉛分離(一粗三精三掃)，銅鉛混合浮選尾礦選鋅(一粗三精四掃)，選鋅尾礦選硫(一粗一掃)。根據(jù)2012年平均生產(chǎn)技術(shù)指標，鉛精礦達到三級質(zhì)量標準，雜質(zhì)含量不超標準。礦石較易選，試驗結(jié)論正確。該選礦試驗工藝流程及礦山實際生產(chǎn)技術(shù)資料能夠作為評價該礦區(qū)礦床礦石資源儲量類型和經(jīng)濟意義的依據(jù)。在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，礦山開采屬經(jīng)濟的，礦山在生產(chǎn)過程中應繼續(xù)加強選礦試驗研究，根據(jù)礦石性質(zhì)，適時調(diào)整選礦藥劑條件，提高精礦回收率，避免資源浪費。