铅锌矿

1/48铅锌矿铅是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。它是最软的重金属，也是比重大的金属之一，具蓝灰色，硬度1.5，比重11.34，熔点327.4℃，沸点1750℃，展性良好，易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。锌从铅锌矿石中提炼出来的金属较晚，是古代7种有色金属(铜、锡、铅、金、银、汞、锌)中最后的一种。锌金属具蓝白色，硬度2.0，熔点419.5℃，沸点911℃，加热至100～150℃时，具有良好压性，压延后比重7.19。锌能与多种有色金属制成合金或含锌合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。铅锌用途广泛，用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外，铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。一、矿物原料特点铅锌在自然界里特别在原生矿床中共生极为密切。它们具有共同的成矿物质来源和十分相似的地球化学行为，有类似的外层电子结构，都具有强烈的亲硫性，并形成相同的易溶络合物。它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的情况也很相近。铅在地壳中平均含量约为15×10-6，在有关岩石中平均含量：砂岩7×10-6、碳酸盐岩9×10-6、页岩20×10-6。锌在地壳中平均含量约为80×10-6，在有关岩石中平均含量：玄武岩105×10-6、花岗岩中60×10-6、砂岩16×10-6、碳酸盐岩20×10-6、页岩95×10-6。目前，在地壳上已发现的铅锌矿物约有250多种，大约1/3是硫化物和硫酸盐类。方铅矿、闪锌矿等是冶炼铅锌的主要工业矿物原料。二、矿石工业要求尽管现在已发现有250多种铅锌矿物，但可供目前工业利用的仅有17种。其中，铅工业矿物有11种，锌工业矿物有6种(表3.8.1)，以方铅矿、闪锌矿最为重要。矿石工业类型，以矿石自然类型为基础，按矿石氧化程度可分为硫化矿石(铅或锌氧化率＜10%)、氧化矿石(铅或锌氧化率＞30%)、混合矿石(铅或锌氧化率10%～30%)；按矿石中主要有用组分可分为：铅矿石、锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锌硫矿石、铅锌铜硫矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、锌铜矿石等；按矿石结构构造，可分为：浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、细脉浸染状矿石等。为适应我国铅锌矿地质勘探工作和矿山生产建设的需要，地质矿产部和冶金工业部根据我国铅锌矿产资源状况和采选冶技术条件，于1983年联合制定并颁布《铅锌矿地质勘探规范》(试行)，制定了铅锌矿一般工业指标，普查勘探中用于评价矿床有否工业价值(表3.8.2)。表3.8.1铅锌工业矿物矿物2/48表3.8.2铅锌矿一般工业指标对一个具体矿床来说，凡是提供作为矿山建设依据的地质勘探报告，所采用的工业指标，应由地质勘探单位提出初步意见，并附必要的地质资料，由工业部门委托矿山设计部门进行经济核算和比较研究后，由省以上工业主管部门确定，方可作为该矿床储量计算的依据。当矿床在开采过程中，矿石工业指标可根据矿业市场铅锌行情的变化和采选冶技术水平以及矿山开发经济效益和合理保护资源等综合因素不断调整矿床开采工业指标。为了综合开发、综合利用伴生有益组分，当铅锌矿床伴生组分品位达到表3.8.3所列的含量时，要认真3/48进行取样、化学分析，研究伴生组分赋存状态和选冶试验，为合理综合评价、综合开发、综合利用提供依据。表3.8.3伴生组分综合评价一般参考指标三、矿业简史中华民族的祖先对铅锌矿的开采、冶炼和利用曾做出过重要贡献。中国古代“铅”写作“钅公”。商代(公元前16～前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅，西周(公元前11世纪～前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代，铅往往被加入铜中成为合金化金属，还用来制作铅白、铅丹等。古代炼铅的原料有两类，一类是氧化铅，以白铅矿为主，另一类是硫化矿，以方铅矿为主。明代陆容在《菽园杂记》中有叙述含银硫化铅矿的冶炼方法。宋应星在《天工开物》中提到当时开采的三种铅锌矿物，一种是“银矿铅”，系指与辉银矿等共生的方铅矿；另一种是“铜山铅”，系指含方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等的多金属矿；还一种是“草节铅”，可能是指结晶粗大的方铅矿。由于铅矿中多含有银，古代为了提取白银，因此大量开采并冶炼铅。中国是最早发明炼锌的国家。古代称锌为“倭铅”。炼锌，据史料记载至迟在10世纪的五代就已能冶炼。贵州赫章志上即有该县妈姑地区在五代后汉高祖天福年间(公元947年)开始炼锌的记载。明代宋应星在《天工开物》中也有叙述，用炉甘石作原料，用坩埚冶炼，书中附有图。明、清时锌主要用配制黄铜，供铸钱及制造各种器皿用。约在17世纪初开始向欧洲出口锌锭。1745年从广州装运锌锭的一艘船在瑞典哥德堡触礁沉没，1872年被打捞起一部分锌锭，经分析锌含量达98.99%，可见当时中国冶炼锌的水平是相当高的。中国古代不仅对铅锌的冶炼和利用有重要创举，而且很早就认识了铅锌矿的产出分带性。在《管子·地数篇》中就记载“上有陵石者，下有铅锡赤铜”，“上有铅者，其下有银”。当代许多铅锌矿床的勘查有不少的矿区都是通过古矿硐和冶炼炉渣遗址等发现的。近百年来，在旧中国时期铅锌业基础薄弱，只有几个规模小的矿山和工厂，采矿、选矿、冶炼基本上土法生产，最高年产量，铅8900t、锌7100t。新中国成立后，铅锌业发展很快。经过40多年来的大规模地质勘查，探明了丰富的铅锌矿产资源，建设了一大批国营大中型铅锌矿山和冶炼厂，形成了较大的采选冶生产能力，产量居于世界前列。1996年铅精矿(金属含量，下同)产量64.3万t，锌精矿(金属含量，下同)产量112.1万t。铅锌金属产量(含矿产产量和杂产产量)：铅70.6万t，居世界第2位；锌118.4万t，居世界第1位。现在不仅满足国内需求，而且还出口铅锌产品，成为世界铅锌生产大国之一。4/48铅锌矿资源一、资源状况中国铅锌矿产资源丰富，截至1995年累计探明储量(金属量，下同)：铅4199.2万t，其中A+B+C级1161万t；锌10742.3万t，其中A+B+C级3447万t。现保有储量(截至1996年底)：铅3572.81万t，其中工业储量(A+B+C级，下同)占33.17%；锌9384.11万t，其中工业储量占36.93%。按中国储量级别A+B+C级储量与国外同期的储量基础相比(1995年)：中国铅1161万t，低于澳大利亚(3500万t)、美国(2200万t)、加拿大(1300万t)而排居第4位；锌3447万t，低于澳大利亚(6500万t)、加拿大(5600万t)、美国(5000万t)也居于第4位。二、储量分布中国铅锌矿产地，截至1996年底统计数据：铅732处，锌772处，有27个省、区、市发现并勘查了储量。其中，铅矿保有储量在150万t以上的有10个省、区，依次为云南609.71万t、广东412.97万t、内蒙古335.24万t、甘肃274.40万t、江西263.09万t、湖南246.75万t、四川200.56万t、广西181.22万t、陕西175.78万t、青海171.30万t，这10省区的合计储量占全国铅储量的80%。锌矿储量在200万t以上的有13个省、区，依次为云南2053.20万t、内蒙古1274.63万t、甘肃848.09万t、广西697.58万t、广东664.35万t、湖南641.84万t、四川513.68万t、河北383.27万t、江西367.30万t、陕西294.10万t、青海240.38万t、浙江238.46万t、福建221.87万t，这13省区的合计储量占全国锌储量的90%。全国铅锌矿分布及主要矿产地储量、利用情况见图3.8.1和表3.8.4。铅锌矿储量在东部、中部、西部三大经济地带分布比例：东部沿海地区，铅占26.2%、锌占25.2%；中部地区，铅占30.8%、锌占30.7%；西部地区，铅占43%、锌占44.1%。三、资源特点中国铅锌矿产资源有以下主要特点：1)矿产地分布广泛，但储量主要相对集中几个省区。目前，已有27个省、区、市发现并勘查了铅锌资源，但从富集程度和现保有储量来看，主要集中于6个省区，铅锌合计储量＞800万t的省区依次为云南2662.91万t、内蒙古1609.87万t、甘肃1122.49万t、广东1077.32万t、湖南888.59万t、广西878.80万t，合计为8239.98万t，占全国铅锌合计储量12956.92万t的64%。从三大经济地区分布来看，主要集中于中西部地区，铅储量占73.8%，锌储量占74.8%。2)成矿区域和成矿期也较相对集中。从目前已勘探的超大型、大中型矿床分布来看，主要集中在滇西、川滇、西秦岭—祁连山、内蒙古狼山和大兴安岭、南岭等五大成矿集中区。成矿期主要集中在燕山期和多期复合成矿期。据《中国内生金属成矿图说明书》统计的铅锌矿床的成矿期，前寒武期占6%、加里东期占3%、海西期占12%、印支期占1.3%、燕山期占39%、喜马拉雅期占0.7%、多期占38%。3)大中型矿床占有储量多，矿石类型复杂。在全国700多处矿产地中，大中型矿床的铅、锌储量分别占81.1%和88.4%。矿石类型多样，主要矿石类型有硫化铅矿、硫化锌矿、氧化铅矿、氧化锌矿、硫化铅锌矿、氧化铅锌矿以及混合铅锌矿等。以锌为主的铅锌矿床和铜锌矿床较多，而铅为主的铅锌矿床不多，单铅矿床更少。5/484)铅锌矿床物质成分复杂，共伴生组分多，综合利用价值大。大多数矿床普遍共伴生Cu、Fe、S、Ag、Au、Sn、Sb、Mo、W、Hg、Co、Cd、In、Ga、Ge、Se、Tl、Sc等元素。有些矿床开采的矿石，伴生元素达50多种。特别是近20年来，通过综合勘查和矿石物质成分研究，证实许多铅锌矿床中含银高，成为铅锌银矿床或银铅锌矿床，其银储量占全国银矿总储量的60%以上，在采选冶过程中综合回收银的产量，占全国银产量的70%～80%，金的储量和产量也相当可观。5)贫矿多、富矿少，结构构造和矿物组成复杂的多、简单的少。目前开采的矿床，铅锌平均品位3.74%，锌高于铅，铅锌比为1∶2.5，国外多为1∶1.2。矿石组分复杂，有的入选矿石达30多种矿物，不少矿石嵌布粒度细微，结构构造复杂，属难选矿石类型，给选矿带来了困难。图3.8.1中国铅锌矿分布图表3.8.4中国铅锌矿主要产地一览表储量单位：铅万t/锌万t6/487/488/489/4810/4811/4812/48铅锌矿资源地质特征一、矿床时空分布及成矿规律我国铅锌矿床虽然在各地质时代均有分布，但有相对集中分布的地质时代和成矿期。据《中国有色金属矿山地质》(地质出版社，1991)统计的铅锌矿分布的地层时代：前震旦纪占19%、震旦纪占11%、寒武纪—志留纪占15%、泥盆纪—二叠纪占46%、三叠纪—白垩纪占8%、第四纪占1%。从成矿期来看，据《中国内生金属成矿图说明书》统计的中国铅锌矿床成矿期：前寒武占6%、加里东占3%、海西占12%、印支占1.3%、燕山占39%、喜马拉雅占0.7%、多期占38%。空间分布，超大型、大中型铅锌矿床和铅锌成矿区带，主要集中分布在滇川地区(特别滇西兰坪地区)、秦岭—祁连山地区、内蒙古狼山—渣尔泰地区和大兴安岭区带以及南岭地区。我国铅锌成矿规律仍是目前矿床地质研究的重要课题之一，许多问题有待进一步研究。从铅锌成矿区带的分布和矿床产出，除上述时空分布基本状况外，还有以下一些规律和特点：1)主要类型矿床(田)所处的成矿环境和分布具有一定的规律性。分布广泛、规模巨大的碳酸盐岩型矿床(田)的成矿环境，多数产于地台地区，少数分布于冒地槽区域里。局限的沉积盆地较之开放的沉积盆地更有利于碳酸盐岩型铅锌矿的形成。含矿地层，南方的含矿地层多为上震旦系、泥盆系、石炭系；东北地区的含矿地层多为中元古界及寒武系—奥陶系。分布的地区，主要集中于湘、桂、粤、滇、川、黔、辽吉、塔里木西北及西南边缘。泥岩-细碎屑岩型铅锌矿床(田)，多数产于褶皱带中的冒地槽类复理式沉积环境中，而且出现的矿床具有成群成带和矿床规模较大的特点。如内蒙古狼山元古宙冒地槽中的炭窑口、霍各乞、东升庙、甲生盘等矿床。产于秦岭海西-印支冒地槽中的西成-凤太铅锌矿带，更是