冀東豆子溝鐵礦石工藝礦物學特征

李 晶 許英霞 甘德清 劉殿龍 郭勃巍 李占金

(華北理工大學礦業(yè)工程學院，河北 唐山 063009)

冀東豆子溝鐵礦石工藝礦物學特征

李 晶 許英霞 甘德清 劉殿龍 郭勃巍 李占金

(華北理工大學礦業(yè)工程學院，河北 唐山 063009)

冀東豆子溝鐵礦石鐵品位為35.80%，鐵主要以磁鐵礦形式存在，其次為赤鐵礦、碳酸鐵，脈石礦物主要為石英、角閃石和輝石。為給該礦石開發(fā)利用提供依據(jù)，對其進行了工藝礦物學分析。結(jié)果表明：礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，其次為自形晶粒結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以條紋狀和條帶狀構(gòu)造為主，其次為片麻狀構(gòu)造。磁鐵礦主要呈半自形—他形粒狀賦存于石英等脈石礦物中，少數(shù)呈八面體型或立方體型賦存于石英或角閃石等脈石礦物中。礦石中磁鐵礦嵌布粒度微細，64.01%的磁鐵礦分布在0.02～0.16 mm粒級，12.59%分布在-0.02 mm粒級，這部分磁鐵礦需細磨才能實現(xiàn)單體解離，但細磨容易造成泥化影響選礦指標，故建議采用階段磨礦階段選別工藝。

豆子溝鐵礦石 工藝礦物學 嵌布特征

沉積變質(zhì)型鐵礦床是我國最重要的鐵礦床類型，其查明儲量占我國總儲量的48%[1]，而冀東地區(qū)是我國鐵礦資源最主要的分布區(qū)，也是沉積變質(zhì)型鐵礦床分布較為集中的地區(qū)[2-3]。冀東地區(qū)鐵礦床總數(shù)可達200多處，礦床類型多樣，但以沉積變質(zhì)型鐵礦為主[4-7]。沉積變質(zhì)型鐵礦石鐵品位低，以貧礦為主，極少見富礦，選冶技術(shù)條件難度大[8-11]。豆子溝鐵礦是冀東地區(qū)典型的沉積變質(zhì)型鐵礦床，為含沉積巖的火山巖系-硅鐵建造。礦區(qū)主要出露地層為太古界變質(zhì)巖系遵化群，巖性以斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖為主。其礦體受復背斜控制，其核部為含磁鐵主礦層。本研究對豆子溝鐵礦石中具有代表性的礦樣進行了工藝礦物學特性研究，以期為該礦石的選礦工藝研究提供礦物學基礎(chǔ)。

1 礦石物質(zhì)組成

豆子溝鐵礦石主要為磁鐵石英巖和含磁鐵角閃斜長片麻巖。其礦物組成簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦，含量為20%～60%，其次為赤鐵礦，含量一般介于1%～3%之間，另可見少量黃鐵礦和黃銅礦等。脈石礦物以石英為主，含量為30%～80%，其次為少量單斜輝石和普通角閃石等，局部可見斜長石。對礦石進行化學多元素分析和鐵物相分析，結(jié)果分別見表1和表2。

表1 礦石化學多元素分析結(jié)果

Table 1 Main chemical composition analysis of the ore

%

表2 礦石鐵物相分析結(jié)果

Table 2 Iron phase analysis of the ore

%

表1表明：礦石鐵含量為35.80%；主要雜質(zhì)為SiO2、CaO、MgO、Al2O3等，SiO2含量為54.77%；有害組分P含量較高。

從表2可以看出：礦石中鐵主要賦存于磁鐵礦中，磁鐵礦中鐵的分布率為93.77%；其次為赤鐵礦中鐵和碳酸鐵，分布率分別為2.99%和2.63%；此外硅酸鐵和硫化鐵的分布率僅為0.46%和0.15%。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1 礦石結(jié)構(gòu)

(1)半自形—他形晶粒結(jié)構(gòu)。礦石中磁鐵礦多呈半自形—他形粒狀，且半自形粒狀相對多見，可見少量他形磁鐵礦形成粒狀集合體，呈聚粒狀鑲嵌于石英、輝石等脈石礦物中。此外，可見少量黃鐵礦和黃銅礦交代磁鐵礦，被磁鐵礦包裹的現(xiàn)象。

(2)自形晶粒結(jié)構(gòu)。少量細粒磁鐵礦呈八面體型或立方體型自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖1(a))鑲嵌于石英為主的脈石礦物中。

(3)壓碎結(jié)構(gòu)。少量磁鐵礦顆粒可見不規(guī)則裂隙，呈破碎鋸齒狀(圖1(b))，并且局部可見磁鐵礦被挫碎成極細的磁鐵礦細末(圖1(c))，這是鐵礦石受到構(gòu)造應(yīng)力作用或發(fā)生糜棱巖化而產(chǎn)生的。

圖1 礦石結(jié)構(gòu)特征

(4)交代殘留結(jié)構(gòu)。鏡下局部可見黃鐵礦或黃銅礦從磁鐵礦顆粒核心向邊緣交代，僅可見磁鐵礦殘余邊緣，而磁鐵礦仍保留有較清晰的結(jié)構(gòu)外形，形成交代殘留結(jié)構(gòu)(圖1(d))。

2.2 礦石構(gòu)造

(1)條紋狀構(gòu)造。礦石中磁鐵礦與石英等形成寬度小于3 mm的條紋，形成了典型的條紋狀構(gòu)造，是豆子溝鐵礦石常見的構(gòu)造類型(圖2(a))。

(2)條帶狀構(gòu)造。礦石中磁鐵礦與石英、輝石等脈石礦物形成明暗相見的條帶，條帶寬>3 mm，具一定定向性和很好的延續(xù)性(圖2(b))。

(3)片麻狀構(gòu)造。磁鐵礦顆粒較粗，并有明顯的拉長現(xiàn)象，呈一定定向性排列，而石英與磁鐵礦呈斷續(xù)相間排列，形成片麻狀構(gòu)造(圖2(c))。

圖2 礦石構(gòu)造特征

3 主要礦物的嵌布特征

3.1 磁鐵礦

磁鐵礦為礦石中主要的含鐵礦物，與石英等脈石礦物的嵌布關(guān)系相對簡單。磁鐵礦主要呈半自形—他形粒狀、自形八面體型或立方體型賦存于石英或角閃石等脈石礦物中(圖3(a))，粒度相對較小，以0.01～0.4 mm居多；部分長條狀磁鐵礦呈間斷定向排列而形成片麻狀構(gòu)造(圖3(b))，此類磁鐵礦顆粒相對較粗，其長軸在0.15～2.5 mm間均有分布，短軸寬0.04～1 mm；少量磁鐵礦顆粒被黃鐵礦與黃銅礦自內(nèi)部呈他形粒狀交代(圖3(c))，形成交代殘留結(jié)構(gòu)，三者的背散射圖像中灰度接近，較難分辨。

圖3 礦石主要金屬礦物背散射圖

3.2 赤鐵礦

赤鐵礦主要呈半自形—他形粒狀或針狀賦存，部分或完全交代磁鐵礦。掃描電鏡下，赤鐵礦與磁鐵礦灰度類似，未能分辨。

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦主要呈他形粒狀分布于石英等脈石礦物中，粒徑一般為0.03～0.1 mm。少量黃鐵礦交代磁鐵礦顆粒，少見黃銅礦交代黃鐵礦(圖3(d))。

3.4 黃銅礦

黃銅礦在礦石中含量較低，小于<1%，局部可見黃銅礦呈蠕蟲狀與黃鐵礦共同交代磁鐵礦，其粒徑僅5～10 μm，并且黃銅礦幾乎均與黃鐵礦共生存在。

3.5 石 英

石英是礦石中最主要的脈石礦物，主要呈半自形—他形粒狀，粒徑一般在0.5～2 mm，主要形成條帶狀構(gòu)造中的淺色條帶。

3.6 角閃石

角閃石是礦石中的重要脈石礦物，含量一般為2%～10%。由于礦石中鐵含量較高，因此其中大部分角閃石主要為鐵閃石，多呈柱狀或針柱狀集合體分布，其粒徑范圍為0.1～0.6 mm。

3.7 輝 石

輝石在礦石中相對少見，多為單斜輝石，含量一般小于2%，多呈半自形—他形粒狀，粒度較小，部分發(fā)生綠泥石化。

4 磁鐵礦嵌布粒度分析

利用偏光顯微鏡，按過尺線測法對礦石中磁鐵礦的嵌布粒度進行測定，結(jié)果如表3所示。

表3 礦石中磁鐵礦的嵌布粒度

由表3可知，礦石中磁鐵礦的嵌布粒度主要在0.02～0.16 mm，其粒級含量為64.01%；另外，-0.02 mm粒級磁鐵礦含量為12.59%，而粒度大于0.32 mm的磁鐵礦占有率相對較少，僅為11.43%?？傮w來說，礦石中磁鐵礦的粒度偏細，因此，為了使有用礦物能夠充分的單體解離，需要強化鐵礦石的磨礦細度。

5 結(jié) 論

(1)豆子溝鐵礦石主要為磁鐵石英巖和含磁鐵角閃斜長片麻巖。礦石鐵品位為35.80%，鐵礦物主要是磁鐵礦、赤鐵礦，脈石礦物主要為石英、角閃石和輝石。

(2)礦石的結(jié)構(gòu)以半自形—他形晶粒狀為主，其次為自形晶粒結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)。磁鐵礦主要呈半自形—他形粒狀賦存于石英等脈石礦物中，少數(shù)呈八面體型或立方體型賦存于石英或角閃石等脈石礦物中。礦石構(gòu)造以條紋狀和條帶狀構(gòu)造為主，其次可見片麻狀構(gòu)造。

(3)礦石中磁鐵礦嵌布粒度微細，64.01%的磁鐵礦分布在0.02～0.16 mm粒級，12.59%分布在 -0.02 mm粒級，這部分磁鐵礦需細磨才能實現(xiàn)單體解離，但細磨容易造成泥化影響選礦指標，故建議采用階段磨礦階段選別工藝。

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(責任編輯 王亞琴)

Process Mineralogy of an Iron Ore from Douzigou，Eastern Hebei

Li Jing Xu Yingxia Gan Deqing Liu Dianlong Guo Bowei Li Zhanjin

(InstituteofMiningEngineering，NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063009，China)

The iron grade of iron ore from Douzigou，Eastern Hebei，is 35.80%.Iron mainly exists in form of magnetite，followed by hematite and iron carbonate.Gangue minerals are mainly quartz，hornblende and pyroxene.Process mineralogy characteristics of the ore were carried out，to provide technological basis for the development of the ore.The results showed that main mineral structure is hypidiomorphic-allotriomorphic structure，followed by euhedral-granular structure，crush structure and metasomatic relict structure.While the ore textures is mainly streaky and banded texture，followed by gneissic texture.Magnetite mainly disseminated among gangue minerals，like quartz，in form of hypidiomorphic-allotriomorphic structure，few octahedral or cube was hosted in gangue minerals.The granule of the magnetite in ore is so tiny that 64.01% is distributed in 0.02～0.16 mm，12.59% in -0.02 mm.Thus the magnetite with smaller particle size needs fineness grinding to be liberated.It is necessary to adopt the process of stage-grinding and stage separation to prevente argillization on beneficiation indexes caused by pulverizeng impact.

Douzigou iron ore，Process mineralogy，Dissemination characteristics

2015-07-04

國家自然科學基金項目(編號：51374087)，河北省自然科學基金項目(編號：E2015209176)。

李 晶(1991—)，女，碩士研究生。通訊作者 許英霞(1973—)女，副教授，博士研究生。

TD913

A

1001-1250(2015)-10-100-04