安徽某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究

王 歡 周賀鵬

（江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院）

工藝礦物學(xué)研究可以利用掃描電鏡、電子探針、MLA、XRD 等現(xiàn)代檢測(cè)方法[1-3]，對(duì)礦石的化學(xué)成分及含量、礦物物相、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物嵌布特征等重要性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的分析[4-6]。安徽某鐵礦石隨著開采深度的變化，礦石性質(zhì)也有較大的差異，為了研究礦石性質(zhì)變化對(duì)選礦指標(biāo)的影響，對(duì)其進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，研究結(jié)果為提高選礦技術(shù)指標(biāo)及現(xiàn)場(chǎng)技改設(shè)計(jì)提供科學(xué)的礦物學(xué)依據(jù)。

1 礦石物質(zhì)組成

1.1 礦石化學(xué)成分分析

礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1 可知，該鐵礦石TFe 品位37.85%，鐵是主要的有價(jià)元素；有害雜質(zhì)硫含量較低，磷含量偏高，礦石中主要雜質(zhì)為SiO2，燒失較高，為8.02%；其堿度為0.56，為半自熔性鐵礦石。

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1.2 礦石鐵物相分析

礦石鐵物相分析結(jié)果見表2。

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由表2 可知，礦石中的鐵礦物以磁鐵礦為主，其鐵分布率達(dá)85.19%；其次是赤褐鐵礦、碳酸鐵，其他鐵礦物含量較少。

1.3 礦石礦物組成及含量

對(duì)礦石進(jìn)行顯微鏡分析，礦石的礦物組成及相對(duì)含量見表3。

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由表3可知，有用鐵礦物磁鐵礦含量44.90%，次要鐵礦物赤鐵礦含量為5.14%；脈石礦物以鐵白云石和云母為主，含量分別為13.80%和10.46%，其次為輝石、石英，含量分別為6.77%、5.98%，其他礦物含量較少。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

該礦石的構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造和層狀構(gòu)造2種。磁鐵礦多呈塊狀集合體產(chǎn)出，與云母、灰白色的長(zhǎng)石、石英等脈石礦物形成致密塊狀；白色的碳酸鹽、長(zhǎng)石等脈石礦物與黑色的磁鐵礦互相嵌布，形成層狀構(gòu)造。

礦石的結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)及片狀、鱗片狀結(jié)構(gòu)等。磁鐵礦和黃鐵礦主要以自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)嵌布，碳酸鹽和石英等脈石礦物也多呈粒狀結(jié)構(gòu)；磁鐵礦呈斑狀集合體嵌布，其中包含細(xì)粒脈石礦物，具斑狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)；磁鐵礦部分被赤鐵礦交代，形成半假象礦，具交代結(jié)構(gòu)；部分磁鐵礦呈細(xì)粒浸染狀嵌布于脈石礦物中，呈浸染狀結(jié)構(gòu)；黑云母和綠泥石多呈片狀并形成集合體。

3 礦石主要礦物嵌布特征

3.1 金屬礦物

（1）磁鐵礦。磁鐵礦為礦石中主要的鐵礦物，主要呈自形、半自形粒狀集合體形式嵌布于脈石礦物中，具粒狀結(jié)構(gòu)（圖1（a）），部分磁鐵礦呈粒狀集合體嵌布，集合體中常常包裹細(xì)粒脈石礦物，具粒狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)（圖1（b）），部分磁鐵礦被赤鐵礦交代，形成半假象礦，具交代結(jié)構(gòu)（圖1（c）），另有部分粗粒磁鐵礦呈斑狀集合體嵌布，其中包含細(xì)粒脈石礦物，具斑狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)（圖1（d）），部分磁鐵礦呈細(xì)粒浸染狀嵌布于脈石礦物中，具浸染狀結(jié)構(gòu)（圖1（e））。

（2）赤鐵礦。赤鐵礦為礦石中次要鐵礦物，含量相對(duì)較少。礦石中的赤鐵礦主要為次生假象礦，少量為原生礦。赤鐵礦呈不規(guī)則狀沿著磁鐵礦的邊緣和裂隙交代，形成半假象赤鐵礦（圖2（a））,部分假象赤鐵礦呈斑狀嵌布，其中有脈石礦物（圖2（b））,少量原生赤鐵礦呈細(xì)粒浸染狀嵌布于脈石礦物中（圖2（c）。

（3）黃鐵礦。黃鐵礦為礦石中主要的硫化物，含量較少。礦石中的黃鐵礦主要呈自形—他形粒狀嵌布于脈石礦物中（圖3（a）），部分黃鐵礦呈不規(guī)則狀與磁鐵礦、脈石礦物緊密共生（圖3（b））。

3.2 脈石礦物

（1）碳酸鹽。碳酸鹽礦物是礦石中含量最多的脈石礦物，主要為鐵白云石，少量為方解石和菱鐵礦。礦石中的碳酸鹽礦物主要呈粒狀集合體嵌布并形成斑狀，其中包含細(xì)粒鐵礦物、石英和黑云母，具斑狀結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)（圖4（a）），部分碳酸鹽礦物呈粒狀集合體與長(zhǎng)石、鐵礦物共生嵌布（圖4（b）），少量碳酸鹽礦物呈自形晶菱形與石英共生嵌布（圖4（c））。

（2）云母。云母是礦石中含量較多的硅酸鹽礦物，礦石中的云母主要為黑云母，少量為白云母和絹云母。黑云母主要呈自形晶狀與碳酸鹽礦物共生嵌布（圖5（a）），部分黑云母呈片狀嵌布，其中包裹鐵礦物和金紅石（圖5（b）），白云母呈柱狀集合體嵌布，并與鐵礦物、碳酸鹽緊密共生（圖5（c）），絹云母常呈鱗片狀集合體嵌布，主要是交代長(zhǎng)石的產(chǎn)物（圖5（d））。

（3）輝石。輝石是礦石中的硅酸鹽礦物，礦石中地輝石主要為頑輝石，常呈板柱狀與鐵礦物和黑云母共生嵌布（圖6）。

（4）石英。石英是礦石中的主要脈石礦物之一，石英主要呈不規(guī)則粒狀集合體嵌布，并與碳酸鹽礦物、鐵礦物緊密共生（圖7（a）），部分石英呈他形粒狀與鐵礦物共生嵌布（圖7（b））。

（5）其他脈石。長(zhǎng)石是礦石中的硅酸鹽礦物，含量相對(duì)較少，主要為鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石。礦石中的長(zhǎng)石呈自形晶板狀嵌布，少量被絹云母交代發(fā)生次生蝕變（圖5（d）），長(zhǎng)石中常包含鐵礦物和磷灰石（圖8（a））。磷灰石是礦石中主要的含磷礦物，主要呈自形晶柱狀嵌布于碳酸鹽礦物中（圖8（b））。綠泥石是礦石中的硅酸鹽礦物，含量較少，礦石中的綠泥石主要呈片狀集合體與長(zhǎng)石、鐵礦物共生嵌布（圖8（c））。

4 礦石主要礦物工藝粒度分析

對(duì)礦石中的主要鐵礦物磁鐵礦、赤鐵礦和主要脈石礦物碳酸鹽礦物、云母進(jìn)行工藝粒度分析（表4）。分析結(jié)果表明：主要有用鐵礦物磁鐵礦呈細(xì)粒嵌布，在-0.07 mm 粒級(jí)的分布率為77.03%，次要礦物赤鐵礦結(jié)晶粒度更為細(xì)小，幾乎全部分布在-0.07 mm 粒級(jí)；而主要脈石礦物碳酸鹽、云母的嵌布粒度較粗，在+ 0.07 mm 粒級(jí)的分布率分別為65.28%，55.02%，有用礦物和脈石礦物這種粒度上的差異有利于選礦工藝磨選、粗粒拋尾。

5 推薦選礦工藝

由工藝礦物學(xué)研究分析可知，該礦石主要回收的有用礦物為磁鐵礦，可采用磨礦—弱磁選工藝，同時(shí)依據(jù)“多碎少磨”原則，可在入磨前進(jìn)行粗粒磁選預(yù)先拋廢，以減少磨礦處理量，降低能耗。此外，該鐵礦石嵌布粒度細(xì)，同時(shí)嵌布粒度不均勻，建議選擇階段磨礦、階段選別工藝。因此，推薦給礦—粗粒磁選—磨礦—弱磁選—磨礦—弱磁選工藝流程。

6 結(jié) 論

（1）安徽某鐵礦石主要有價(jià)元素為鐵，鐵礦石TFe品位37.85%，有害雜質(zhì)硫含量較低，磷含量偏高，礦石中主要雜質(zhì)為SiO2，為半自熔性鐵礦石。礦石中的鐵礦物以磁鐵礦為主，其次是赤褐鐵礦、碳酸鐵，其他鐵礦物含量較少。脈石礦物以鐵白云石和云母為主，其次為輝石、石英，其他礦物含量較少。

（2）礦石的構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造和層狀構(gòu)造2種，礦石的結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)、片狀及鱗片狀結(jié)構(gòu)等。

（3）礦石中的磁鐵礦和赤鐵礦呈細(xì)粒嵌布，而主要脈石礦物碳酸鹽、云母的嵌布粒度較粗，有用礦物和脈石礦物這種粒度上的差異有利于選礦工藝磨選、粗粒拋尾。

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（4）該礦石的選別推薦給礦—粗粒磁選—磨礦—弱磁選—磨礦—弱磁選工藝流程。