湖北某鐵礦石的工藝礦物學(xué)研究*

王 芳 胡鐵鳴 朱 丹 黃 鵬 閔 會 張 玲 曾文浩 劉 爽

（1.湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心；2.自然資源部稀土稀有稀散礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.湖北省自然資源廳測繪應(yīng)急保障中心）

湖北省鐵礦資源豐富，分布廣泛［1］，其中鄂東某矽卡巖型鐵礦床開采歷史悠久，生產(chǎn)前和生產(chǎn)過程中工藝礦物學(xué)和選冶試驗(yàn)研究充分［2-5］。隨著開采深度的增加，礦石性質(zhì)發(fā)生了較大變化，需要對未來數(shù)年將開采的礦石進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐［6］。因此，公司采集有代表性礦石開展了工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石的化學(xué)成分

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1 可知，礦石中主要有價成分為鐵，含量為38.80%；磁性鐵含量為36.25%，磁性鐵占全鐵的93.43%；礦石的Cu、Co 和S 含量分別為0.23%、0.01%和2.28%，具有綜合回收價值；礦石的主要雜質(zhì)成分SiO2、CaO、MgO 的含量分別為17.65%、8.66% 和4.00%；有害成分P含量僅為0.07%。

2 礦石的礦物組成

礦石的礦物組成分析結(jié)果見表2。

由表2 可知，礦石中的金屬礦物成分較簡單，主要為磁鐵礦，占礦物總量的54.98%；其次為黃鐵礦和黃銅礦，分別占礦物總量的3.07%和1.40%；磁黃鐵礦少量，占0.75%。主要脈石礦物有透輝石、方解石、金云母、斜長石、綠泥石等。

3 礦石的類型與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

按礦石的自然類型可稱為3種類型的鐵礦石：按鐵礦物種類可劃分為磁鐵礦石；按脈石礦物種類可劃分為鎂矽卡巖型鐵礦石；按礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可劃分為致密塊狀或浸染狀鐵礦石。

礦石的構(gòu)造以致密塊狀為主，可見少量浸染狀構(gòu)造。礦石中磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及黃銅礦多為致密塊狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦顆粒連續(xù)性好，其間少量被脈石礦物充填。礦石中少量磁鐵礦呈半自形粒狀—他形粒狀晶浸染狀分布于礦石中。

礦石的結(jié)構(gòu)有半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)及固溶體分離結(jié)構(gòu)。礦石中磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦多呈半自形粒狀—他形粒狀分布；閃鋅礦呈乳滴狀固溶體分離結(jié)構(gòu)分布于黃銅礦、磁鐵礦中；還可見磁黃鐵礦呈不規(guī)則狀分布于黃銅礦中。

4 主要金屬礦物的粒度分析

礦石中主要金屬礦物的粒度分析結(jié)果見表3。

由表3可知，磁鐵礦的顆粒較粗，+150 μm粒級分布率占76.17%；黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦的顆粒較細(xì)，其中磁黃鐵礦的粒度非常細(xì)，+150 μm 粒級分布率僅占5.61%。

5 礦石中主要礦物的嵌布特征

（1）磁鐵礦。磁鐵礦是礦石中最主要的金屬礦物，呈半自形—他形粒狀，粒徑一般為0.1～0.2 mm，最小為0.08 mm，最大為2 mm，大部分顆粒組成集合體，其中包含脈石礦物、磁黃鐵礦及閃鋅礦等。

（2）黃鐵礦。黃鐵礦是礦石中主要的金屬硫化物，呈半自形—他形粒狀，粒徑一般為0.25～2 mm，最小為0.08 mm，最大為2.8 mm，與磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦連生（圖1），或分布于磁鐵礦中。

（3）磁黃鐵礦。呈半自形—他形粒狀，粒徑一般為0.1～0.6 mm，最大為1.75 mm，零散分布于磁鐵礦顆粒中（圖2），與黃鐵礦、黃銅礦連生（圖3），或包含于黃銅礦中。

（4）黃銅礦。黃銅礦是礦石中主要的銅礦物，呈他形粒狀，粒徑一般為0.15～0.65 mm，最大為3.2 mm，與黃鐵礦、磁黃鐵礦連生（圖3），或包含于磁黃鐵礦中，或沿黃鐵礦邊緣分布（圖4），或分布于脈石礦物顆粒間。

（5）閃鋅礦。閃鋅礦呈乳滴狀、他形粒狀，顆粒細(xì)小，粒徑一般為0.02～0.05 mm，最大為0.08 mm，主要包含于黃銅礦中（圖5）。

（6）金云母。金云母是礦石中最主要的脈石礦物，呈片狀，鏡下淺黃色、綠色，沿金云母解理縫或邊緣綠泥石化（圖6），有的完全被綠泥石交代，片徑一般為0.25～0.72 mm，最小為0.04 mm，最大為2 mm，零散分布于金屬礦物之間或組成集合體分布于金屬礦物之間。

（7）透輝石。透輝石是礦石中主要的脈石礦物，呈半自形粒柱狀，鏡下呈無色，粒徑一般為0.32～1.1 mm，最小為0.10 mm，最大為4.4 mm，零散分布于金屬礦物之間或分布于圍巖中（圖7）。

（8）方解石。方解石是礦石中的主要的脈石礦物，呈他形粒狀，零散分布于金屬礦物之間，或呈脈狀穿插分布于礦石或圍巖中。

（9）斜長石。斜長石呈半自形板粒狀，粒徑一般為0.88～1.65 mm，最小為0.15 mm，最大為4 mm，主要分布于圍巖中（圖8）。

6 主要礦物解離情況及連生關(guān)系

在礦石碎至1～0 mm 情況下進(jìn)行了主要礦物解離情況及連生關(guān)系研究。

（1）磁鐵礦。磁鐵礦的解離及連生情況見表4及表5。

由表4、表5 可知，礦石碎至1～0 mm 情況下，磁鐵礦的解離度較高，連生關(guān)系以與金云母及透輝石、黃銅礦等礦物的兩相及多相連生為主。

（2）黃鐵礦。黃鐵礦的解離及連生情況見表6、表7。

由表6、表7 可知，礦石碎至1～0 mm 情況下，黃鐵礦的解離情況不及磁鐵礦，連生情況較復(fù)雜，以與磁鐵礦的兩相連生及多相連生為主，其次為與方解石等礦物的兩相連生。

（3）黃銅礦。黃銅礦的解離及連生情況見表8、表9。

由表8、表9 可知，礦石碎至1～0 mm 情況下，黃銅礦的解離情況與黃鐵礦相當(dāng)，連生情況較為復(fù)雜，以與磁鐵礦的兩相及多相連生為主，其次為與石英等礦物的兩相連生。

（4）磁黃鐵礦。磁黃鐵礦的解離情況見表10、表11。

由表10、表11 可知，礦石碎至1～0 mm 情況下，磁黃鐵礦的解離度非常低，連生關(guān)系以與磁鐵礦的兩相及多相連生為主，其次為與黃鐵礦等礦物的多相連生。

（5）閃鋅礦。閃鋅礦的解離情況見表12、表13。

由表12、表13 可知，礦石碎至1～0 mm 情況下，閃鋅礦的解離度非常低，連生情況復(fù)雜，以與黃銅礦及磁鐵礦的兩相及多相連生為主。

7 推薦選礦工藝

根據(jù)礦石的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，可知礦石分選主要可獲得鐵精礦、硫精礦及銅精礦，首先可通過浮選工藝進(jìn)行銅硫混浮，銅硫混合精礦通過濃縮脫藥后再進(jìn)行銅硫浮選分離，得到銅精礦和硫鈷精礦；浮選尾礦可通過弱磁粗選、分級、中礦再磨、弱磁精選流程獲得鐵精礦。

8 結(jié)論

（1）礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦少量；脈石礦物主要為透輝石、金云母、方解石及斜長石等。礦石的結(jié)構(gòu)為半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)和固溶體分離結(jié)構(gòu)；構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主。

（2）礦石中磁鐵礦的顆粒較粗，以+150 μm 為主，黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦粒徑逐漸變細(xì)。

（3）礦石碎至1～0 mm 情況下，磁鐵礦主要與金云母、透輝石連生，黃鐵礦主要與磁鐵礦、方解石連生；黃銅礦主要與磁鐵礦、石英連生；磁黃鐵礦主要與磁鐵礦連生；閃鋅礦主要與黃銅礦、磁鐵礦連生。

（4）礦石中的鐵主要賦存在磁鐵礦中，銅主要賦存在黃銅礦中，硫主要賦存在黃鐵礦、磁黃鐵礦中，通過銅硫混浮再分離、浮選尾礦弱磁選工藝可以得到銅精礦、硫精礦及鐵精礦。