肖家營(yíng)中低品位磷礦中倍半氧化物賦存狀態(tài)分析

肖 喆,楊紹斌,龐建濤,趙 雷

(云南磷化集團(tuán)研發(fā)中心?？诹椎V,云南 昆明 650013)

0 引 言

肖家營(yíng)磷礦區(qū)位于晉寧縣西邊,為一大型寒武系沉積型磷礦床,其中多半為中低品位磷塊巖,而中低品位磷塊巖中50%左右為白云質(zhì)磷塊巖,是晉寧450萬(wàn)噸/年選礦廠重要的原礦供應(yīng)基地.為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的磷精礦,降低磷精礦中倍半氧化物的含量,測(cè)定中低品位磷塊巖中的倍半氧化物的含量及其賦存狀態(tài)、嵌布關(guān)系已成為磷資源開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)課題.

1 礦樣分析

采自肖家營(yíng)礦區(qū)待云侍和大石巖二個(gè)掌子面上層礦上部的白云質(zhì)磷塊巖,每個(gè)點(diǎn)礦樣重100 kg.

1.1 原礦化學(xué)成分分析

原礦分析,分析結(jié)果見(jiàn)表1.

表1 原礦多元素化學(xué)分析

1.2 粒度篩析分析

將兩種原礦磨至-1 mm,分別對(duì)其進(jìn)行粒度篩析試驗(yàn),其結(jié)果見(jiàn)表2,表3.料徑分配率見(jiàn)圖1～4.

表2 待云寺原礦(-1 mm)粒度篩析結(jié)果

表3 大石巖原礦(-1 mm)粒度篩析結(jié)果

圖1 待云寺Fe2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖2 待云寺Al2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖3 大石巖Fe2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖4 大石巖Al2O3含量不同篩析粒徑分配率

從圖1至圖4分析可知,Fe2O3和Al2O3在不同篩析粒徑中單個(gè)的分配率變化很相似,這是因?yàn)镕e2O3主要賦存的褐鐵礦與Al2O3主要賦存的粘土都有易磨、呈顆粒狀分散嵌布于白云質(zhì)磷塊巖中且顆粒粒徑小的共同特點(diǎn).

1.3 原礦礦物成分分析

利用偏光顯微鏡分析,上層礦頂部的白云質(zhì)磷塊巖主要礦物是膠磷礦、白云石,次要礦物石英、方解石和少量的粘土類礦物(主要是高嶺石、次要的是白云母)、褐鐵礦.

利用偏光顯微鏡,直線法測(cè)得主要礦物含量如表4.

1.4 倍半氧化物賦存狀態(tài)測(cè)定

根據(jù)以上各粒級(jí)的成分分析及礦物種類分析結(jié)果,把能被單體解離出的礦物被看成為單體,即被包裹物的最大粒度確定為0.010 mm.膠磷礦、碳酸鹽礦物、通過(guò)挑樣選擇單礦物,用化學(xué)方法分析各成分含量如下:

表4 主要礦物含量表

a. 待云寺.膠磷礦(w/%):含P2O539.26,MgO 0.33,CaO 52.70,Fe2O30.28,Al2O30.66.

碳酸鹽脈石礦物(w/%):含MgO 20.95,CaO 29.34,Fe2O30.77 ,SiO225.76,Al2O30.63.

b. 大石巖.膠磷礦(w/%):含P2O539.30,含MgO 0.37,CaO 52.70,Fe2O30.33,含Al2O30.33.

碳酸鹽脈石礦物(w/%):含MgO 19.73,CaO 29.56,Fe2O30.52,SiO225.76,Al2O30.43.

全層礦中主要考查組分在各礦物中的賦存狀態(tài),測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5.

2 倍半氧化物賦存狀態(tài)分析

2.1 褐鐵礦嵌布粒度分析

兩種礦石中褐鐵礦嵌布粒度測(cè)定見(jiàn)表6、表7.嵌布粒度圖見(jiàn)圖5、圖6.

表5 全層礦中主要考查組分在各礦物中的賦存狀態(tài)測(cè)定結(jié)果表[1]

表6 大石巖褐鐵礦嵌布粒度測(cè)量計(jì)算記錄表(直線線測(cè)法)

表7 待云寺褐鐵礦嵌布粒度測(cè)量計(jì)算記錄表(直線線測(cè)法)

圖5 大石巖褐鐵礦嵌布粒度圖

圖6 待云寺褐鐵礦嵌布粒度圖

2.2 褐鐵礦嵌布關(guān)系分析

褐鐵礦嵌布關(guān)系見(jiàn)圖7.鐵元素主要賦存在褐鐵礦中,少量Fe+3被粘土吸附,或以同質(zhì)類相存在于白云石中,因此,褐鐵礦在選礦中降Fe2O3時(shí)是主要的研究對(duì)象.膠磷礦呈褐色是因?yàn)槟z磷礦被褐鐵礦侵染[2].褐鐵礦以粒狀分散在白云質(zhì)磷塊巖中,顆粒大小主要集中在5 μm至150 μm;褐鐵礦與膠磷礦、白云石呈不規(guī)則狀鑲嵌或被膠磷礦包裹,被膠磷礦包裹的褐鐵礦占褐鐵礦總量的16%～19%.當(dāng)被包裹于膠磷礦的褐鐵礦粒徑小于10 μm[3]時(shí),選礦方法難以將褐鐵礦于膠磷礦分離,分離成本高,因此將此情況的褐鐵礦認(rèn)為是膠磷礦的一部分.由于褐鐵礦容易磨碎,經(jīng)磨碎后趨向集中于更小顆粒如7圖、8圖.根據(jù)嵌布粒度分析褐鐵礦粒徑在0.074 mm至0.0308 mm之間占70%～80%.因此,磨礦細(xì)度0.074 mm以下占85%左右比較好.

褐色膠磷礦(Clh),淺灰色白云石(Dol),白色石英(Qtz).膠磷礦顆粒呈凝膠狀,膠磷礦、白云石包裹少量褐鐵礦,呈不規(guī)則狀、分散狀.單偏光10×20

黑色膠磷礦(Clh),灰色白云石(Dol),黑色褐鐵礦(Lm).正交偏光10×10

褐色膠磷礦(Clh)呈塊狀、鮞粒結(jié)構(gòu),包裹微小顆粒的褐鐵礦(Lm)及呈黃鐵礦外形的褐鐵礦,還包裹玉髓(Cln)、石英(Qzt).單偏光10×10

2.3 粘土類礦物嵌布關(guān)系分析

粘土類礦物嵌布關(guān)系見(jiàn)圖8.粘土類礦物主要是高嶺石,次要是白云母,呈分散狀嵌布于白云質(zhì)磷塊巖中,Al2O3是主要賦存在粘土類礦物中.粘土粒徑大小主要分布在10 μm至60 μm,占粘土的40%至50%;顆粒微細(xì)(粒徑小于10 μm)被膠磷礦包裹的粘土占20%至30%.當(dāng)被包裹于膠磷礦的粘土類礦物粒徑小于10 μm時(shí),選礦方法難以將褐鐵礦于膠磷礦分離,分離成本高,因此將此情況的粘土類礦物認(rèn)為是膠磷礦的一部分.由于粘土類礦物容易磨碎,經(jīng)磨碎后趨向集中于更小顆粒.根據(jù)篩析粒度分析磨礦細(xì)度85%時(shí)0.030 8 mm以下Al2O3的分配率60%～70%.說(shuō)明呈微粒集合體產(chǎn)出的粘土基本被磨出而解離,因此,磨礦細(xì)度0.074 mm以下占85%左右比較好.

紫色膠磷礦(Clh),膠磷礦呈塊狀、鮞粒結(jié)構(gòu),包裹微小顆粒的呈黑色褐鐵礦(Lm)、呈藍(lán)色的粘土及灰黃色的白云石(Dol).正交偏光10×20(加石膏石板)

褐色膠磷礦(Clh),淺灰色白云石(Dol),白色石英(Qtz).膠磷礦顆粒呈凝膠狀,膠磷礦、白云石包裹少量粘土(Cla),呈細(xì)小板柱狀則狀、分散狀.正交偏光10×20

測(cè)量粘土粒徑,黑色膠磷礦(Clh),灰色白云石(Dol),少量黑色褐鐵礦(Lm).正交偏光10×20

3 結(jié) 語(yǔ)

a. 中低品位白云質(zhì)質(zhì)磷塊巖中,膠磷礦是含有少量Si、Al、Mg、Fe等有害組分的集合體,包裹粘土、褐鐵礦、白云石.b. 中低品位白云質(zhì)質(zhì)磷塊巖經(jīng)細(xì)磨后,粘土和褐鐵礦粒級(jí)的含量變化相似,呈細(xì)粒嵌布,趨向富集于更小顆粒.c. 膠磷礦主要呈細(xì)粒嵌布,磨至0.074 mm以下細(xì)度85%時(shí)解離性良好.

參考文獻(xiàn):

[1]黃志良.磷灰石礦物材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)版社,2008:52.

[2]許時(shí).礦石可選性研究[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007:36-8.

[3]石和彬.云南中低品位硅鈣質(zhì)磷塊巖工藝礦物學(xué)[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(3):5-8.