沙特阿拉伯ALANJEL公司磷礦工藝礦物學(xué)研究

趙 雷,楊紹斌,肖 喆,龐建濤

(云南磷化集團(tuán)有限公司,云南 昆明 650600)

0 引 言

沙特磷礦資源主要分布在西北部的沙漠地區(qū),礦區(qū)海拔一般為600～800 m,為海相沉積型磷塊巖礦床,成礦時代為白堊紀(jì)(K)與第三紀(jì)(E)之間(距今約7 000萬～1億年),含磷礦層平均厚度5 m左右,分為兩層礦,礦層埋藏深度大多在20～25 m之間,上覆巖層主要為石灰?guī)r(外觀相對疏松),礦石顏色為灰白色,與上下巖層無明顯的差異,礦層為近水平產(chǎn)出,厚度3～6 m,P2O5含量一般在16%～19%,少部分高至21%左右,MgO含量3.2%～6.5%,CaO含量34.8%～41.9%.

沙特磷礦資源發(fā)現(xiàn)于1965年,從1984年開始,美國、約旦等國的一些公司先后做了一些地質(zhì)及選礦試驗(yàn)工作.據(jù)沙特能源礦產(chǎn)部介紹,沙特磷礦資源全部分布在沙特北部,預(yù)計(jì)總資源儲量為80億t,其中:經(jīng)過探明或被證實(shí)的礦區(qū)有4個,資源儲量分別為2.5億t、2.13億t、1.5億t、0.24億t,總探明儲量為6.37億t.

1 沙特磷礦的物質(zhì)特征

沙特磷礦屬于硅-鈣型磷礦石(圖1),其主要的自然類型有:礫狀磷塊巖、白云質(zhì)磷塊巖、生物碎屑磷塊巖、含磷白云灰?guī)r.礦石中有用礦物組成以膠磷礦為主,其次為細(xì)晶磷灰石.脈石礦物主要有碳酸鹽礦物(白云石)、石英質(zhì)礦物、鐵碳質(zhì)礦物(褐鐵礦、黃鐵礦)及少量粘土類、長石類礦物.其代表樣的多元素分析見表1.

圖1 沙特磷礦石外觀物征照片

表1 樣品多元素分析

2 磷礦中主要組分的賦存狀態(tài)

2.1 各礦物在原礦中的含量測定

利用可視化偏光顯微鏡觀測,采用過尺線測法,首先測定礦石中各礦物平均體積含量,然后依據(jù)比重計(jì)算礦石中各礦物平均重量百分比含量,其測定結(jié)果如表2.在原礦中,膠磷礦占45.71%,碳酸鹽礦物占34.58%,石英質(zhì)礦物占14.27%,粘土、長石類礦物占4.01%,鐵碳質(zhì)礦物占1.43%.

表2 各礦物在原礦中的含量

2.2 礦物單體成分測定

根據(jù)以上各粒級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,即被包裹物的最小粒度確定為0.074 8 mm.膠磷礦、石英、碳酸鹽礦物、粘土礦物通過挑樣選擇單礦物,用化學(xué)方法分析各成分含量:

a. 膠磷礦(化學(xué)分析):P2O538.50%;MgO 0.50%;CaO 53.34% ;SiO21.72%;Fe2O30.46%;Al2O30.45%.

b. 方解石(化學(xué)分析):CaO 56.03%; CO243.97%.

c. 白云石(化學(xué)分析):MgO 21.86%;CaO 30.41%;CO247.73%;Fe2O30.46%.

2.3 原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài)

通過單礦物成分測定數(shù)據(jù),結(jié)合礦物在礦石中的平均含量,依次查清原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài),所得的結(jié)果如表3,查明了各元素的存在形式.為選礦流程各階段產(chǎn)物主要考查組份的走向提供了數(shù)據(jù).

從表3可以看出,P2O5、CaO主要存在于膠磷礦之中,MgO、CO2主要存在于碳酸鹽礦物之中,SiO2主要存在于石英質(zhì)礦物之中,Fe2O3主要存在于鐵碳質(zhì)礦物之中,Al2O3主要存在于長石類礦物、粘土類礦物之中.

表3 原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài)

3 礦物的嵌布特征

3.1 膠磷礦與脈石礦物的嵌布、嵌鑲關(guān)系

沙特硅-鈣型磷塊巖以雜亂嵌布為主,其主要嵌布粒度范圍為0.04～0.3 mm,膠磷礦與脈石礦物有二種嵌鑲關(guān)系:a. 包裹嵌鑲:膠磷礦的顆粒中或多或少總是包裹有脈石礦物的微粒(小于0.01 mm)(圖2).

圖2 黑色膠磷礦(Clh)、灰色白云石(Dol)、白色石英(Qtz).膠磷礦呈粒狀結(jié)構(gòu),白云石、石英小顆粒包裹在黑色膠磷礦中

b. 毗連嵌鑲:塊狀、礫狀膠磷礦顆粒同周邊脈石礦物石英、白云石、方解石一般呈平直、波浪狀或港灣狀毗連嵌鑲(圖3).

3.2 主要礦物的嵌布粒度

利用奧林巴斯BX51—P型偏光顯微鏡,采用過尺線測法在對原礦中膠磷礦、白云石、石英等主要礦物的嵌布粒度進(jìn)行測定.得到的參數(shù)如表4～6.粒度分布見圖4～6.

圖3 黑色膠磷礦(Clh),灰色白云石(Dol).膠磷礦與白云石顆粒成港灣狀毗連鑲嵌.

表4 膠磷礦嵌布粒度表

表5 白云石嵌布粒度表

表6 石英嵌布粒度表

圖4 膠磷礦嵌布粒度分布

圖5 白云石嵌布粒度分布

圖6 石英嵌布粒度分布

由表4～6,圖4～6可知:沙特磷礦中主要礦物的嵌布粒度大小順序是:膠磷礦>碳酸鹽礦物>石英—長石—粘土類礦物>鐵碳質(zhì)礦物.

a. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍膠磷礦嵌布粒度為90.60%,屬細(xì)粒嵌布.

b. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍方解石、白云石嵌布粒度為60.62%,屬細(xì)粒嵌布.

c. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍石英嵌布粒度為57.14%,屬細(xì)粒嵌布.

4 礦物的單體解離

礦石分選的目的,是為了有效的富集并回收它其中的有用礦物.而礦物在可選粒度范圍內(nèi)的解離,將直接影響到選分效果.因此,對沙特磷礦礦物的單體解離及時作出正確的預(yù)測和查定.將進(jìn)一步提高沙特磷礦的選礦效果.在此.我們采用礦物顯微鏡測量法對沙特磷礦各礦物的單體解離進(jìn)行了測定.其結(jié)果如下:

a. 膠磷礦單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為70.75%.

b. 方解石、白云石單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為39.86%.

c. 石英單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為1.27%.

5 結(jié) 語

a. 沙特磷礦屬于硅-鈣型磷礦石,礦物組成以膠磷礦為主,其次為細(xì)晶磷灰石,脈石礦物主要有白云石、石英、方解石.

b. 通過對磷礦中主要組分賦存狀態(tài)的研究發(fā)現(xiàn),沙特磷礦中SiO20.63%賦存在磷礦物單體中,89.41%賦存在石英礦物中,9.96%賦存在粘土類礦物中,MgO 98.88%賦存在碳酸鹽礦物中,1.12%在磷礦物單體中,所以需要脫除大部分的碳酸鹽礦物,MgO指標(biāo)才能達(dá)到酸法用礦的要求.

c. 沙特磷礦以雜亂嵌布為主,其主要的嵌布粒度范圍為0.04～0.3 mm,且各礦物均為細(xì)粒嵌布,其嵌布粒度大小順序是:膠磷礦>碳酸鹽礦物>石英—長石—粘土類礦物>鐵碳質(zhì)礦物.

參考文獻(xiàn):

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