木盂子鐵礦工藝礦物學(xué)研究

朱巨建,沈海濤,代淑娟，于連濤

(1.遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧 鞍山 114051；2.中國科學(xué)院金屬研究所，遼寧 沈陽 110016)

木盂子鐵礦礦物組成簡單，分布不均勻，多具條帶狀構(gòu)造，粒狀結(jié)構(gòu)。金屬礦物主要為磁鐵礦、磁黃鐵礦，少量黃鐵礦；非金屬礦物主要為角閃石，少量石英、黑云母。該礦樣總體嵌布粒度較細(xì)，主要礦物粒度均較細(xì)小。嵌布類型主要為包裹型，其次為毗連型。磁鐵礦為主要含鐵礦物，多呈他形-半自形，部分呈自形晶。分布不均勻，多呈條帶狀集中分布，嵌布粒度大小不一，一般為0.02～0.28mm，最小為0.005mm，最大0.78mm，以細(xì)粒為主。磁黃鐵礦：為硫鐵礦物之一，屬于脈石礦物。主要呈他形細(xì)粒與磁鐵礦規(guī)則毗連鑲嵌，少量呈星點(diǎn)狀包裹于磁鐵礦中。嵌布粒度大小不一，以細(xì)粒為主，一般為0.01～0.15mm，最小為0.002mm，最大0.48mm。黃鐵礦：多呈他形粒狀，含量很少。脈石礦物：主要為普通角閃石，其次為石英，少量黑云母。脈石礦物整體嵌布粒度相對較粗，一般為0.25～2.14mm。內(nèi)部多包裹有細(xì)粒磁鐵礦和磁黃鐵礦。由該礦樣礦物組成及含量知，可回收的主要礦物為磁鐵礦，又因其嵌布粒度細(xì)，需細(xì)磨礦，才能對其有效回收[1]。

1 礦石的化學(xué)組成

1.1 礦石光譜半定量分析

原礦進(jìn)行光譜半定量分析，其結(jié)果見表1。

表1 原礦X射線熒光光譜分析

1.2 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析

礦石化學(xué)多項(xiàng)分析結(jié)果見表2。

表2 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析

由半定量及化學(xué)多相分析結(jié)果可以看出，該礦石中主要回收元素為鐵，雜質(zhì)元素硫含量較高，試驗(yàn)中需加以考慮。

2 礦石的礦物組成

2.1 礦石礦物組成及含量

礦石礦物組成及含量見表3。

表3 礦石礦物組成及含量

通過礦石中礦物組成及含量統(tǒng)計(jì)，礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、黃鐵礦，有少量褐鐵礦、磁黃鐵礦和黃銅礦，微量礦物為菱鐵礦，金屬礦物含量合計(jì)為28.98%；非金屬礦物主要為石英和普通角閃石，其次有綠泥石和普通輝石，非金屬礦物含量合計(jì)為71.02%。

2.2 鐵礦物的物相分析

礦石中鐵進(jìn)行物相分析結(jié)果見表4。

表4 鐵礦物的物相分析

由表3物相分析結(jié)果可以看出，該礦石中鐵以磁性鐵中鐵、硅酸鹽中鐵為主，其次為赤/褐鐵礦中鐵、菱鐵礦中鐵及黃鐵礦中鐵。有回收利用價(jià)值的以磁性鐵中鐵為主。

2.3 磁鐵礦浸染粒度

磁鐵礦浸染粒度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

表5 磁鐵礦浸染粒度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

磁鐵礦浸染粒度，以粗粒為主，各粒級分布比較均勻，+0.074mm粒級分布率為57.36%，-0.074mm粒級分布率為42.64%，其中-0.037mm粒級分布率為14.10%。礦石中赤鐵礦浸染粒度未統(tǒng)計(jì)，但粒度比較細(xì)，一般均在0.074mm以下粒級分布。

3 礦石中礦物產(chǎn)出特征及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3.1 礦物產(chǎn)出特征

3.1.1 金屬礦物產(chǎn)出特征[2,3]

磁鐵礦：磁鐵礦在礦石中多以粒狀、不規(guī)則狀及其集合體產(chǎn)出。在粗粒磁鐵礦中包含有細(xì)粒和板狀石英礦物，磁鐵礦以粒狀產(chǎn)于脈石礦物中，并在磁鐵礦顆粒中包含有細(xì)粒磁黃鐵礦(圖1)，磁鐵礦與赤鐵礦嵌布關(guān)系較為密切，磁鐵礦多被赤鐵礦交替和穿插(圖2、圖3)，磁鐵礦也被黃鐵礦交代，甚至被包裹(圖4)，同時見到磁鐵礦沿脈石礦物裂隙侵入，形成脈狀構(gòu)造(圖5)。

赤鐵礦： 赤鐵礦在礦石中多以細(xì)板條狀、針狀分布在脈石礦物中，并對磁鐵礦有交替作用(圖2、圖3)，還有少量赤鐵礦沿磁鐵礦顆粒間隙式裂縫交替穿插，赤鐵礦與黃鐵礦也有接觸關(guān)系，在黃鐵礦顆粒周圍有赤鐵礦分布。同時膠結(jié)黃鐵礦顆粒(圖4)。

黃鐵礦：黃鐵礦在礦石中為主要含硫礦物。并多以脈狀和他形顆粒產(chǎn)于脈石礦物中(圖4)，黃鐵礦多交代磁鐵礦(圖4)，黃鐵礦顆粒邊緣及周圍有赤鐵礦充填膠結(jié)(圖4)，除此黃鐵礦與褐鐵礦嵌布關(guān)系較為密切，褐鐵礦多從黃鐵礦顆粒四周進(jìn)行交替(圖6)，使黃鐵礦呈殘余狀結(jié)構(gòu)。

圖1 磁鐵礦(Ma)以不規(guī)則粒狀產(chǎn)出,并磁鐵礦中包含有磁黃鐵礦(ph)細(xì)粒

圖2 赤鐵礦(Hem)以板條狀、針狀分布在脈石礦物(G)中，并交代磁鐵礦(Ma)

圖3 赤鐵礦(Hem)交代磁鐵礦(Ma)顆粒

圖4 黃鐵礦(Py)交代磁鐵礦(Ma)顆粒

圖5 磁鐵礦(Ma)沿脈石(G)裂隙充填侵入

圖6 褐鐵礦(Lim)交代黃鐵礦(Py)

褐鐵礦：褐鐵礦在礦石中產(chǎn)出不多。多以脈狀分布在黃鐵礦顆粒周圍，并交替，溶蝕黃鐵礦。使黃鐵礦呈殘余狀(圖6)，褐鐵礦與其它礦物嵌布關(guān)系不密切，并很少有接觸關(guān)系。

磁黃鐵礦：磁黃鐵礦在礦石中也為含硫礦物，又以細(xì)點(diǎn)滴狀分布在磁鐵礦中，但含量很少。對選礦影響不大(圖1)

黃銅礦：黃銅礦在礦石中也是含硫礦物，但含量很少。又與磁鐵礦嵌布關(guān)系不密切，所以對選礦不會有影響。

3.1.2 非金屬礦物產(chǎn)出特征

石英在礦石中為主要的脈石礦物，多以粒狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出。石英顆粒間隙有普通角閃石細(xì)粒分布，二者有緊密伴生。石英以不規(guī)則細(xì)粒狀產(chǎn)于普通角閃石中，含量不多。石英粒度粗細(xì)不等，一般粒度在0.1～0.5mm之間，見圖7。

圖7 石英和角閃石產(chǎn)出特征

普通角閃石為含鐵的主要非金屬礦物。硅酸鐵主要來源于普通角閃石。普通角閃石在礦石中多以粒狀和板條產(chǎn)出，并與石英伴生。普通角閃石粒度一般在0.1～0.8mm之間，見圖7。

綠泥石多以葉片狀產(chǎn)出，為普通角閃石蝕變產(chǎn)物，并產(chǎn)于普通角閃石顆粒中。與普通角閃石緊密伴生。綠泥石粒度一般在0.05～0.1mm之間。

普通輝石在礦石中多以短柱狀產(chǎn)出，解理比較發(fā)育。普通輝石與普通角閃石交織在一起出現(xiàn)，二者緊密伴生，普通輝石粒度一般在0.5～0.8mm之間。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石中金屬礦物如磁鐵礦、黃鐵礦均以他形粒狀分布在脈石礦物中，形成他形粒狀結(jié)構(gòu)；礦石中赤鐵礦和褐鐵礦對磁鐵礦、黃鐵礦均有交代作用，形成交代溶蝕結(jié)構(gòu)；礦石中黃鐵礦被褐鐵礦交代溶蝕，使黃鐵礦呈殘留體保留在褐鐵礦中，形成殘余結(jié)構(gòu)；礦石中磁鐵礦粗大顆粒中，有磁黃鐵礦和脈石礦物細(xì)粒分布其中，形成包含狀結(jié)構(gòu)[4]。

3.2.2 礦石構(gòu)造

礦石中磁鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦以他形粒狀、不規(guī)則狀分布在脈石礦物中，形成浸染狀構(gòu)造；磁鐵礦脈石礦物裂隙填充侵入，形成脈狀構(gòu)造；礦石中磁鐵礦集合體呈延長狀分布，條帶寬窄不一。大體呈平行狀排列，形成條帶狀構(gòu)造；礦石中金屬礦物如：磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦等以集合體不規(guī)則，大小不一、分布在脈石礦物中，形成斑雜狀構(gòu)造。

4 結(jié)論

1)通過鐵物相分析、磁鐵礦浸染粒度統(tǒng)計(jì)和礦物產(chǎn)出特征和嵌布關(guān)系鑒定可知，鐵主要以磁性鐵為主；磁鐵礦以粗粒為主，各粒度分布均勻；磁鐵礦與赤鐵礦和黃鐵礦有一定的交替和交代關(guān)系，但不甚普遍，僅在個別礦石中比較明顯。因此，采用磁選法可有效回收該礦石中的磁性鐵，又因磁黃鐵礦以細(xì)小顆粒分布在磁鐵礦中，二者難以完全單體解離，因此，經(jīng)磁選獲得的鐵精礦中硫含量可能較高。

2)礦石中含有赤鐵礦，含量達(dá)3.72%，并且粒度細(xì)小選別比較困難。礦石中含硫含硫礦物主要為黃鐵礦，磁黃鐵礦和黃銅礦含硫很少，不具有回收利用價(jià)值，且影響精礦質(zhì)量。礦石中可回收利用的礦物僅為磁鐵礦，因磁性鐵中鐵分布率僅為47.95%，因此，選別該礦石無法獲得較高回收率，回收率一般小于45%。

3)礦石中非金屬礦物中，普通角閃石為含鐵礦物，并且含量較多，屬硅酸鐵，不易選別，是選別該礦石無法獲得較高鐵回收率的重要原因。

[1] 馬鴻文.工業(yè)礦物與巖石[M].北京:地質(zhì)出版社,2002:217-218.

[2] 周樂光.工藝礦物學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2002:163-164.

[3] 彭真萬，劉青憲，徐明.礦物學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:地質(zhì)出版社,2008.

[4] 隨祖萌.礦石學(xué)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1987.