河南某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究

顧兆云

(洛娃科技實業(yè)集團(tuán)有限公司)

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河南某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究

顧兆云

(洛娃科技實業(yè)集團(tuán)有限公司)

為充分利用河南某鐵礦資源，對該鐵礦石進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究。結(jié)果表明：①該鐵礦石鐵品位34.31%，有害元素硫、磷含量較低，屬酸性氧化鐵礦石，具有回收價值的鐵礦物為磁鐵礦和鏡鐵礦，占總鐵的88.63%；②磁鐵礦呈中等稠密—稀疏或星散浸染狀嵌布在脈石中，嵌布粒度較粗，多在0.3～1.5 mm，+0.3 mm粒級占96.79%；鏡鐵礦主要以中等稠密浸染條帶狀和稀疏—星散浸染條帶狀產(chǎn)出，大多呈定向排列特征，粒度細(xì)小，-0.30 mm粒級占57.14%；磨礦細(xì)度 -0.075 mm 90.33%時，鏡鐵礦單體解離度在96%以上；③脈石礦物以石英和白云母為主，與鐵礦物共生關(guān)系簡單，為選別創(chuàng)造了良好條件。推薦采用磨礦—弱磁選—強(qiáng)磁選工藝回收磁鐵礦和鏡鐵礦，但應(yīng)加強(qiáng)對微細(xì)粒級的塵粒狀鏡鐵礦的回收，以避免尾礦中鐵含量偏高。該礦石工藝礦物學(xué)研究結(jié)果可為下一步的選礦工藝提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

磁鐵礦 賦存特性 鏡鐵礦 解離度 工藝礦物學(xué)

河南某礦區(qū)巖漿巖分布廣泛，礦石主要金屬礦物為磁鐵礦和鏡鐵礦，其次為半假象赤鐵礦，脈石礦物主要為角閃石、斜長石、石英等。磁鐵礦呈他形粒狀分布于石英等邊部，鏡鐵礦呈鐵灰色，片狀定向分布于脈石礦物中。對該鐵礦石的代表性礦樣進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，以期為確定選礦工藝提供方向性指導(dǎo)[1-6]。

1 礦石成分分析

河南某鐵礦石多呈紫紅色，部分為灰白色，常具有浸染條帶狀構(gòu)造，少數(shù)呈致密塊狀產(chǎn)出。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，主要礦物組成見圖1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 礦石鐵物相分析結(jié)果 %

由表1可以看出，礦石鐵品位34.31%，計算得堿性系數(shù)為0.19，TFe/FeO=4.08，主要有價元素是鐵，有害元素P、S含量低，屬于低磷低硫單一中低品位酸性氧化鐵礦石。

由表2可以看出，礦石中鐵主要存在于磁鐵礦、鏡鐵礦、半假象赤鐵礦中，少量存在于碳酸鹽、硫化物和硅酸鹽中。磁性鐵(包括磁鐵礦中的鐵和半假象赤鐵礦中的鐵)和鏡鐵礦中鐵分別占總鐵的46.05%、42.58%，合計88.63%，這即為選礦中鐵的最大理論回收率。

2 主要礦物的嵌布特征

2.1 磁鐵礦

礦石中磁鐵礦含量較高，是主要的鐵礦物，分布不均勻，粒度多為0.3～1.5 mm。在較粗的磨礦細(xì)度下，礦石中絕大部分磁鐵礦即可獲得充分解離。磁鐵礦總體呈中等稠密—稀疏或星散浸染狀嵌布在脈石中，相互間的接觸界線大多較為規(guī)則平直，定向排列的特征不明顯。少數(shù)磁鐵礦雖然與鏡鐵礦緊密交生，但相互穿插切割的交代關(guān)系并不多見，見圖1～圖4。

由于氧化作用的影響，礦樣中部分磁鐵礦發(fā)生不同程度的假象赤鐵礦化，主要表現(xiàn)為不規(guī)則的微細(xì)粒赤鐵礦沿磁鐵礦晶粒邊緣、表面或裂隙交代。隨著蝕變程度的增強(qiáng)，晶粒中磁鐵礦所占比例逐漸降低，呈現(xiàn)出交代殘余的特征，部分甚至發(fā)育為全交代假象赤鐵礦，但仍保留了原磁鐵礦自形等軸粒狀的晶體外形。磨礦后，含有磁鐵礦殘余的假象赤鐵礦在弱磁選過程中將隨磁鐵礦一起進(jìn)入鐵精礦，而全交代假象赤鐵礦的分選與鏡鐵礦基本一致，需要通過強(qiáng)磁選才能進(jìn)行回收。

圖1 自形、半自形粒狀磁鐵礦呈浸染狀與脈石交生

圖2 發(fā)生輕微假象赤鐵礦(白色)化的細(xì)粒磁鐵礦呈中等稠密浸染狀嵌布在脈石中

圖3 形態(tài)規(guī)則的自形粒狀磁鐵礦零星分布在脈石中

圖4 發(fā)生輕微假象赤鐵礦化的粒狀磁鐵礦零星分布在致密狀鏡鐵礦集合體中

2.2 鏡鐵礦

鏡鐵礦是赤鐵礦的一個亞種，與石英伴生，外表呈片狀，具有金屬光澤，分布廣泛，呈自形、半自形板片狀或葉片狀，少數(shù)為針狀。晶體粒度通常較為細(xì)小，片寬多為-0.1 mm，片厚一般為-0.02 mm。與磁鐵礦略微不同，鏡鐵礦大多呈定向排列特征較為明顯的浸染條帶狀產(chǎn)出。

根據(jù)浸染的密集程度，可進(jìn)一步分為稠密浸染條帶狀、中等稠密浸染條帶狀、稀疏—星散浸染條帶狀等不同賦存特性。稠密浸染條帶狀鏡鐵礦發(fā)育的部位、晶粒相互緊密鑲嵌，粒間夾雜的脈石礦物較少，鏡鐵礦的體積含量通常大于75%，局部甚至過渡為粒徑2.0～3.0 mm的致密團(tuán)塊狀集合體，見圖5；以中等稠密浸染條帶狀產(chǎn)出的鏡鐵礦分散程度較高，部分為定向排列特征不甚明顯、局部較為富集的不規(guī)則團(tuán)塊狀，體積含量一般為30%～75%，見圖6、圖7；與稠密—中等稠密浸染狀鏡鐵礦相比，呈稀疏—星散浸染條帶狀產(chǎn)出的鏡鐵礦不但分散程度較高，而且粒度也有明顯變細(xì)的趨勢，普遍為0.01～0.04 mm，少數(shù)甚至以粒度-0.005 mm的塵粒狀分布在脈石中，體積含量大多小于30%，部分礦塊中甚至小于5%，見圖8。

圖5 微細(xì)白云母和石英沿葉片狀鏡鐵礦粒間充填分布

圖6 微細(xì)的板片狀鏡鐵礦呈中等稠密浸染狀嵌布在脈石中

圖7 微細(xì)的葉片狀鏡鐵礦呈中等稠密浸染狀與脈石交生

圖8 塵粒狀鏡鐵礦呈稀疏浸染狀嵌布在脈石中

3種賦存特性中，礦樣中的鏡鐵礦以第二、三種為主，嵌布特征是晶體粒度細(xì)小、集合體粒度不均勻、部分分散程度高，但與脈石之間的接觸界線大多較為規(guī)則平直，因此在適當(dāng)?shù)哪サV細(xì)度條件下，大部分鏡鐵礦將獲得較好的解離。塵粒狀鏡鐵礦粒度過于微細(xì)，即使細(xì)磨，大部分仍可能呈連生體產(chǎn)出，這也是導(dǎo)致尾礦鐵品位偏高的主要原因之一。

2.3 脈石礦物

礦樣中脈石礦物以石英和白云母為主，次為長石、絹云母、方解石和蒙脫石等。石英多為他形粒狀，呈灰黑—灰白色相互緊密鑲嵌構(gòu)成典型的粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒度較為均勻，一般為0.04～0.2 mm，見圖9。

圖9 形態(tài)較為規(guī)則的粒狀石英緊密鑲嵌構(gòu)成粒狀變晶結(jié)構(gòu)

白云母分布廣泛，呈細(xì)小的片狀，單偏光鏡下無色透明，解理極為發(fā)育，正交鏡下干涉色十分鮮艷，定向排列的特征明顯，常作為鏡鐵礦的嵌布基底產(chǎn)出，部分則呈不規(guī)則團(tuán)塊狀集合體沿鐵礦物粒間充填。在鏡鐵礦分布的部位，通常有大量的白云母出現(xiàn)。

礦石中絕大部分的脈石與鐵礦物共生關(guān)系并不復(fù)雜，雖然相互之間的接觸界線部分為不平直的鋸齒狀或港灣狀，但在鐵礦物內(nèi)部卻極少見脈石礦物包裹，因此適當(dāng)磨礦后，絕大部分鐵礦物都將與脈石礦物解離，有利于鐵礦物的回收。

3 主要鐵礦物嵌布粒度

礦石中磁鐵礦和鏡鐵礦是主要目的礦物，其嵌布粒度分析結(jié)果分別見表3、表4。

表3 磁鐵礦嵌布粒度

表4 鏡鐵礦嵌布粒度

由表3、表4可以看出，粒級+0.30 mm時，磁鐵礦累計分布率96.79%，鏡鐵礦累計分布率42.86%。磁鐵礦屬較典型的中?！屑?xì)粒嵌布范疇，鏡鐵礦則具有細(xì)粒嵌布的特征。

為獲得高品位的磁鐵精礦粉和鏡鐵精礦粉，關(guān)鍵是使鏡鐵礦得到較充分的解離。從嵌布粒度分析，要使95%左右的鏡鐵礦呈單體產(chǎn)出，選擇磨礦細(xì)度-0.045 mm占90%較為適宜。礦樣中白云母(包括絹云母)含量高，與鏡鐵礦的嵌布關(guān)系也十分密切。由于白云母硬度低、劈分性較好、與鏡鐵礦之間的結(jié)合力較弱，因此盡管礦石中相當(dāng)部分的鏡鐵礦粒度偏細(xì)、嵌布關(guān)系較為復(fù)雜，但磨礦過程中鏡鐵礦仍然較易解離。因此在選礦過程中，實際磨礦細(xì)度可適當(dāng)放粗至-0.075 mm占90.33%，此時鏡鐵礦單體解離度超過96%。

4 結(jié) 論

(1)河南某鐵礦石鐵品位34.31%，主要金屬礦物為磁鐵礦和鏡鐵礦，磁性鐵和赤(褐)鐵分別占總鐵的46.05%、42.58%，其他形式的鐵較少；脈石礦物主要為石英和白云母，有害雜質(zhì)硫、磷含量很低，分別為0.041%、0.030%；礦石堿性系數(shù)為0.19，屬低磷低硫單一中低品位酸性氧化鐵礦石。

(2)磁鐵礦主要呈中等稠密—稀疏或星散浸染狀嵌布在脈石中，+0.30 mm粒級占96.79%，嵌布粒度多為0.3～1.5 mm；鏡鐵礦主要呈中等稠密浸染條帶狀或稀疏—星散浸染條帶狀的賦存特征，晶體粒度細(xì)小，-0.30 mm粒級占57.14%，集合體粒度不均勻，部分分散程度高，與脈石之間的接觸界線大多較為規(guī)則平直，在磨礦細(xì)度-0.075 mm占90.33%時，鏡鐵礦單體解離度超過96%。

(3)結(jié)合工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，該礦石適合采用弱磁選和強(qiáng)磁選工藝回收其中的磁鐵礦和鏡鐵礦，理論回收率88.63%。為避免尾礦鐵品位過高，應(yīng)加強(qiáng)對粒度過于微細(xì)的塵粒狀鏡鐵礦的回收。

[1] 王明燕.安徽某鐵礦的工藝礦物學(xué)研究[J].有色金屬工程，2010(4)：92-94.

[2] 黃秋菊，朱正環(huán).利比里亞某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(7)：86-87.

[3] 褚海霞，陳 越，陳彥亭，等.司家營鐵礦礦石工藝礦物學(xué)及選礦影響因素研究[J].金屬礦山，2011(11)：111-115.

[4] 胡義明.袁家村鐵礦氧化礦工藝礦物學(xué)研究[J].金屬礦山，2011(12)：74-77.

[5] 謝 峰，簡 勝，張曙光，等.云南某半風(fēng)化鈦鐵礦工藝礦物學(xué)研究[J].礦冶，2016(3)：89-92.

[6] 謝菱芳，賈 紅.云南某鐵礦工藝礦物學(xué)研究[J].云南冶金，2014(5)：64-68.

Process Mineralogy of an Iron Ore In Henan Province

Gu Zhaoyun

(Luowa Technology Industry Group Co., Ltd.)

In order to make full use of an iron ore resource from Henan,process mineralogy research was conducted on the ore.Results indicated that:①iron grade is 34.31%,harmful element S and P content is low,belongs to acidic oxide ferric ore,iron mineral with recycling value is magnetite and specularite, accounting for 88.63% of total iron;②magnetite exists in medium dense-sparse or scattered impregnated clothly embedded in the gangue,coarsely disseminated,most of which in 0.3～1.5 mm,graded +0.3 mm accounted for 96.79%;Specularite mainly exists in medium dense disseminated banded and sparse,scattered article impregnation strip production, mostly assumes the directional arrangement characteristic,particle size small,-0.30 mm accounted for 57.14%;Specularite monomer liberation degree is above 96% at grinding fineness -0.075 mm 90.33%;③Main gangue mineral is quartz and muscovite, and simply symbiotic with iron minerals, create a good condition for processing.Grinding-low intensity magnetic separation-high intensity magnetic separation process was recommended to recovery magnetite and specularite,the dust fine grained granular specularite recycle should be enhanced to avoid high Fe content tailings.The process mineralogy research can provide theoretical support and technical guidance for the next step of mineral processing.

Magnetite ore， Occurrence characteristics， Specularite， Liberation degree， Process mineralogy

2016-08-26)

顧兆云(1982—)，女，工程師，100102 北京市朝陽區(qū)望京利澤中園二區(qū)203號。