河北某鐵尾礦工藝礦物學(xué)研究

王亞琴

(中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司)

隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，鐵礦石在工業(yè)上的應(yīng)用逐年增加，其開采量也隨之劇增，但我國鐵礦石品位普遍較低，需經(jīng)過選礦加工后才能作為冶煉原料，產(chǎn)出大量的尾礦，尾礦堆存于尾礦壩中不僅占用大量土地，還會危害周邊的生態(tài)環(huán)境。為給河北某鐵尾礦綜合利用提供技術(shù)依據(jù)，對其進行了工藝礦物學(xué)研究。

1 試樣物質(zhì)組成

1.1 試樣化學(xué)成分分析

試樣化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

從表1可以看出，試樣主要有用元素為鐵，試樣SiO2、Al2O3的含量相對較高，尤其SiO2含量達62.62%，選礦過程中應(yīng)當(dāng)注意脫硅。

1.2 試樣礦物組成

試樣XRD分析結(jié)果見圖1所示。

圖1表明，試樣主要鐵礦物為磁鐵礦和赤鐵礦，而主要脈石礦物為石英、正長石、鐵云母、濁沸石等。

圖1 XRD物相分析結(jié)果

1.3 試樣鐵物相分析

試樣鐵的化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

表2表明：試樣赤(褐)鐵礦中鐵含量為6.21%，鐵占有率為54.67%；磁性鐵含量為1.79%，鐵占有率為15.76%；碳酸鐵中鐵含量為2.17%，鐵占有率為19.10%。試樣主要回收對象為赤(褐)鐵礦、磁鐵礦和菱鐵礦。

表2 鐵化學(xué)物相分析結(jié)果 %

2 試樣主要鐵礦物產(chǎn)出特征

2.1 赤鐵礦

赤鐵礦主要以細微粒的粒狀、鱗片狀、針狀產(chǎn)出，呈稀疏浸染狀、稠密浸染狀和細粒狀集合體分布在脈石中(圖2、圖3)，赤鐵礦晶體粒度極細小，集合體較粗大，但集合體中夾雜較多微細粒的脈石礦物。部分赤鐵礦以隱晶質(zhì)的土狀產(chǎn)出(圖4)，有的隱晶質(zhì)赤鐵礦吸附在脈石礦物中，呈鐵染狀分布。少量赤鐵礦以板狀、片狀和脈狀產(chǎn)出(圖5)。赤鐵礦常充填在磁鐵礦的邊緣和粒間，在赤鐵礦集合體中有磁鐵礦嵌布(圖3)。

圖2 赤鐵礦以細小的粒狀、鱗片狀分布在脈石中

圖3 赤鐵礦以細粒狀集合體形式產(chǎn)出，磁鐵礦嵌布在赤鐵礦集合體中

圖4 赤鐵礦以鱗片狀和土狀產(chǎn)出，磁鐵礦以粒狀產(chǎn)出，包裹土狀赤鐵礦

圖5 赤鐵礦以自形板片狀產(chǎn)出，磁鐵礦被赤鐵礦沿粒間充填膠結(jié)

2.2 磁鐵礦

礦石中磁鐵礦多以自形、半自形粒狀產(chǎn)出，浸染分布在脈石中和嵌布在赤鐵礦的集合體中(圖3、圖6)，以中細粒嵌布為主，粒度較均勻。磁鐵礦與赤鐵礦的嵌布關(guān)系較密切，常見磁鐵礦嵌布在赤鐵礦集合體中，在磁鐵礦的空隙中有土狀的赤鐵礦充填(圖4)。

圖6 磁鐵礦以細粒浸染狀分布在脈石中

3 主要礦物浸染粒度

對試樣主要欲回收鐵礦物磁鐵礦和赤鐵礦進行粒度測定，結(jié)果見表3。

表3 主要礦物粒度統(tǒng)計結(jié)果

從表3可見：磁鐵礦在0.075 mm以上粒級中的分布率為15.93%，在0.037 mm以下粒級中的分布率為29.88%，磁鐵礦的浸染粒度以細粒嵌布為主，粗細較均勻；未見有大于0.053 mm的赤鐵礦顆粒，在0.037 mm以下粒級中的分布率為94.54%，其中68.69%分布在0.01 mm以下粒級中，赤鐵礦以細微粒嵌布為主，赤鐵礦難以單體解離。

4 主要鐵礦物單體解離度

赤鐵礦和磁鐵礦為礦石中的主要鐵氧化物，且為主要回收礦物，對其進行解離度考察，主要鐵礦物解離度考察結(jié)果見表4。

表4 主要鐵礦物解離度考察結(jié)果 %

注：Ht—赤鐵礦；Mt-—磁鐵礦；Py—黃鐵礦；G—脈石礦物

由表4可見，樣品中未見有單體赤鐵礦，86.75%(86.50%+0.25%)的赤鐵礦與磁鐵礦和脈石礦物連生，13.25%的赤鐵礦與脈石礦物連生；磁鐵礦單體解離度很低，僅有2.30%的磁鐵礦單體，78.56%(78.21%+0.35%)的磁鐵礦與赤鐵礦和脈石礦物連生，19.14%的磁鐵礦與脈石礦物連生。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，赤鐵礦主要呈細微粒分布在脈石中，磁鐵礦以細粒狀分布赤鐵礦的集合體和脈石中。

5 結(jié) 論

(1)河北某鐵尾礦金屬礦物主要有赤鐵礦和磁鐵礦，少量鐵存在于硫化鐵中，主要脈石礦物為石英。

(2)赤鐵礦主要呈微粒狀、鱗片狀、針狀及和隱晶質(zhì)的土狀分布，另外還有一些隱晶質(zhì)的赤鐵礦吸附在脈石礦物中。赤鐵礦的粒度極細小，大部分為微量級的，無法單體解離，赤鐵礦集合體的粒度較粗大，但集合體中夾雜較多的脈石礦物，這些脈石礦物粒度極細小，無法從赤鐵礦中解離出去，所以赤鐵礦很難回收。

(3)磁鐵礦主要呈自形、半自形粒狀產(chǎn)出，粒度較細小均勻，嵌布關(guān)系較簡單，相對容易單體解離，但磁鐵礦含量低，試樣中鐵較難回收。