蒙古某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究

牟 凱

（青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青海西寧810000）

進(jìn)入到21世紀(jì)，中國城市化進(jìn)程加快，鋼鐵的消費(fèi)量與日俱增，但是國內(nèi)鐵礦資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求，于是國內(nèi)鋼鐵企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向國外，尋找廉價而穩(wěn)定的鐵礦山或鐵礦石［1-2］。但是受多方因素制約，進(jìn)口鐵礦石質(zhì)量波動大，因此國外鐵礦石品質(zhì)的判定以及如何使礦石得到有效地綜合回收就顯得格外重要［3-5］。

我國從蒙古某地進(jìn)口了大量鐵品位為45.53%的鐵礦石，不能直接作為鐵精礦使用，還需要經(jīng)過進(jìn)一步的選礦加工。為給該礦石合理選礦工藝流程確定提供依據(jù)，借助化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡鑒定、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射分析等手段，對該鐵礦石進(jìn)行了系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究。

1 礦石物質(zhì)組成

1.1 礦石化學(xué)成分分析

礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

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表1表明：鐵是主要有價元素，其品位為45.53%；有害雜質(zhì)元素主要為硫，硫含量為1.13%；此外，銅的品位為0.04%，達(dá)到綜合回收要求，可考慮綜合回收［6］。

1.2 礦石鐵化學(xué)物相分析

礦石鐵化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

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從表2可知：礦石中鐵主要以磁鐵礦的形式存在，其分布率為91.94%；其次以硅酸鐵的形式存在，其分布率為4.06%，另有少量鐵以赤褐鐵礦、磁黃鐵礦及硫化鐵的形式存在。

1.3 礦石礦物組成

礦石礦物組成比較簡單。含鐵礦物主要為磁鐵礦，另有少量赤褐鐵礦；其他金屬礦物主要為黃鐵礦，另有少量黃銅礦。脈石礦物主要為含鐵的角閃石，其次為綠簾石、方解石、石英、鈉長石、金云母、榍石［7-8］。礦石礦物組成及相對含量見表3。

2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，其次為網(wǎng)脈狀、條紋狀構(gòu)造。磁鐵礦多呈塊狀集合體產(chǎn)出，部分呈浸染狀分布于角閃石等脈石礦物中；黃鐵礦常呈網(wǎng)脈狀或條紋狀分布在磁鐵礦裂隙中。

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礦石的結(jié)構(gòu)主要為由結(jié)晶作用形成的半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，其次為由交代作用形成的交代殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)，此外，礦石中還有少量由應(yīng)力作用形成的壓碎結(jié)構(gòu)，少量為自形晶結(jié)構(gòu)。磁鐵礦常呈半自形晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，黃鐵礦、黃銅礦和褐鐵礦等常呈他形晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出；磁鐵礦被赤褐鐵礦沿著邊緣和裂隙交代呈殘余結(jié)構(gòu)，有時見黃鐵礦被褐鐵礦交代，其邊緣和裂隙蝕變?yōu)楹骤F礦，少量仍保留黃鐵礦假象；粗粒磁鐵礦受應(yīng)力作用后呈壓碎結(jié)構(gòu)。

3 礦石主要礦物嵌布特征

3.1 磁鐵礦

磁鐵礦是礦石中的主要含鐵礦物，多呈半自形—他形晶粒狀及其集合體的形式分布在脈石礦物中。磁鐵礦集合體中可見脈石礦物呈粒狀或細(xì)脈狀沿磁鐵礦顆粒間隙分布（圖1），有時可見磁鐵礦被赤鐵礦或褐鐵礦沿著邊緣及裂隙交代（圖2），有的被交代呈殘余結(jié)構(gòu)。此外，部分磁鐵礦與黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，主要表現(xiàn)為黃鐵礦呈脈狀或網(wǎng)狀沿磁鐵礦集合體裂隙充填產(chǎn)出（圖3），有時表現(xiàn)為相互包裹，有時也呈較為簡單的毗鄰嵌布關(guān)系產(chǎn)出，有時還可見磁鐵礦顆粒間隙中分布有黃銅礦，偶爾可見磁鐵礦中包裹有細(xì)粒磁黃鐵礦。磁鐵礦的粒度分布不均勻，以中粒為主，其次為細(xì)粒，粒度分布范圍主要在0.020～0.589 mm。從磁鐵礦的能譜分析結(jié)果（表4）可以看出，磁鐵礦的成分接近理論值，含雜很少。

3.2 赤褐鐵礦

赤褐鐵礦也是礦石中的含鐵礦物，含量較低。大部分赤褐鐵礦是由磁鐵礦氧化而來的，主要沿著磁鐵礦的邊緣和裂隙交代（圖4）。

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦是礦石中主要的硫化礦物，多呈不規(guī)則粒狀嵌布于脈石礦物中，少量呈網(wǎng)狀、蜂窩狀或膠狀產(chǎn)出；此外，黃鐵礦與磁鐵礦的嵌布關(guān)系也較為密切（圖5），有的呈脈狀或網(wǎng)狀沿磁鐵礦裂隙充填產(chǎn)出（圖6），脈寬一般小于0.02 mm，部分小于0.005 mm；有的黃鐵礦與磁鐵礦呈相互包裹關(guān)系產(chǎn)出，有的呈簡單共邊產(chǎn)出。此外，有時可見黃鐵礦被褐鐵礦沿著邊緣或裂隙交代，少量呈交代殘余結(jié)構(gòu)。黃鐵礦的嵌布粒度以中細(xì)粒為主，一般分布于0.020～0.417 mm，微粒（＜0.01 mm）黃鐵礦的分布率高達(dá)8.08%。

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3.4 角閃石

角閃石的分子式為 NaCa2（Mg，F(xiàn)e）4（Al，F(xiàn)e）-［（Si，Al）4O11］2（OH）2，是礦石中最為主要的脈石礦物，含量為16.39%，具電磁性。角閃石主要呈柱狀及集合體狀產(chǎn)出，角閃石與磁鐵礦關(guān)系密切，角閃石裂隙中常分布有磁鐵礦，角閃石是主要的含鐵硅酸鹽礦物，這部分鐵是選礦工藝難以選別的鐵，主要損失在尾礦中。

3.5 綠簾石

綠簾石的分子式為Ca2FeAl2［Si2O7］［SiO4］O（OH），是礦石中含量僅次于角閃石的脈石礦物，含量為6.58%。綠簾石常呈柱狀、晶簇狀集合體產(chǎn)出，有時可見綠簾石與角閃石密切嵌布呈集合體產(chǎn)出，部分綠簾石沿著角閃石邊緣交代，綠簾石也是重要的含鐵硅酸鹽礦物，這部分鐵也主要損失在尾礦中。

4 礦石中主要礦物嵌布粒度

礦石中主要礦物的嵌布粒度對磨礦細(xì)度的選擇具有重要指導(dǎo)意義，因此在顯微鏡下用線段法測定了礦石中磁鐵礦、黃鐵礦及黃銅礦的嵌布粒度。由于赤褐鐵礦也屬于可回收鐵礦物，并且與磁鐵礦緊密共生，故將赤褐鐵礦計入磁鐵礦類別，統(tǒng)計結(jié)果見表5和表6。

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從表5、表6可以看出：礦石中磁鐵礦的嵌布粒度以中粒為主，分布率為39.63%，在粗粒級及細(xì)粒級中也有較高的分布率，分布率分別為32.43%和27.03%，而在微粒級別的分布率較低，僅為0.91%，因此，礦石中大部分磁鐵礦在磨礦中易于單體解離，磁鐵礦易于回收；礦石中黃鐵礦的嵌布粒度不均勻，以細(xì)粒為主，分布率為39.53%，在粗粒級、中粒級及微粒級別均有較高的分布，分布率分別為23.32%、29.07%及8.08%。微粒級別的黃鐵礦多呈細(xì)脈狀分布在磁鐵礦顆粒及其裂隙中，若解離不充分，會造成鐵精礦中硫含量超標(biāo)，影響鐵精礦質(zhì)量；礦石中黃銅礦的嵌布粒度以細(xì)粒為主，分布率為60.37%，在中粒及微粒級別均有較高的分布率，分布率分別為34.30%及5.33%，微粒級別的黃銅礦在磨礦時不易單體解離，影響銅的綜合回收；同時，部分微粒級別的黃銅礦分布在磁鐵礦裂隙中，若解離不充分，也會造成鐵精礦中硫超標(biāo)。

5 礦石磁鐵礦的解離特征

對不同磨礦細(xì)度下磁鐵礦（包括磁鐵礦、赤褐鐵礦及其集合體）的單體解離度進(jìn)行測量統(tǒng)計，結(jié)果見表7。其中，富連生體指的是磁鐵礦在連生體中的含量大于3/4，貧連生體指的是磁鐵礦在連生體中的含量小于1/4。

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從表7可知，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65%時，磁鐵礦即可獲得較高的單體解離度，此后再增加磨礦細(xì)度，磁鐵礦單體解離度提高不大。

6 結(jié)論

（1）蒙古某鐵礦石中鐵為主要有價元素，鐵含量為45.53%；有害雜質(zhì)元素主要為硫，含量為1.13%。此外，銅的品位為0.04%，達(dá)到綜合回收要求，可以綜合回收。礦石鐵礦物主要為磁鐵礦，另有少量赤褐鐵礦；其余金屬礦物主要為黃鐵礦，另有少量黃銅礦。脈石礦物主要為角閃石，其次為透輝石、方解石、鈉長石、石英、金云母和榍石等。

（2）礦石的構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，其次為網(wǎng)脈狀、條紋狀構(gòu)造。礦石的結(jié)構(gòu)主要為由結(jié)晶作用形成的半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，其次為由交代作用形成的交代殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)，此外，礦石中還有少量由應(yīng)力作用形成的壓碎結(jié)構(gòu)，少量為自形晶結(jié)構(gòu)。

（3）磁鐵礦多呈半自形—他形晶粒狀及其集合體的形式分布在脈石礦物中。磁鐵礦集合體中可見脈石礦物呈粒狀或細(xì)脈狀沿磁鐵礦顆粒間隙分布，有時可見磁鐵礦被赤鐵礦或褐鐵礦沿著邊緣及裂隙交代。磁鐵礦的嵌布粒度以中粒為主，分布率為39.63%，在粗粒級及細(xì)粒級中也有較高的分布率，分布率分別為32.43%和27.03%，而在微粒級別的分布率較低。不同磨礦細(xì)度下磁鐵礦的單體解離度統(tǒng)計結(jié)果表明，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占65%時，磁鐵礦即可獲得較高的單體解離度。由此可見，大部分磁鐵礦在磨礦中易于單體解離，磁鐵礦易于回收。

（4）雜質(zhì)硫須經(jīng)過合理的選礦流程脫除。根據(jù)礦石性質(zhì)特點(diǎn)，建議采用粗磨磁選拋尾，粗精礦再磨除硫、硅等雜質(zhì)的工藝流程，以期獲得較高的鐵精礦質(zhì)量，從而使該礦石得到有效利用。