攀西微細(xì)粒鈦鐵礦工藝礦物學(xué)研究

楊耀輝，惠博，嚴(yán)偉平，和奔流，王文超

( 1．中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所,國土資源部釩鈦磁鐵礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041；2.四川龍蟒礦冶有限責(zé)任公司，四川 攀枝花 617000)

隨著攀西地區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)，所開采原礦石的貧、細(xì)、雜資源特點(diǎn)不斷凸顯，加上市場(chǎng)對(duì)鐵精礦品位的要求不斷提高，從而導(dǎo)致選鈦廠的原礦（選鐵尾礦）粒度不斷減小，-19 μm 微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦在鈦鐵礦資源中的比重不斷提高。根據(jù)最新的研究表明[1]，攀枝花礦區(qū)選鐵尾礦中鈦的理論回收率可達(dá)到70%以上，由于-19 μm 粒級(jí)進(jìn)入浮選系統(tǒng)中會(huì)嚴(yán)重惡化浮選過程，使鈦精礦質(zhì)量嚴(yán)重降低，藥劑消耗大量增加。目前生產(chǎn)上采取預(yù)先脫泥的方法除去，-19 μm 粒級(jí)一直作為細(xì)泥丟棄是導(dǎo)致選鈦廠總回收率偏低的主要原因之一[2-3]。因此，開展-19 μm 微細(xì)粒級(jí)鈦鐵工藝礦物學(xué)研究，查明微細(xì)粒鈦鐵礦的工藝礦物學(xué)特性，為微細(xì)粒鈦鐵礦的高效回收具有重要指導(dǎo)作用。

1 物質(zhì)組成

微細(xì)粒鈦鐵礦樣品為紅格北礦區(qū)選鈦廠現(xiàn)場(chǎng)二段強(qiáng)磁精礦的斜板濃密箱的溢流產(chǎn)品。

1.1 化學(xué)組成

通過化學(xué)多元素分析，分析了樣品的化學(xué)組成，見表1。

表 1 主要化學(xué)成分分析結(jié)果/%Table 1 Analysis results of main chemical composition

由表可知溢流產(chǎn)品中有價(jià)元素為Ti，其TiO2的含量達(dá)到了16.8%，高出了現(xiàn)行工業(yè)指標(biāo)中鈦鐵礦的最低工業(yè)品位（DZ/T 0208-2002）[4]。

1.2 礦物組成

采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線衍射、能譜探針（圖2）對(duì)樣品進(jìn)行綜合鑒定，查明溢流產(chǎn)品中的目的礦物為鈦鐵礦和鈦磁鐵礦，其含量分別為32.37%和3.7%，主要脈石礦物為輝石（39.65%）和橄欖石（9.84%），總量達(dá)63.71%。各種礦物具體含量見表2。

表 2 溢流產(chǎn)品中主要礦物組成/%Table 2 composition of main minerals in overflow products

圖1 主要礦物特征能量譜線Fig. 1 characteristic energy spectral lines of main minerals

2 礦物工藝粒度特征

對(duì)微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦物料進(jìn)行粒度分析及考察有用元素 Ti 在各粒級(jí)中的分布，結(jié)果見圖2。

圖 2 主要礦物粒度分布Fig. 2 Distribution in particle size of main minerals

由圖2 可知，樣品為二段強(qiáng)磁選的斜板溢流，鈦鐵礦大部分集中在-0.019 mm，溢流產(chǎn)品的粒度較細(xì)，產(chǎn)率占79.22%，TiO2分布率達(dá)87.82%，基本已到了浮選粒級(jí)的下限[5-8]。工藝礦物學(xué)的重點(diǎn)是在查清溢流的物質(zhì)組成的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)樣品的粒度和解離度[9-10]，并對(duì)選鈦工作提出合理建議。

3 掃描電鏡和能譜分析

通過掃描電鏡和能譜探針詳細(xì)鑒定了其主要礦物及其類型，并分析了其嵌布特征和主要元素組成（圖3、表3）。鈦鐵礦是樣品中最重要的，也是含量最高的金屬礦物，掃描電鏡下其亮度高于其他脈石礦物，從能譜探針分析結(jié)果來看，測(cè)點(diǎn)含鈦34.74%，含鐵32.59%，含鎂1.91%。輝石主要是透輝石，含量39.65%，測(cè)點(diǎn)含鎂9.48%，含鈣19.57%，含鐵6.08%，含鈦1.31%。橄欖石礦物含量為9.84%，其含鎂27.59%，含鐵4.14%。斜長石礦物含量為2.31%，其含鈣8.46%，含鈉5.19%；樣品中偶見金屬硫化物，如黃鐵礦。黑云母礦物含量2.25%，呈薄片狀分布于脈石礦物中，鉀元素含量8.36%，鎂元素含量7.71%，鈦含量2.75%，鐵含量21.61%。

表 3 主要礦物能譜探針分析結(jié)果/%Table 3 Energy spectrum probe analysis results of main minerals

圖 3 主要礦物掃描電鏡分析BES 圖像Fig. 3 Scanning electron microscope analysis of BES images of main minerals

4 解離度分析

運(yùn)用MLA 礦物自動(dòng)分析儀對(duì)礦物的解離度[11]進(jìn)行了詳細(xì)的分析，由于顆粒非常細(xì)小，肉眼觀察鈦鐵礦解離較充分，鈦鐵礦被脈石礦物緊密包裹，大量脈石發(fā)生了泥化現(xiàn)象。具體來看主要礦物解離度，鈦鐵礦解離度75.84%，黃鐵礦解離度69.97%，透輝石解離度80.51%，橄欖石解離度81.51%，長石解離度為63.73%。

值得注意的是，由于粒度非常微細(xì)導(dǎo)致很多顆粒相互粘連，實(shí)際的解離數(shù)據(jù)應(yīng)該優(yōu)于表4。結(jié)合顯微鏡觀察結(jié)果，認(rèn)為鈦鐵礦解離充分，沒有進(jìn)一步磨礦的必要，選礦工作的重點(diǎn)應(yīng)放在強(qiáng)化鈦鐵礦與輝石和橄欖石分離的方面，特別注意這種細(xì)粒級(jí)脈石在浮選過程中的行為研究。

表 4 解離度分析數(shù)據(jù)Table 4 Analysis Data of Dissociation Degree

5 結(jié) 語

研究樣品為二段強(qiáng)磁選的斜板溢流產(chǎn)品，鈦鐵礦大部分集中在-0.019 mm，產(chǎn)率 79.22%，TiO2分布率達(dá)87.82%，基本已到了浮選粒級(jí)的下限。樣品綜合鑒定表明，鈦鐵礦含量32.37%，鈦磁鐵礦3.7%，黃鐵礦0.22%，脈石礦物總量為63.71%，輝石39.65%，橄欖石9.84%。溢流產(chǎn)品中主要礦物解離度依次為鈦鐵礦（75.84%）、黃鐵礦（69.97%）、透輝石（80.51%）、橄欖石（81.51%）、斜長石（63.73%）。鈦鐵礦解離充分，沒有進(jìn)一步磨礦的必要，選礦回收工作的重點(diǎn)應(yīng)放在強(qiáng)化鈦鐵礦與輝石和橄欖石分離研究方面，特別注意這種微細(xì)粒級(jí)脈石在浮選過程中的行為研究。