安徽省某鐵礦工藝礦物學(xué)研究

鄒宗彬 蘇 康 鄧秀蘭 黃秋菊3

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)南山礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

堿金屬含量是衡量鐵精礦質(zhì)量的重要指標(biāo)之一［1］。鐵精礦中堿金屬含量超標(biāo)，會(huì)對(duì)高爐生產(chǎn)帶來諸多危害［2］。一方面堿金屬含量過高會(huì)引起球爐壁結(jié)瘤、腐蝕爐襯、降低高爐壽命等；另一方面堿金屬會(huì)惡化焦炭冶金性能，對(duì)還原性、還原粉化率、燒結(jié)礦軟熔性能和球團(tuán)礦都有一定的影響［3］。因此，選取南山礦業(yè)公司某選礦廠的入選原礦進(jìn)行樣品性質(zhì)研究，查明有益、有害元素及含量，查明主要含鉀、鈉礦物的種類、含量及其賦存狀態(tài)，為礦業(yè)公司后期選礦試驗(yàn)提供技術(shù)參考依據(jù)。

1 礦樣性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分

取一部分縮分的原礦樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，由結(jié)果（表1）可知，原礦中Na2O 及K2O 含量分別為2.28%，1.29%，全鐵品位為22.16%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果%

1.2 礦物組成及含量

采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、布魯克能譜（EDS）、MLA 等測(cè)試分析手段，對(duì)礦樣進(jìn)行定性、定量分析，結(jié)果見表2。

由表2 可知，礦樣中的主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦（含假象赤鐵礦）、黃鐵礦、菱鐵礦等，磁鐵礦含量最高，為20.48%；非金屬礦物中鈉長(zhǎng)石含量最高，為20.02%，其次為黑云母、石英、黏土等。

2 工藝粒度分析

對(duì)礦樣中主要的含鈉、鉀礦物鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和黑云母進(jìn)行工藝粒度分析，結(jié)果見表3。由表3可知，鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石的嵌布粒度總體較粗，在+0.07 mm 粒級(jí)中的分布率為69.74%，黑云母的嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，在+0.07 mm粒級(jí)中的分布率為43.71%。

表3 原礦主要含鈉、鉀礦物粒度分布范圍

3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

原礦礦石主要呈灰白～灰黑色，主要有塊狀構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造2 種（圖1）。經(jīng)顯微鏡下觀察，礦石主要結(jié)構(gòu)包括交代殘余結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)脈結(jié)構(gòu)等。

4 主要礦物嵌布特征及共生關(guān)系

對(duì)主要非金屬礦物長(zhǎng)石、黑云母、黏土、角閃石、石英、綠泥石及碳酸鹽礦物嵌布特征進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，原礦中的長(zhǎng)石主要為鈉長(zhǎng)石，少量為鉀長(zhǎng)石，偶見鈣長(zhǎng)石。鈉長(zhǎng)石為主要的含鈉礦物，是元素Na 的主要載體，鉀長(zhǎng)石為原礦中主要的含鉀礦物之一。礦石中的長(zhǎng)石主要有3種產(chǎn)出形式：①長(zhǎng)石主要呈自形晶板狀與鐵礦物共生嵌布，有時(shí)黑云母也嵌布其中；②部分長(zhǎng)石呈斑狀嵌布，其中包含細(xì)粒鐵礦物，且長(zhǎng)石表面部分發(fā)生黏土化和綠泥石化；③部分長(zhǎng)石表面發(fā)生綠泥石化，并與鐵礦物、磷灰石共生嵌布［4］。主要礦物嵌布特征見圖2。

礦石中的黑云母為原礦中主要的含鉀礦物之一，黑云母主要呈不規(guī)則片狀集合體嵌布（圖3a），常與鐵礦物和石英緊密共生，不易解離，有時(shí)黑云母與長(zhǎng)石等其他礦物共生嵌布［5］。礦石中的石英一般呈不規(guī)則粒狀集合體嵌布，常與鐵礦物、長(zhǎng)石、黑云母等共生（圖3a）。黏土礦物為原礦中次要的含鉀礦物，礦石中的黏土礦物主要為高嶺石，多數(shù)由長(zhǎng)石次生蝕變而形成，一般呈鱗片狀疊置集合體嵌布，其中浸染細(xì)粒鐵礦物（圖3b）。

角閃石為原礦中的含鈉礦物之一。礦石中的角閃石主要為陽(yáng)起石，少量為透閃石。陽(yáng)起石一般呈纖維狀集合體與長(zhǎng)石、鐵礦物共生嵌布（圖3c），且陽(yáng)起石常常部分蝕變?yōu)榫G泥石［6］。透閃石主要呈纖維狀、放射狀集合體嵌布（圖3d）。礦石中的綠泥石主要由長(zhǎng)石、陽(yáng)起石蝕變而形成，綠泥石一般呈片狀集合體嵌布，并與鐵礦物、長(zhǎng)石緊密共生（圖3e）。碳酸鹽礦物主要為鐵白云石、菱鐵礦和方解石，主要呈粒狀集合體嵌布，并與鐵礦物緊密共生（圖3f）。

對(duì)主要金屬礦物磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦嵌布特征進(jìn)行研究表明，磁鐵礦是礦石中的主要有用鐵礦物。磁鐵礦主要呈自形、半自形粒狀嵌于脈石礦物中（圖4a），磁鐵礦部分常被赤鐵礦交代形成半假象礦，并與黃鐵礦、脈石礦物共生嵌布（圖4b），少量磁鐵礦呈致密集合體，裂開處被脈石礦物充填。赤鐵礦為原礦中的次要鐵礦物，主要為次生假象礦，少量為原生礦（圖4c）。黃鐵礦為原礦中主要的含硫礦物，一般呈粒狀或斑狀嵌布（圖4d），常與脈石礦物、磁鐵礦等共生。

5 礦石中元素Na、K的賦存狀態(tài)及平衡計(jì)算

對(duì)元素Na 進(jìn)行平衡計(jì)算，配分結(jié)果（表4）顯示，元素Na 主要賦存在鈉長(zhǎng)石中，分布率為98.25%，其次賦存在角閃石和鉀長(zhǎng)石中，分布率分別為1.17%和0.58%，其他礦物中分布較少。

表4 Na元素分布配分計(jì)算結(jié)果%

對(duì)元素K進(jìn)行平衡計(jì)算，配分結(jié)果（表5）顯示，元素K 主要賦存在黑云母和鉀長(zhǎng)石中，分布率分別為57.14%和33.93%，其次賦存在鈉長(zhǎng)石和黏土礦物中，分布率分別為5.36%和3.57%，其他礦物中分布較少。

表5 K元素分布配分計(jì)算結(jié)果%

6 結(jié) 論

（1）安徽省某鐵礦原礦中Na2O 含量2.28%，K2O含量1.29%，主要由磁鐵礦、赤鐵礦（含假象赤鐵礦）、黃鐵礦、菱鐵礦、鈉長(zhǎng)石、黑云母、鉀長(zhǎng)石、石英、綠泥石、角閃石（陽(yáng)起石、透閃石）、黏土（高嶺石）、鐵白云石等礦物組成。

（2）礦石中的含鈉、鉀礦物主要是鈉長(zhǎng)石、黑云母和鉀長(zhǎng)石，含量分別為20.02%、8.02%和3.03%，少量含鉀、鈉礦物為黏土礦物和角閃石，含量分別為8.36%和3.85%。

（3）對(duì)原礦中主要的含鈉、鉀礦物鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和黑云母進(jìn)行工藝粒度分析，結(jié)果表明，鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石的嵌布粒度總體較粗，在+0.07 mm 粒級(jí)中的分布率為69.74%，黑云母的嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，在+0.07 mm粒級(jí)中的分布率為43.71%。

（4）從Na、K 平衡計(jì)算看出，元素Na 主要賦存在鈉長(zhǎng)石中，分布率為98.25%；元素K 主要賦存在黑云母和鉀長(zhǎng)石中，分布率分別為57.14%和33.93%。