趙 雷,楊紹斌,肖 喆,龐建濤

(云南磷化集團有限公司,云南 昆明 650600)

0 引 言

沙特磷礦資源主要分布在西北部的沙漠地區(qū),礦區(qū)海拔一般為600～800 m,為海相沉積型磷塊巖礦床,成礦時代為白堊紀(K)與第三紀(E)之間(距今約7 000萬～1億年),含磷礦層平均厚度5 m左右,分為兩層礦,礦層埋藏深度大多在20～25 m之間,上覆巖層主要為石灰?guī)r(外觀相對疏松),礦石顏色為灰白色,與上下巖層無明顯的差異,礦層為近水平產(chǎn)出,厚度3～6 m,P2O5含量一般在16%～19%,少部分高至21%左右,MgO含量3.2%～6.5%,CaO含量34.8%～41.9%.

沙特磷礦資源發(fā)現(xiàn)于1965年,從1984年開始,美國、約旦等國的一些公司先后做了一些地質(zhì)及選礦試驗工作.據(jù)沙特能源礦產(chǎn)部介紹,沙特磷礦資源全部分布在沙特北部,預計總資源儲量為80億t,其中:經(jīng)過探明或被證實的礦區(qū)有4個,資源儲量分別為2.5億t、2.13億t、1.5億t、0.24億t,總探明儲量為6.37億t.

1 沙特磷礦的物質(zhì)特征

沙特磷礦屬于硅-鈣型磷礦石(圖1),其主要的自然類型有:礫狀磷塊巖、白云質(zhì)磷塊巖、生物碎屑磷塊巖、含磷白云灰?guī)r.礦石中有用礦物組成以膠磷礦為主,其次為細晶磷灰石.脈石礦物主要有碳酸鹽礦物(白云石)、石英質(zhì)礦物、鐵碳質(zhì)礦物(褐鐵礦、黃鐵礦)及少量粘土類、長石類礦物.其代表樣的多元素分析見表1.

圖1 沙特磷礦石外觀物征照片

表1 樣品多元素分析

2 磷礦中主要組分的賦存狀態(tài)

2.1 各礦物在原礦中的含量測定

利用可視化偏光顯微鏡觀測,采用過尺線測法,首先測定礦石中各礦物平均體積含量,然后依據(jù)比重計算礦石中各礦物平均重量百分比含量,其測定結(jié)果如表2.在原礦中,膠磷礦占45.71%,碳酸鹽礦物占34.58%,石英質(zhì)礦物占14.27%,粘土、長石類礦物占4.01%,鐵碳質(zhì)礦物占1.43%.

表2 各礦物在原礦中的含量

2.2 礦物單體成分測定

根據(jù)以上各粒級的成分分析及礦物種類分析結(jié)果,把能被單體解離出的礦物被看成為單體,即被包裹物的最小粒度確定為0.074 8 mm.膠磷礦、石英、碳酸鹽礦物、粘土礦物通過挑樣選擇單礦物,用化學方法分析各成分含量:

a. 膠磷礦(化學分析):P2O538.50%;MgO 0.50%;CaO 53.34% ;SiO21.72%;Fe2O30.46%;Al2O30.45%.

b. 方解石(化學分析):CaO 56.03%; CO243.97%.

c. 白云石(化學分析):MgO 21.86%;CaO 30.41%;CO247.73%;Fe2O30.46%.

2.3 原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài)

通過單礦物成分測定數(shù)據(jù),結(jié)合礦物在礦石中的平均含量,依次查清原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài),所得的結(jié)果如表3,查明了各元素的存在形式.為選礦流程各階段產(chǎn)物主要考查組份的走向提供了數(shù)據(jù).

從表3可以看出,P2O5、CaO主要存在于膠磷礦之中,MgO、CO2主要存在于碳酸鹽礦物之中,SiO2主要存在于石英質(zhì)礦物之中,Fe2O3主要存在于鐵碳質(zhì)礦物之中,Al2O3主要存在于長石類礦物、粘土類礦物之中.

表3 原礦中主要考查組份在各礦物中的賦存狀態(tài)

3 礦物的嵌布特征

3.1 膠磷礦與脈石礦物的嵌布、嵌鑲關(guān)系

沙特硅-鈣型磷塊巖以雜亂嵌布為主,其主要嵌布粒度范圍為0.04～0.3 mm,膠磷礦與脈石礦物有二種嵌鑲關(guān)系:a. 包裹嵌鑲:膠磷礦的顆粒中或多或少總是包裹有脈石礦物的微粒(小于0.01 mm)(圖2).

圖2 黑色膠磷礦(Clh)、灰色白云石(Dol)、白色石英(Qtz).膠磷礦呈粒狀結(jié)構(gòu),白云石、石英小顆粒包裹在黑色膠磷礦中

b. 毗連嵌鑲:塊狀、礫狀膠磷礦顆粒同周邊脈石礦物石英、白云石、方解石一般呈平直、波浪狀或港灣狀毗連嵌鑲(圖3).

3.2 主要礦物的嵌布粒度

利用奧林巴斯BX51—P型偏光顯微鏡,采用過尺線測法在對原礦中膠磷礦、白云石、石英等主要礦物的嵌布粒度進行測定.得到的參數(shù)如表4～6.粒度分布見圖4～6.

圖3 黑色膠磷礦(Clh),灰色白云石(Dol).膠磷礦與白云石顆粒成港灣狀毗連鑲嵌.

表4 膠磷礦嵌布粒度表

表5 白云石嵌布粒度表

表6 石英嵌布粒度表

圖4 膠磷礦嵌布粒度分布

圖5 白云石嵌布粒度分布

圖6 石英嵌布粒度分布

由表4～6,圖4～6可知:沙特磷礦中主要礦物的嵌布粒度大小順序是:膠磷礦>碳酸鹽礦物>石英—長石—粘土類礦物>鐵碳質(zhì)礦物.

a. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍膠磷礦嵌布粒度為90.60%,屬細粒嵌布.

b. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍方解石、白云石嵌布粒度為60.62%,屬細粒嵌布.

c. 在-0.156～+0.078 4 mm粒度范圍石英嵌布粒度為57.14%,屬細粒嵌布.

4 礦物的單體解離

礦石分選的目的,是為了有效的富集并回收它其中的有用礦物.而礦物在可選粒度范圍內(nèi)的解離,將直接影響到選分效果.因此,對沙特磷礦礦物的單體解離及時作出正確的預測和查定.將進一步提高沙特磷礦的選礦效果.在此.我們采用礦物顯微鏡測量法對沙特磷礦各礦物的單體解離進行了測定.其結(jié)果如下:

a. 膠磷礦單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為70.75%.

b. 方解石、白云石單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為39.86%.

c. 石英單體在≥0.074 8 mm粒級時的解離度為1.27%.

5 結(jié) 語

a. 沙特磷礦屬于硅-鈣型磷礦石,礦物組成以膠磷礦為主,其次為細晶磷灰石,脈石礦物主要有白云石、石英、方解石.

b. 通過對磷礦中主要組分賦存狀態(tài)的研究發(fā)現(xiàn),沙特磷礦中SiO20.63%賦存在磷礦物單體中,89.41%賦存在石英礦物中,9.96%賦存在粘土類礦物中,MgO 98.88%賦存在碳酸鹽礦物中,1.12%在磷礦物單體中,所以需要脫除大部分的碳酸鹽礦物,MgO指標才能達到酸法用礦的要求.

c. 沙特磷礦以雜亂嵌布為主,其主要的嵌布粒度范圍為0.04～0.3 mm,且各礦物均為細粒嵌布,其嵌布粒度大小順序是:膠磷礦>碳酸鹽礦物>石英—長石—粘土類礦物>鐵碳質(zhì)礦物.

參考文獻:

[1]傅文章,洪秉信.工藝礦物學在選冶中的地位和作用[J].礦產(chǎn)綜合利用,1995(6):33-38.

[2]DZ/T 0209-2002.磷礦地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京:地質(zhì)出版社,2003.

[3]周樂光.工藝礦物學[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.