董風(fēng)芝，徐 良

(1.山東理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255049；2.鄒平鉬業(yè)公司，山東 鄒平 256200)

榴輝巖綜合利用分選工藝試驗(yàn)

董風(fēng)芝1，徐 良2

(1.山東理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255049；2.鄒平鉬業(yè)公司，山東 鄒平 256200)

分選工藝是影響礦物分選指標(biāo)的重要因素.在對(duì)山東某榴輝巖礦物性質(zhì)深入研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)磨礦細(xì)度、搖床重選、強(qiáng)磁選、電選等工藝試驗(yàn)，確定合理的分選流程為：一次閉路磨礦，分級(jí)搖床重選，石榴石強(qiáng)磁選，強(qiáng)磁選中礦、尾礦合并到一起進(jìn)行兩次電選. 試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝流程可以獲得四種精礦：石榴石品位94.36%、回收率79.95%；綠輝石品位79.89%、回收率96.00%；白云母品位94.11%、回收率91.92%；金紅石品位85.72%、回收率37.05%. 僅產(chǎn)生1.44%的礦泥尾礦，實(shí)現(xiàn)了榴輝巖的綜合利用.

榴輝巖；石榴石；金紅石；工藝流程；綜合利用

榴輝巖是一種變質(zhì)巖，主要由石榴石和綠輝石組成，含有少量的金紅石、云母、石英等. 石榴石、綠輝石可作為高級(jí)研磨材料、水處理的過(guò)濾介質(zhì)、耐磨填料等，用途廣泛[1-2]. 山東某榴輝巖礦儲(chǔ)量豐富，研究其分選工藝，實(shí)現(xiàn)多種礦物的綜合利用，有利于提高綜合效益，促進(jìn)該礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用.

1 礦石性質(zhì)

礦石以條帶狀構(gòu)造為主，即由石榴石、綠輝石礦物分別聚集分布形成的帶狀構(gòu)造，二者多呈相間排列；其次為塊狀構(gòu)造，即由中粗粒綠輝石、石榴石以及少量的石英、白云母、金紅石等礦物緊密組合而成. 礦石的結(jié)構(gòu)以中細(xì)粒、不等粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主，次為包含結(jié)構(gòu)(綠輝石、石榴石顆粒中常包有金紅石小顆粒).

根據(jù)x射線衍射儀及x射線熒光儀分析，榴輝巖的礦物組成、化學(xué)組成分別見(jiàn)表1、表2.

表1 礦石主要礦物組成分析結(jié)果 %

礦物石榴石綠輝石金紅石石英白云母黃鐵礦綠泥石含量25.850.61.95.614.70.50.3

表2 礦石多元素分析結(jié)果 %

成分TiO2TFeSiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2OMnO含量1.9714.0844.2713.8310.986.320.162.700.23

由表1礦物分析結(jié)果可知，礦石中主要礦物為石榴石、綠輝石，次要礦物為白云母、石英、金紅石等.

石榴石屬含鎂、鈣的鐵鋁榴石，是回收的主要目的礦物. 石榴石在礦石中常呈浸染狀產(chǎn)出，局部較為密集而呈不規(guī)則團(tuán)塊狀或似條帶狀. 肉眼下呈微帶玫瑰紅的紅褐色，鏡下為微帶褐色的肉紅色或淡紅色，少數(shù)顆粒顯不均勻的異常干涉色. 石榴石多呈不規(guī)則的粒狀集合體，集合體粒度大多介于0.20mm～2.0mm之間.

綠輝石呈自形、半自形柱粒狀，鏡下淺綠、黃綠色.集合體呈不規(guī)則團(tuán)塊狀，與石榴石緊密鑲嵌，集合體中常有0.2mm～2.0mm，少數(shù)可達(dá)3.0mm左右.

金紅石大多呈半自形粒狀或不規(guī)則粒狀，沿石榴石、綠輝石粒間及裂隙充填. 粒度變化較大，小者僅0.01mm左右，大者大于0.4mm，一般0.04～0.35mm.總的來(lái)看，礦石中金紅石與石榴石的關(guān)系較為密切，除沿石榴石和綠輝石粒間及裂隙充填外，在部分石榴石內(nèi)部亦偶見(jiàn)極為細(xì)小的粒狀、針狀金紅石包裹.

白云母顏色為白色，主要以自形、半自形片狀產(chǎn)出，呈脈狀分布. 粒度主要集中在1～2.5mm之間，礦物顆粒較粗，明顯大于其他礦物.

根據(jù)礦石性質(zhì)，確定分選產(chǎn)品方案為金紅石、石榴石、綠輝石、白云母精粉. 分選工藝采用重選、磁選、電選聯(lián)合工藝[2-4].

2 磨礦試驗(yàn)

礦樣用顎式破碎機(jī)粉碎，再用2mm篩子篩分，篩上粗物料返回破碎機(jī)繼續(xù)粉碎，直至所有物料均通過(guò)2mm篩孔. 用堆錐法混勻備用.

磨礦在XMCQ180×200錐形球磨機(jī)中進(jìn)行，磨礦濃度70%，采用模擬閉路磨礦的方式：入磨物料先用0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，篩上物進(jìn)球磨機(jī)進(jìn)行磨礦，磨礦10min后用0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，篩上物返回磨機(jī)繼續(xù)磨礦，經(jīng)多次磨礦篩分循環(huán)，最終使所有物料均通過(guò)0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩，物料最終細(xì)度為小于0.075mm占45.02%. 磨后的物料在顯微鏡下觀察，石榴石、綠輝石的單體解離度均在80%左右.

3 搖床重選試驗(yàn)

根據(jù)石榴石、金紅石、綠輝石、白云母的礦物性質(zhì)，采用搖床重選工藝可以實(shí)現(xiàn)良好的分離[4-5]. 將磨后的物料用0.12mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，分成0.12～0.25mm和0～0.12mm兩部分，分別用搖床進(jìn)行分選. 針對(duì)不同物料細(xì)度分別設(shè)置不同的搖床工藝參數(shù)，以提高分選效果. 搖床分選結(jié)果見(jiàn)表3.

表3 搖床分選指標(biāo) %

粒級(jí)/mm產(chǎn)率產(chǎn)物主要礦物產(chǎn)率品位回收率0.12～0.2533.75精礦石榴石9.3587.2231.61中礦綠輝石25.7576.3838.87尾礦白云母5.839537.680～0.1266.25精礦石榴石13.3694.2448.80中礦1綠輝石35.0582.4757.13中礦2白云母9.229754.24尾礦礦泥1.44--

將粗、細(xì)兩種原礦分選所得相同礦物產(chǎn)品合并，得石榴石、綠輝石、白云母三種精礦產(chǎn)品，綜合指標(biāo)見(jiàn)表4.

表4 搖床分選綜合精礦指標(biāo) %

產(chǎn)品石榴石綠輝石白云母產(chǎn)率22.7160.8015.05品位91.3579.8994.11回收率80.4196.0091.92

從搖床試驗(yàn)結(jié)果看，石榴石、綠輝石、白云母精礦品位均達(dá)到了相關(guān)精礦產(chǎn)品質(zhì)量要求，回收率也較高，但不能分離出金紅石精礦產(chǎn)品. 由于金紅石與石榴石密度相近，在搖床重選過(guò)程中金紅石富集于石榴石精礦中. 經(jīng)檢測(cè)分析，石榴石綜合精礦中TiO2含量為6.40%，回收率為73.78%.石榴石精礦產(chǎn)品的化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表5.

表5 石榴石精礦化學(xué)分析結(jié)果 %

成分SiO2Fe2O3Al2O3CaOTiO2Na2O含量35.4220.6322.999.066.401.08

4 回收金紅石試驗(yàn)

榴輝巖原礦中含有1.97%的TiO2，具有較高回收利用價(jià)值. 由于石榴石與金紅石有一定的磁性、電性差異，所以可以采用強(qiáng)磁選對(duì)搖床重選的石榴石精礦進(jìn)一步分選，分離出金紅石，再采用電選獲取合格金紅石精礦[6].

4.1 石榴石強(qiáng)磁選試驗(yàn)

石榴石具有弱磁性，金紅石磁性更弱，可用強(qiáng)磁選分離這兩種礦物，并可進(jìn)一步提純石榴石精礦. 采用SLon高梯度強(qiáng)磁選機(jī)分選，磁場(chǎng)強(qiáng)度1特斯拉，分選出68.34%的精礦，24.70%的中礦，6.96%的尾礦.強(qiáng)磁選精礦為石榴石. 中礦、尾礦中金紅石品位分別為6.13%和32.52%，但遠(yuǎn)未達(dá)到精礦質(zhì)量要求，說(shuō)明金紅石多以與石榴石多以連生體形式存在，通過(guò)強(qiáng)磁選無(wú)法獲得金紅石精礦.

4.2 電選試驗(yàn)

由于石榴石、金紅石導(dǎo)電性有差異，所以可以通過(guò)電選分選出金紅石精礦. 強(qiáng)磁選精礦中TiO2品位比較低，僅為0.58%，所以只對(duì)石榴石強(qiáng)磁選的中礦、尾礦合并進(jìn)行烘干、電選. 強(qiáng)磁選的中礦、尾礦合并后，TiO2品位為11.93%，回收率為43.55%.

電選試驗(yàn)條件：電壓50 kV，物料入選溫度80℃. 電選精礦磨細(xì)至0.075mm以下，再進(jìn)行一次精選. 分選結(jié)果見(jiàn)表6.

表6 電選金紅石精礦指標(biāo) %

產(chǎn)率品位回收率作業(yè)回收率一次電選精礦1.2164.3039.6491.02二次電選精礦0.8585.7237.0593.47

由表6可見(jiàn)，電選可以獲得金紅石精礦，但一次電選精礦品位不夠高；二次電選精礦品位達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明了精礦再磨再選的必要性. 損失的金紅石主要是在石榴石、綠輝石精礦中的連生體，由于對(duì)石榴石、綠輝石精礦產(chǎn)品有一定的粒度要求，不能對(duì)所有物料細(xì)磨解離回收金紅石，導(dǎo)致金紅石精礦回收率偏低.

電選尾礦與強(qiáng)磁選精礦合并，作為最終石榴石產(chǎn)品，最終分選工藝流程見(jiàn)圖1.

5 試驗(yàn)結(jié)論

(1)在小于0.075mm占45.02%磨礦細(xì)度下，該榴輝巖可以回收石榴石、綠輝石、白云母、金紅石四種合格精礦產(chǎn)品，僅產(chǎn)生1.44%的礦泥尾礦，基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)尾排放，資源綜合利用率高.

圖1 分選工藝流程

(2)采用閉路磨礦、分級(jí)搖床重選、強(qiáng)磁選、電選聯(lián)合分選工藝，石榴石品位94.36%、回收率79.95%，綠輝石品位79.89%、回收率96.00%，白云母品位94.11%、回收率91.92%，金紅石品位85.72%、回收率37.05%.

(3)大部分金紅石由于連生或包裹在石榴石、綠輝石產(chǎn)品中，不能回收，所以金紅石回收率偏低.

[1] 徐少康，徐子江. 蘇北榴輝巖型金紅石資源的綜合利用[J]. 化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2009(3)：170-174.

[2] 魏健，張軍，王麗，等. 山東某榴輝巖礦綜合利用研究[J]. 有色金屬(選礦部分)，2014(6)：59-61.

[3] 曲富軍.榴輝巖資源綜合開發(fā)試驗(yàn)研究[J]. 化工礦物與加工，2003(11)：4-6.

[4] 張?jiān)?，楊耀輝，張少翔，等. 江蘇某榴輝巖型金紅石礦綜合利用研究[J]. 化工礦物與加工，2012(6)：4-7.

[5] 余生根. 榴輝巖型金紅石礦綜合利用試驗(yàn)研究[J]. 礦產(chǎn)綜合利用，2012(1)：24-27.

[6] 許時(shí). 礦石可選性研究[M]. 2版. 北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

(編輯：姚佳良)

Separation process of a eclogite for comprehensive utilization

DONG Feng-zhi1,XU Liang2

(1.School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China；2. Zouping Molybdenum Industry Company, Zouping 256200, China)

Separation process is one of the important factors affecting mineral separation index.Base on in-depth study in mineral properties for an eclogite in Shandong, we made experiments such as grinding fineness, gravity separation by tabling, strong magnetic separation and electric separation. The reasonable separation process includes a closed-circuit grinding, classification gravity separation by tabling, strong magnetic separation for garnet concentrate, and two electric separations for middling and tailing of strong magnetic separation. The test results show that the process can get four concentrates: garnet, omphacite, muscovite and rutile. Garnet grade was 94.36% and recovery rate was 79.95%. Omphacite grade was 79.89% and recovery rate was 96.00%. Muscovite grade was 94.11% and recovery rate was 91.92%. Rutile grade was 85.72% and recovery rate was 37.05%. Only 1.44% tailings were produced, and comprehensive utilization for the eclogite was realized.

eclogite; garnet; rutile; process flow; comprehensive utilization

2016-12-02

董風(fēng)芝，男，dongfz@sdut.edu.cn

1672-6197(2017)05-0070-03

TD952

A