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        蒙古某鐵礦石工藝礦物學(xué)研究

        2018-11-10 07:24:42
        金屬礦山 2018年10期
        關(guān)鍵詞:角閃石脈石褐鐵礦

        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(jià)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(jià)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(jì)入磁鐵礦類別,統(tǒng)計(jì)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(jì),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(jià)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(jì)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。

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