楊召群 翟冰艷 尚超越 蘇 康

（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）

我國作為最大的鐵制品出口國和鐵礦石進(jìn)口國，鐵礦資源是可持續(xù)發(fā)展的重要資源［1］。在房地產(chǎn)、基礎(chǔ)建設(shè)、車輛等行業(yè)高速發(fā)展時期，對鐵礦石的需求量也急劇增大［2-4］。但我國是一個富礦少、貧礦多的鐵礦資源大國，97%的鐵礦石品位低于30%，因此，我國在鐵礦石資源開發(fā)上面臨著巨大的壓力［5］。

對于露天開采成本優(yōu)勢不斷消失［6］的礦山，為高效、低成本開采剩余礦石資源，提高資源的利用率，部分礦山不得不轉(zhuǎn)入地下開采階段，了解這些轉(zhuǎn)入地下開采的礦石的工藝礦物學(xué)特性，對礦石的高效處理具有重要的指導(dǎo)意義。

1 礦石性質(zhì)

試驗礦石為井下開采階段的有代表性礦石，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，主要礦物組成及含量見表3。

由表1 可以看出，礦石Fe 含量為36.29%，其他有價成分含量較低，不具備回收價值［7］；有害成分S 含量較低，P含量偏高。

由表2可以看出，礦石中的鐵絕大部分以赤褐鐵的形式存在，分布率為95.15%，其他鐵分布率均較低。

由表3 可以看出，礦石中鐵礦物主要為赤鐵礦（含假象赤鐵礦），其次為褐鐵礦，菱鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等含量較低；脈石礦物主要為石英，含量為22.08%。

2 礦石的構(gòu)造類型

礦石主要為塊狀和脈狀構(gòu)造。塊狀構(gòu)造的礦石主要由灰黑色赤鐵礦及淺色脈石礦物石英、長石組成（圖1）；脈狀構(gòu)造的礦石主要由長石、石英、黏土等淺色脈石礦物組成，少量灰黑色赤鐵礦呈脈狀穿插其中（圖2）。

3 礦石的工藝粒度

礦石中重要有價礦物的嵌布粒度是確定礦石磨礦工藝和磨礦細(xì)度的重要依據(jù)［7］。礦石中主要金屬礦物赤鐵礦、褐鐵礦的工藝粒度分析結(jié)果見表4，主要非金屬礦物工藝粒度分析結(jié)果見表5。

由表4 可以看出，粒徑小于0.07 mm 的赤鐵礦分布率為94.00%、小于0.03 mm 的分布率為77.86%、小于0.01 mm 的分布率為38.40%，屬于細(xì)—微細(xì)粒范圍；褐鐵礦主要呈細(xì)粒分布，粒徑小于0.07 mm 的分布率為88.25%。

由表5 可以看出，石英的嵌布粒度總體較細(xì)，但比赤鐵礦、褐鐵礦粗，粒徑小于0.07 mm 的分布率為65.02%。

4 主要鐵礦物嵌布特征

（1）赤鐵礦。赤鐵礦主要有以下產(chǎn)出形式：①主要呈細(xì)粒、微細(xì)粒浸染狀或網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，與脈石礦物相互交織，緊密互嵌。粒徑主要分布在5～30 μm，極難完全解離（圖3、圖4）。②一部分赤鐵礦與褐鐵礦和脈石礦物共生，顆粒形態(tài)為片狀、不規(guī)則粒狀（圖5、圖6）。③部分斑塊狀的赤鐵礦中包裹少量的細(xì)粒脈石礦物，此類赤鐵礦很難充分解離（圖7）。④少量赤鐵礦呈鮞狀與脈石礦物緊密互嵌（圖8）。⑤少量赤鐵礦交代磁鐵礦形成半假象礦并呈斑狀嵌布（圖9）。

（2）褐鐵礦。褐鐵礦是礦石中的次要鐵礦物，它不以單一礦物的形式存在，而是以針鐵礦、纖鐵礦、細(xì)粒石英、錳的氧化物和黏土物質(zhì)等混合物的形式存在［8］。褐鐵礦主要與赤鐵礦共生，以包裹細(xì)粒脈石的斑狀顆粒形式產(chǎn)出（圖10），部分褐鐵礦顆粒中分布大量呈網(wǎng)眼，與赤鐵礦共生，網(wǎng)眼中充填脈石礦物（圖11）。

5 鐵硅磷的賦存狀態(tài)及平衡計算

（1）鐵。為了最大程度利用礦石中的鐵，需對其賦存狀態(tài)進(jìn)行研究，并進(jìn)行平衡計算，配分結(jié)果見表6，鐵的平衡系數(shù)為0.998。

注：磁鐵礦、黃鐵礦含量較少，均采用理論品位計算。

由表6 可以看出，絕大多數(shù)鐵賦存在赤鐵礦中，鐵分布率為85.58%；賦存在褐鐵礦中的鐵分布率為9.80%，其他鐵礦物中賦存少量至微量的鐵，其他礦物中鐵的分布率極低。

（2）硅、磷。礦石中的硅磷是影響分選、降低冶煉效率的有害成分，研究二者的賦存狀態(tài)，可為后續(xù)選礦過程中去除提供依據(jù)。礦石中硅的平衡計算、配分結(jié)果見表7，硅的平衡系數(shù)為1.042；磷的平衡計算、配分結(jié)果見表8，磷的平衡系數(shù)為0.984。

由表7 可以看出，硅主要賦存在石英中，分布率為66.97%，其次賦存在黏土、鈉長石和鉀長石中，分布率分別為9.88%、7.98%和6.41%，少量賦存在綠泥石、云母和角閃石中，其他礦物不含硅。

由表8 可以看出，磷主要賦存在磷灰石中，分布率為90.32%，其次賦存在褐鐵礦中，分布率為9.68%，其他礦物不含磷。

6 結(jié)論

（1）礦石的有價成分鐵含量為36.29%，有害成分硫、磷含量分別為0.07%和0.63%，礦石中的重點可選礦物赤鐵礦含量為45.20%。

（2）礦石中的赤鐵礦粒徑極細(xì)，94.00%的顆粒粒徑小于0.07 mm、38.40%的顆粒粒徑小于0.01 mm；石英的粒徑總體較小，但比赤鐵礦、褐鐵礦粗，粒徑小于0.07 mm的顆粒分布率為65.02%。

（3）赤鐵礦產(chǎn)出形式主要為細(xì)粒、微細(xì)粒，顆粒形態(tài)表現(xiàn)為片狀、不規(guī)則狀、鮞狀、斑狀顆粒，常與脈石礦物共生，部分與褐鐵礦共生；赤鐵礦的共生形式包括浸染狀、網(wǎng)脈狀、斑狀、粒狀、包裹狀互嵌，少量交代磁鐵礦形成半假象礦。

（4）有價成分鐵主要賦存在赤鐵礦中，分布率為85.58%，其次賦存在褐鐵礦中，分布率為9.80%，硅主要賦存在石英中，磷主要賦存在磷灰石中。