云南弥勒天裕中低品位磷块岩工艺矿物学研究

庞建涛,杨绍彬,肖 喆,赵 雷

(云南磷化集团有限公司,云南 昆明 650600)

0 引 言

随着云南国家级磷复肥基地的建成投产,优质磷矿的需求量将迅速增长,优质富矿的消耗速度将不断加快,资源形势将更为严峻,开发利用云南中低品位磷矿资源、支撑云南磷化工支柱产业经济发展已迫在眉睫[1].

弥勒天裕磷资源储量丰富,但高品位磷矿石不多,绝大数属中低品位的磷块岩,需要经过选矿才能利用.磷矿石的工艺矿物学研究主要为矿石的选别和化学加工提供基础数据,对磷资源的评估、选矿工艺流程的确定等都起着基础与先导的作用[2-3].

1 矿石的矿物组成特征

弥勒天裕磷矿矿石自然类型单一,仅有块状砂屑磷块岩一种.根据弥勒天裕磷矿石化学多元素分析结果(表1),判定该区矿石工业类型为硅质磷块岩[4].

表1 原矿化学多元素分析

由原矿化学多元素分析结果可以得出:试验矿样主要由胶磷矿、硅酸盐和白云石矿物组成,褐铁矿、粘土类等矿物含量较少.

矿石主要有用矿物以碎屑状胶磷矿,团块胶磷矿为主;脉石矿物主要有石英、玉髓、白云石,此外还有少量铁泥质岩屑、长石、云母、电气石等.利用Olympus BX51-P型偏光显微镜,采用过尺线测法,首先测定矿石中各矿物平均体积含量,然后依据比重计算矿石中各矿物平均重量百分比含量,各矿物重量百分含量见下表:

表2 各矿物在原矿中的含量

2 矿石主要元素的赋存状态

2.1 不同粒级下主要考查组份分布、富集规律

先对原矿进行破碎至-1 mm,再让其从大到小过不同粒度的筛,对不同粒级的矿石进行化学分析,其主要考查组份分布、富集规律如图1,图2.

图1 P2O5、SiO2、CaO在不同粒级分布状况

图2 MgO、Fe2O3、Al2O3在不同粒级分布状况

2.2 主要考查组份在矿石中的分配

表3为全层矿中主要考查组合在各矿物中的分配表.从表3可以看出,P2O5、CaO主要存在于胶磷矿之中,MgO、CO2主要存在于碳酸盐矿物之中,SiO2主要存在于石英质矿物之中,Fe2O3主要存在于铁碳质矿物之中,Al2O3主要存在于长石类矿物、粘土类矿物之中.

3 主要矿物的嵌布特征

3.1 胶磷矿

硅质磷块岩中的胶磷矿主要呈不规则粒状(凝胶状、块状、内碎屑)产出(图3).胶磷矿在单偏光下呈浅褐色～深褐色,正交偏光下全消光,而少量重结晶的胶磷矿呈现出碳氟磷灰石的晶体光学特征,正交偏光下呈Ⅰ级灰～灰白干涉色.

弥勒天裕中低品位磷块岩属细粒嵌布(图4),粒度大于0.074 mm的约占67%,所以中低品位硅质胶磷矿磨矿粒度要足够细,才能促使胶磷矿单体解离.

表3 全层矿中主要考查组分在各矿物中的分配表

图3 胶磷矿(Clh)呈不规则粒状嵌布,胶结物为白云石(Dol)

图4 胶磷矿粒度分布直方图

3.2 碳酸盐矿物

本区矿石中,碳酸盐矿物主要以白云石为主.显微镜下,白云石为不均匀的深灰色,浅土黄色,不规则粒状集合体.闪突起,干涉色高级白(图5).

图5 白云石(Dol)胶结胶磷矿(Clh)

白云石呈细晶或微晶状,嵌布较细(图6),主要为胶磷矿的胶结物,粒度大于0.074 mm的约占39%.在选矿中要降低精矿中的MgO,就要尽可能多的除掉白云石.

图6 白云石粒度分布直方图

3.3 硅质矿物

本区中硅质矿物以石英为主,其次还有少量的玉髓.石英无色透明,呈不规则粒状(图7).薄片中玉髓无色透明,为隐晶质或非晶质微粒集合体,一般呈球粒状,放射状消光,折光率低于树胶(图8).

图7 不规则粒胶磷矿(Clh)

图8 球粒状玉髓(Cln)

石英的嵌布也较细,粒度大于0.074 mm的约占36%,在选矿中,要想降硅,就得加大磨矿细度.

3.4 其他脉石矿物

本区胶磷矿中铁碳质矿物含量较小,其矿物主要为褐铁矿.经显微镜下观测,发现铁碳质矿物嵌布细小,呈分散分布,较小的颗粒多包裹于白云石之中(图9).长石类矿物、粘土类矿物嵌布更小,主要以包裹的形式存在于胶磷矿和白云石之中.

图9 铁碳质矿物(Lm)

3.5 胶磷矿与脉石矿物的嵌布、嵌镶关系

胶磷矿主要与白云石、石英、玉髓以及铝硅酸盐矿物毗连嵌镶,脉石矿物呈胶结物状嵌镶在胶磷矿颗粒周围(图3),胶磷矿与石英界面相对平整,而与白云石呈港湾状嵌镶,界面弯曲,局部可见白云石交代胶磷矿的现象(图5).胶磷矿中常包裹有粉砂级石英、白云石、粘土以及褐铁矿,呈包裹型嵌镶关系(图3、图5、图8、图9).

4 主要矿物的单体解离特征

通过对不同粒度磷块岩粉体中胶磷矿的解离度进行测定,结果表明,胶磷矿主要与白云石、石英连生,少量与硅酸盐及铁碳质连生,还有少量的白云石、石英等矿物呈包裹体存在于胶磷矿之中.当矿石磨至-0.15 mm时,主要矿物的单体解离度见表4.

表4 主要矿物单体解离度表

5 结 语

a. 弥勒天裕中低品位磷块岩工业类型为硅质磷块岩,主要有用矿物为胶磷矿,脉石矿物为石英、玉髓、白云石,此外还有少量铁泥质岩屑、长石、云母、电气石等.

b. 当矿石磨至-1 mm时,胶磷矿向粗粒级富集,脉石矿物向细粒级富集.

c. 胶磷矿呈不规则粒状产出,与白云石、石英连生,粒度大于0.074 mm的约占67%,属细粒嵌布.脉石矿物嵌布细小或微小,粘土类矿物均为包裹体.

d. 矿石磨至-0.074 mm时,胶磷矿的单体解离度为93.28%;白云石的单体解离度为45.46%;石英的单体解离度为63.71%,解离性良好.

参考文献:

[1]柏中能.对云南中低品位磷矿选矿的认识和建议[J].云南化工,2007,34(5):23-25.

[2]潘长云.云南磷矿资源及可持续利用对策研究[J].云南地质,2003,22(3):336-341.

[3]傅文章,洪秉信.工艺矿物学在选冶中的地位和作用[J].矿产综合利用,1995(6):33-38.

[4]DZ/T 0209-2002.磷矿地质勘查规范[S].北京:地质出版社,2003:28.