河南某铁矿石工艺矿物学研究

顾兆云

(洛娃科技实业集团有限公司)



河南某铁矿石工艺矿物学研究

顾兆云

(洛娃科技实业集团有限公司)

为充分利用河南某铁矿资源，对该铁矿石进行工艺矿物学研究。结果表明：①该铁矿石铁品位34.31%，有害元素硫、磷含量较低，属酸性氧化铁矿石，具有回收价值的铁矿物为磁铁矿和镜铁矿，占总铁的88.63%；②磁铁矿呈中等稠密—稀疏或星散浸染状嵌布在脉石中，嵌布粒度较粗，多在0.3～1.5 mm，+0.3 mm粒级占96.79%；镜铁矿主要以中等稠密浸染条带状和稀疏—星散浸染条带状产出，大多呈定向排列特征，粒度细小，-0.30 mm粒级占57.14%；磨矿细度 -0.075 mm 90.33%时，镜铁矿单体解离度在96%以上；③脉石矿物以石英和白云母为主，与铁矿物共生关系简单，为选别创造了良好条件。推荐采用磨矿—弱磁选—强磁选工艺回收磁铁矿和镜铁矿，但应加强对微细粒级的尘粒状镜铁矿的回收，以避免尾矿中铁含量偏高。该矿石工艺矿物学研究结果可为下一步的选矿工艺提供理论支持和技术指导。

磁铁矿 赋存特性 镜铁矿 解离度 工艺矿物学

河南某矿区岩浆岩分布广泛，矿石主要金属矿物为磁铁矿和镜铁矿，其次为半假象赤铁矿，脉石矿物主要为角闪石、斜长石、石英等。磁铁矿呈他形粒状分布于石英等边部，镜铁矿呈铁灰色，片状定向分布于脉石矿物中。对该铁矿石的代表性矿样进行工艺矿物学研究，以期为确定选矿工艺提供方向性指导[1-6]。

1 矿石成分分析

河南某铁矿石多呈紫红色，部分为灰白色，常具有浸染条带状构造，少数呈致密块状产出。矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，主要矿物组成见图1。

表1 矿石主要化学成分分析结果 %

表2 矿石铁物相分析结果 %

由表1可以看出，矿石铁品位34.31%，计算得碱性系数为0.19，TFe/FeO=4.08，主要有价元素是铁，有害元素P、S含量低，属于低磷低硫单一中低品位酸性氧化铁矿石。

由表2可以看出，矿石中铁主要存在于磁铁矿、镜铁矿、半假象赤铁矿中，少量存在于碳酸盐、硫化物和硅酸盐中。磁性铁(包括磁铁矿中的铁和半假象赤铁矿中的铁)和镜铁矿中铁分别占总铁的46.05%、42.58%，合计88.63%，这即为选矿中铁的最大理论回收率。

2 主要矿物的嵌布特征

2.1 磁铁矿

矿石中磁铁矿含量较高，是主要的铁矿物，分布不均匀，粒度多为0.3～1.5 mm。在较粗的磨矿细度下，矿石中绝大部分磁铁矿即可获得充分解离。磁铁矿总体呈中等稠密—稀疏或星散浸染状嵌布在脉石中，相互间的接触界线大多较为规则平直，定向排列的特征不明显。少数磁铁矿虽然与镜铁矿紧密交生，但相互穿插切割的交代关系并不多见，见图1～图4。

由于氧化作用的影响，矿样中部分磁铁矿发生不同程度的假象赤铁矿化，主要表现为不规则的微细粒赤铁矿沿磁铁矿晶粒边缘、表面或裂隙交代。随着蚀变程度的增强，晶粒中磁铁矿所占比例逐渐降低，呈现出交代残余的特征，部分甚至发育为全交代假象赤铁矿，但仍保留了原磁铁矿自形等轴粒状的晶体外形。磨矿后，含有磁铁矿残余的假象赤铁矿在弱磁选过程中将随磁铁矿一起进入铁精矿，而全交代假象赤铁矿的分选与镜铁矿基本一致，需要通过强磁选才能进行回收。

图1 自形、半自形粒状磁铁矿呈浸染状与脉石交生

图2 发生轻微假象赤铁矿(白色)化的细粒磁铁矿呈中等稠密浸染状嵌布在脉石中

图3 形态规则的自形粒状磁铁矿零星分布在脉石中

图4 发生轻微假象赤铁矿化的粒状磁铁矿零星分布在致密状镜铁矿集合体中

2.2 镜铁矿

镜铁矿是赤铁矿的一个亚种，与石英伴生，外表呈片状，具有金属光泽，分布广泛，呈自形、半自形板片状或叶片状，少数为针状。晶体粒度通常较为细小，片宽多为-0.1 mm，片厚一般为-0.02 mm。与磁铁矿略微不同，镜铁矿大多呈定向排列特征较为明显的浸染条带状产出。

根据浸染的密集程度，可进一步分为稠密浸染条带状、中等稠密浸染条带状、稀疏—星散浸染条带状等不同赋存特性。稠密浸染条带状镜铁矿发育的部位、晶粒相互紧密镶嵌，粒间夹杂的脉石矿物较少，镜铁矿的体积含量通常大于75%，局部甚至过渡为粒径2.0～3.0 mm的致密团块状集合体，见图5；以中等稠密浸染条带状产出的镜铁矿分散程度较高，部分为定向排列特征不甚明显、局部较为富集的不规则团块状，体积含量一般为30%～75%，见图6、图7；与稠密—中等稠密浸染状镜铁矿相比，呈稀疏—星散浸染条带状产出的镜铁矿不但分散程度较高，而且粒度也有明显变细的趋势，普遍为0.01～0.04 mm，少数甚至以粒度-0.005 mm的尘粒状分布在脉石中，体积含量大多小于30%，部分矿块中甚至小于5%，见图8。

图5 微细白云母和石英沿叶片状镜铁矿粒间充填分布

图6 微细的板片状镜铁矿呈中等稠密浸染状嵌布在脉石中

图7 微细的叶片状镜铁矿呈中等稠密浸染状与脉石交生

图8 尘粒状镜铁矿呈稀疏浸染状嵌布在脉石中

3种赋存特性中，矿样中的镜铁矿以第二、三种为主，嵌布特征是晶体粒度细小、集合体粒度不均匀、部分分散程度高，但与脉石之间的接触界线大多较为规则平直，因此在适当的磨矿细度条件下，大部分镜铁矿将获得较好的解离。尘粒状镜铁矿粒度过于微细，即使细磨，大部分仍可能呈连生体产出，这也是导致尾矿铁品位偏高的主要原因之一。

2.3 脉石矿物

矿样中脉石矿物以石英和白云母为主，次为长石、绢云母、方解石和蒙脱石等。石英多为他形粒状，呈灰黑—灰白色相互紧密镶嵌构成典型的粒状变晶结构，粒度较为均匀，一般为0.04～0.2 mm，见图9。

图9 形态较为规则的粒状石英紧密镶嵌构成粒状变晶结构

白云母分布广泛，呈细小的片状，单偏光镜下无色透明，解理极为发育，正交镜下干涉色十分鲜艳，定向排列的特征明显，常作为镜铁矿的嵌布基底产出，部分则呈不规则团块状集合体沿铁矿物粒间充填。在镜铁矿分布的部位，通常有大量的白云母出现。

矿石中绝大部分的脉石与铁矿物共生关系并不复杂，虽然相互之间的接触界线部分为不平直的锯齿状或港湾状，但在铁矿物内部却极少见脉石矿物包裹，因此适当磨矿后，绝大部分铁矿物都将与脉石矿物解离，有利于铁矿物的回收。

3 主要铁矿物嵌布粒度

矿石中磁铁矿和镜铁矿是主要目的矿物，其嵌布粒度分析结果分别见表3、表4。

表3 磁铁矿嵌布粒度

表4 镜铁矿嵌布粒度

由表3、表4可以看出，粒级+0.30 mm时，磁铁矿累计分布率96.79%，镜铁矿累计分布率42.86%。磁铁矿属较典型的中粒—中细粒嵌布范畴，镜铁矿则具有细粒嵌布的特征。

为获得高品位的磁铁精矿粉和镜铁精矿粉，关键是使镜铁矿得到较充分的解离。从嵌布粒度分析，要使95%左右的镜铁矿呈单体产出，选择磨矿细度-0.045 mm占90%较为适宜。矿样中白云母(包括绢云母)含量高，与镜铁矿的嵌布关系也十分密切。由于白云母硬度低、劈分性较好、与镜铁矿之间的结合力较弱，因此尽管矿石中相当部分的镜铁矿粒度偏细、嵌布关系较为复杂，但磨矿过程中镜铁矿仍然较易解离。因此在选矿过程中，实际磨矿细度可适当放粗至-0.075 mm占90.33%，此时镜铁矿单体解离度超过96%。

4 结 论

(1)河南某铁矿石铁品位34.31%，主要金属矿物为磁铁矿和镜铁矿，磁性铁和赤(褐)铁分别占总铁的46.05%、42.58%，其他形式的铁较少；脉石矿物主要为石英和白云母，有害杂质硫、磷含量很低，分别为0.041%、0.030%；矿石碱性系数为0.19，属低磷低硫单一中低品位酸性氧化铁矿石。

(2)磁铁矿主要呈中等稠密—稀疏或星散浸染状嵌布在脉石中，+0.30 mm粒级占96.79%，嵌布粒度多为0.3～1.5 mm；镜铁矿主要呈中等稠密浸染条带状或稀疏—星散浸染条带状的赋存特征，晶体粒度细小，-0.30 mm粒级占57.14%，集合体粒度不均匀，部分分散程度高，与脉石之间的接触界线大多较为规则平直，在磨矿细度-0.075 mm占90.33%时，镜铁矿单体解离度超过96%。

(3)结合工艺矿物学研究结果，该矿石适合采用弱磁选和强磁选工艺回收其中的磁铁矿和镜铁矿，理论回收率88.63%。为避免尾矿铁品位过高，应加强对粒度过于微细的尘粒状镜铁矿的回收。

[1] 王明燕.安徽某铁矿的工艺矿物学研究[J].有色金属工程，2010(4)：92-94.

[2] 黄秋菊，朱正环.利比里亚某铁矿石工艺矿物学研究[J].现代矿业，2015(7)：86-87.

[3] 褚海霞，陈 越，陈彦亭，等.司家营铁矿矿石工艺矿物学及选矿影响因素研究[J].金属矿山，2011(11)：111-115.

[4] 胡义明.袁家村铁矿氧化矿工艺矿物学研究[J].金属矿山，2011(12)：74-77.

[5] 谢 峰，简 胜，张曙光，等.云南某半风化钛铁矿工艺矿物学研究[J].矿冶，2016(3)：89-92.

[6] 谢菱芳，贾 红.云南某铁矿工艺矿物学研究[J].云南冶金，2014(5)：64-68.

Process Mineralogy of an Iron Ore In Henan Province

Gu Zhaoyun

(Luowa Technology Industry Group Co., Ltd.)

In order to make full use of an iron ore resource from Henan,process mineralogy research was conducted on the ore.Results indicated that:①iron grade is 34.31%,harmful element S and P content is low,belongs to acidic oxide ferric ore,iron mineral with recycling value is magnetite and specularite, accounting for 88.63% of total iron;②magnetite exists in medium dense-sparse or scattered impregnated clothly embedded in the gangue,coarsely disseminated,most of which in 0.3～1.5 mm,graded +0.3 mm accounted for 96.79%;Specularite mainly exists in medium dense disseminated banded and sparse,scattered article impregnation strip production, mostly assumes the directional arrangement characteristic,particle size small,-0.30 mm accounted for 57.14%;Specularite monomer liberation degree is above 96% at grinding fineness -0.075 mm 90.33%;③Main gangue mineral is quartz and muscovite, and simply symbiotic with iron minerals, create a good condition for processing.Grinding-low intensity magnetic separation-high intensity magnetic separation process was recommended to recovery magnetite and specularite,the dust fine grained granular specularite recycle should be enhanced to avoid high Fe content tailings.The process mineralogy research can provide theoretical support and technical guidance for the next step of mineral processing.

Magnetite ore， Occurrence characteristics， Specularite， Liberation degree， Process mineralogy

2016-08-26)

顾兆云(1982—)，女，工程师，100102 北京市朝阳区望京利泽中园二区203号。