内蒙古某超贫铁矿石工艺矿物学分析

闫常陆

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司)

超贫铁矿是铁矿山企业受目前技术水平和经济效益的制约而使开发成本高于销售铁矿价格而未被开发的储备资源，主要分为两类：一是大量未开发利用的超贫铁矿石，二是矿山在开采过程中剥离出的大量超贫表外矿和贫杂矿矿石[1]。对内蒙古某超贫铁矿石进行工艺矿物学分析，期望为该矿石可选性分析提供可靠依据。

1 矿石性质

1.1 矿石组成

内蒙古某超贫铁矿石铁品位12.27%，属低磷氟、低硫高硅铁矿石，化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

表2 矿石铁物相分析结果 %

表1、表2表明，矿石铁品位较低，有害杂质元素磷含量低，硫含量稍高，分别为0.015%和0.20%；铁主要是磁性铁，占总铁的46.95%，其次是硅酸铁，占总铁的37.16%，钛铁矿和褐铁矿中的铁分别占总铁的9.79%和4.57%，硫化铁中的铁占1.31%，磁黄铁矿中的铁占总铁的0.24%。因此矿石通过弱磁选选别，容易富集得到铁精矿。

矿石金属矿物组成较简单，铁矿物主要为磁铁矿，其次为钛铁矿和褐铁矿；含硫矿物主要为黄铁矿，其次为磁黄铁矿；脉石矿物主要为斜长石和角闪石，其次为辉石和绿泥石，还包括少量的石英、云母和金红石等矿物。矿石主要矿物组成及相对含量见表3。

表3 矿石主要矿物组成及相对含量 %

1.2 嵌布粒度

矿石中的磁铁矿和钛铁矿主要呈中粒产出，粒度集中分布在0.043～0.417 mm；黄铁矿嵌布粒度较不均匀，主要集中在0.02～0.104 mm。+0.074 mm粒级中，磁铁矿粒度占有率(该粒级中磁铁矿占总磁铁矿的比例)为81.66%，钛铁矿为82.29%，黄铁矿为32.16%；-0.010 mm粒级中，磁铁矿粒级占有率为1.02%，钛铁矿为0.56%，黄铁矿为3.57%。

2 主要矿物嵌布特征

2.1 磁铁矿

磁铁矿是该矿石中最主要的金属矿物和回收对象，主要呈半自形、他形粒状结构产出，与钛铁矿关系密切。部分磁铁矿常呈不规则粒状分布在脉石中，嵌布粒度较粗，单体比较容易解离；部分与钛铁矿共生，二者易于分离；而呈定向片晶存在于磁铁矿中的钛铁矿基本随磁铁矿进入到精矿中，影响铁精矿质量。

此外可见磁铁矿晶粒间隙或裂隙中分布有细粒脉石矿物，粒度通常为0.005～0.025 mm，也会影响铁精矿品位。磁铁矿嵌布粒度主要以中细粒为主，粗粒可达2.2 mm，细粒可达0.005 mm，一般为0.025～0.8 mm。

2.2 钛铁矿

钛铁矿粒度一般为0.1～1 mm，主要呈不规则粒状或厚板状产出，与磁铁矿关系密切。钛铁矿常与磁铁矿共生，并以集合体的形式分布在脉石中；其次还以不规则状、粒状或厚板状分布在脉石中，其中厚板状一般宽0.04～0.15 mm；少量钛铁矿呈厚板状或细条状充填在磁铁矿裂隙间。

2.3 褐铁矿

褐铁矿主要呈不规则粒状分布在脉石中，粒度一般为0.05～0.15 mm，其次可见其与磁铁矿共生，粒度一般在0.15～0.20 mm；有时可见褐铁矿包裹的细粒黄铁矿，偶尔可见褐铁矿与钛铁矿共生，分布在钛铁矿边缘及其裂隙间。

2.4 黄铁矿

黄铁矿是矿石的主要硫化物，主要呈不规则状嵌布在脉石矿物中，有时可见黄铁矿呈细脉状或网状分布在脉石中，粒度0.005～0.01 mm。黄铁矿最大粒度0.5 mm，最小约0.005 mm，一般为0.02～0.12 mm。与磁铁矿关系不密切，易于解离，对磁选铁精矿质量影响较小。

2.5 磁黄铁矿

磁黄铁矿粒度一般为0.015～0.07 mm，是矿石中硫的一种重要的独立矿物，含量较低。在脉石中主要呈不规则状分布，其次可见磁黄铁矿与黄铁矿或磁铁矿共生，有时被包裹在磁铁矿中，有时可见磁黄铁矿与黄铜矿共生，或晶粒间分布有黄铜矿包体。

磁黄铁矿具有磁性，极易在弱磁选过程中进入到磁铁矿精矿中，因而要注意其对铁精矿品级的影响。

3 磁铁矿解离特征

分别测定磨矿细度-0.074 mm含量分别为36.2%、53.8%、70.8%和92.4%的磨矿产品中磁铁矿和钛铁矿的单体解离度。结果表明，磁铁矿单体解离度分别为64.14%、83.51%、88.79%和93.43%，钛铁矿单体解离度分别为58.30%、89.01%、93.90%和96.48%；以连生体(主要与脉石连生)形式存在的磁铁矿分别占31.58%、14.83%、10.31%和5.79%，其次与钛铁矿连生，少量与黄铁矿、磁黄铁矿连生。

4 选别性分析

(1)对铁选矿回收率的影响。矿石中以硅酸铁、钛铁矿及黄铁矿形式存在的铁合计占总铁的48.25%，这部分铁不能通过弱磁选回收，因此铁的选矿回收率不会太高。-0.010 mm粒级中的磁铁矿占总磁铁矿的1.02%，且呈微细粒浸染于脉石中，即使通过细磨也很难与脉石矿物解离，很大部分将损失在磁选尾矿中，这是影响铁选矿回收率的最主要因素。

(2)影响铁精矿品位的因素。部分磁铁矿本身含有微粒脉石矿物，磁选时该部分脉石会随磁铁矿进入铁精矿从而影响铁精矿品位；部分磁铁矿含有条带状或网格状片晶的钛铁矿，该钛铁矿为固溶体分离的产物，在磨矿过程中很难与磁铁矿解离开来，也会随磁铁矿进入铁精矿而影响铁精矿质量。另外磁铁矿本身含有Al、Ti和V等元素，这些元素的存在对铁精矿品位也有一定的影响。

磁黄铁矿含量虽然仅占总铁的0.24%，但磁性较强，弱磁选时易富集到铁精矿中，需注意其对铁精矿品级的影响。

矿石中磁铁矿和钛铁矿的整体嵌布粒度较粗，尽管二者常共生在一起，但是与脉石矿物及其他硫化物嵌布关系不密切，通过粗磨就可以实现磁铁矿与钛铁矿的充分解离，然后再通过细磨可使磁铁矿与分布在其中的细粒脉石分离，从而能有效分选磁铁矿，提高铁精矿品位。

5 结 论

内蒙古某超贫铁矿石铁品位12.27%，属低磷氟、低硫高硅铁矿石，铁主要以磁铁矿的形式存在，铁矿物主要为磁铁矿，其次为钛铁矿和褐铁矿。磁铁矿整体嵌布粒度较粗，磨矿至一定细度可实现其与钛铁矿和脉石矿物的分离，再通过弱磁选即可获得铁精矿。

-0.010 mm粒级中的磁铁矿容易损失在磁选尾矿中，是影响铁选矿回收率的最主要因素；硅酸铁、钛铁矿及黄铁矿形式存在的铁难以通过磁选回收，为次要因素。部分磁铁矿含有微粒脉石矿物、固溶体分离产生的钛铁矿和磁性较强的磁黄铁矿是影响磁选铁精矿品位的主要原因。

[1] 孙炳泉．超贫铁矿资源化利用技术现状及发展趋势[J]．金属矿山，2009(1)：9-11．