蒙古某铁矿石工艺矿物学研究

牟 凯

（青海交通职业技术学院，青海西宁810000）

进入到21世纪，中国城市化进程加快，钢铁的消费量与日俱增，但是国内铁矿资源远远不能满足市场需求，于是国内钢铁企业纷纷转向国外，寻找廉价而稳定的铁矿山或铁矿石［1-2］。但是受多方因素制约，进口铁矿石质量波动大，因此国外铁矿石品质的判定以及如何使矿石得到有效地综合回收就显得格外重要［3-5］。

我国从蒙古某地进口了大量铁品位为45.53%的铁矿石，不能直接作为铁精矿使用，还需要经过进一步的选矿加工。为给该矿石合理选矿工艺流程确定提供依据，借助化学分析、光学显微镜鉴定、扫描电子显微镜、X-射线衍射分析等手段，对该铁矿石进行了系统的工艺矿物学研究。

1 矿石物质组成

1.1 矿石化学成分分析

矿石化学成分分析结果见表1。

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表1表明：铁是主要有价元素，其品位为45.53%；有害杂质元素主要为硫，硫含量为1.13%；此外，铜的品位为0.04%，达到综合回收要求，可考虑综合回收［6］。

1.2 矿石铁化学物相分析

矿石铁化学物相分析结果见表2。

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从表2可知：矿石中铁主要以磁铁矿的形式存在，其分布率为91.94%；其次以硅酸铁的形式存在，其分布率为4.06%，另有少量铁以赤褐铁矿、磁黄铁矿及硫化铁的形式存在。

1.3 矿石矿物组成

矿石矿物组成比较简单。含铁矿物主要为磁铁矿，另有少量赤褐铁矿；其他金属矿物主要为黄铁矿，另有少量黄铜矿。脉石矿物主要为含铁的角闪石，其次为绿帘石、方解石、石英、钠长石、金云母、榍石［7-8］。矿石矿物组成及相对含量见表3。

2 矿石结构构造

矿石的构造主要为块状构造、浸染状构造，其次为网脉状、条纹状构造。磁铁矿多呈块状集合体产出，部分呈浸染状分布于角闪石等脉石矿物中；黄铁矿常呈网脉状或条纹状分布在磁铁矿裂隙中。

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矿石的结构主要为由结晶作用形成的半自形—他形粒状结构，其次为由交代作用形成的交代残余结构、假象结构，此外，矿石中还有少量由应力作用形成的压碎结构，少量为自形晶结构。磁铁矿常呈半自形晶结构产出，黄铁矿、黄铜矿和褐铁矿等常呈他形晶粒状结构产出；磁铁矿被赤褐铁矿沿着边缘和裂隙交代呈残余结构，有时见黄铁矿被褐铁矿交代，其边缘和裂隙蚀变为褐铁矿，少量仍保留黄铁矿假象；粗粒磁铁矿受应力作用后呈压碎结构。

3 矿石主要矿物嵌布特征

3.1 磁铁矿

磁铁矿是矿石中的主要含铁矿物，多呈半自形—他形晶粒状及其集合体的形式分布在脉石矿物中。磁铁矿集合体中可见脉石矿物呈粒状或细脉状沿磁铁矿颗粒间隙分布（图1），有时可见磁铁矿被赤铁矿或褐铁矿沿着边缘及裂隙交代（图2），有的被交代呈残余结构。此外，部分磁铁矿与黄铁矿嵌布关系密切，主要表现为黄铁矿呈脉状或网状沿磁铁矿集合体裂隙充填产出（图3），有时表现为相互包裹，有时也呈较为简单的毗邻嵌布关系产出，有时还可见磁铁矿颗粒间隙中分布有黄铜矿，偶尔可见磁铁矿中包裹有细粒磁黄铁矿。磁铁矿的粒度分布不均匀，以中粒为主，其次为细粒，粒度分布范围主要在0.020～0.589 mm。从磁铁矿的能谱分析结果（表4）可以看出，磁铁矿的成分接近理论值，含杂很少。

3.2 赤褐铁矿

赤褐铁矿也是矿石中的含铁矿物，含量较低。大部分赤褐铁矿是由磁铁矿氧化而来的，主要沿着磁铁矿的边缘和裂隙交代（图4）。

3.3 黄铁矿

黄铁矿是矿石中主要的硫化矿物，多呈不规则粒状嵌布于脉石矿物中，少量呈网状、蜂窝状或胶状产出；此外，黄铁矿与磁铁矿的嵌布关系也较为密切（图5），有的呈脉状或网状沿磁铁矿裂隙充填产出（图6），脉宽一般小于0.02 mm，部分小于0.005 mm；有的黄铁矿与磁铁矿呈相互包裹关系产出，有的呈简单共边产出。此外，有时可见黄铁矿被褐铁矿沿着边缘或裂隙交代，少量呈交代残余结构。黄铁矿的嵌布粒度以中细粒为主，一般分布于0.020～0.417 mm，微粒（＜0.01 mm）黄铁矿的分布率高达8.08%。

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3.4 角闪石

角闪石的分子式为 NaCa2（Mg，Fe）4（Al，Fe）-［（Si，Al）4O11］2（OH）2，是矿石中最为主要的脉石矿物，含量为16.39%，具电磁性。角闪石主要呈柱状及集合体状产出，角闪石与磁铁矿关系密切，角闪石裂隙中常分布有磁铁矿，角闪石是主要的含铁硅酸盐矿物，这部分铁是选矿工艺难以选别的铁，主要损失在尾矿中。

3.5 绿帘石

绿帘石的分子式为Ca2FeAl2［Si2O7］［SiO4］O（OH），是矿石中含量仅次于角闪石的脉石矿物，含量为6.58%。绿帘石常呈柱状、晶簇状集合体产出，有时可见绿帘石与角闪石密切嵌布呈集合体产出，部分绿帘石沿着角闪石边缘交代，绿帘石也是重要的含铁硅酸盐矿物，这部分铁也主要损失在尾矿中。

4 矿石中主要矿物嵌布粒度

矿石中主要矿物的嵌布粒度对磨矿细度的选择具有重要指导意义，因此在显微镜下用线段法测定了矿石中磁铁矿、黄铁矿及黄铜矿的嵌布粒度。由于赤褐铁矿也属于可回收铁矿物，并且与磁铁矿紧密共生，故将赤褐铁矿计入磁铁矿类别，统计结果见表5和表6。

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从表5、表6可以看出：矿石中磁铁矿的嵌布粒度以中粒为主，分布率为39.63%，在粗粒级及细粒级中也有较高的分布率，分布率分别为32.43%和27.03%，而在微粒级别的分布率较低，仅为0.91%，因此，矿石中大部分磁铁矿在磨矿中易于单体解离，磁铁矿易于回收；矿石中黄铁矿的嵌布粒度不均匀，以细粒为主，分布率为39.53%，在粗粒级、中粒级及微粒级别均有较高的分布，分布率分别为23.32%、29.07%及8.08%。微粒级别的黄铁矿多呈细脉状分布在磁铁矿颗粒及其裂隙中，若解离不充分，会造成铁精矿中硫含量超标，影响铁精矿质量；矿石中黄铜矿的嵌布粒度以细粒为主，分布率为60.37%，在中粒及微粒级别均有较高的分布率，分布率分别为34.30%及5.33%，微粒级别的黄铜矿在磨矿时不易单体解离，影响铜的综合回收；同时，部分微粒级别的黄铜矿分布在磁铁矿裂隙中，若解离不充分，也会造成铁精矿中硫超标。

5 矿石磁铁矿的解离特征

对不同磨矿细度下磁铁矿（包括磁铁矿、赤褐铁矿及其集合体）的单体解离度进行测量统计，结果见表7。其中，富连生体指的是磁铁矿在连生体中的含量大于3/4，贫连生体指的是磁铁矿在连生体中的含量小于1/4。

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从表7可知，磨矿细度为-0.074 mm占65%时，磁铁矿即可获得较高的单体解离度，此后再增加磨矿细度，磁铁矿单体解离度提高不大。

6 结论

（1）蒙古某铁矿石中铁为主要有价元素，铁含量为45.53%；有害杂质元素主要为硫，含量为1.13%。此外，铜的品位为0.04%，达到综合回收要求，可以综合回收。矿石铁矿物主要为磁铁矿，另有少量赤褐铁矿；其余金属矿物主要为黄铁矿，另有少量黄铜矿。脉石矿物主要为角闪石，其次为透辉石、方解石、钠长石、石英、金云母和榍石等。

（2）矿石的构造主要为块状构造、浸染状构造，其次为网脉状、条纹状构造。矿石的结构主要为由结晶作用形成的半自形—他形粒状结构，其次为由交代作用形成的交代残余结构、假象结构，此外，矿石中还有少量由应力作用形成的压碎结构，少量为自形晶结构。

（3）磁铁矿多呈半自形—他形晶粒状及其集合体的形式分布在脉石矿物中。磁铁矿集合体中可见脉石矿物呈粒状或细脉状沿磁铁矿颗粒间隙分布，有时可见磁铁矿被赤铁矿或褐铁矿沿着边缘及裂隙交代。磁铁矿的嵌布粒度以中粒为主，分布率为39.63%，在粗粒级及细粒级中也有较高的分布率，分布率分别为32.43%和27.03%，而在微粒级别的分布率较低。不同磨矿细度下磁铁矿的单体解离度统计结果表明，磨矿细度为-0.074 mm占65%时，磁铁矿即可获得较高的单体解离度。由此可见，大部分磁铁矿在磨矿中易于单体解离，磁铁矿易于回收。

（4）杂质硫须经过合理的选矿流程脱除。根据矿石性质特点，建议采用粗磨磁选抛尾，粗精矿再磨除硫、硅等杂质的工艺流程，以期获得较高的铁精矿质量，从而使该矿石得到有效利用。