攀西微细粒钛铁矿工艺矿物学研究

杨耀辉，惠博，严伟平，和奔流，王文超

( 1．中国地质科学院矿产综合利用研究所,国土资源部钒钛磁铁矿综合利用重点实验室，四川 成都 610041；2.四川龙蟒矿冶有限责任公司，四川 攀枝花 617000)

随着攀西地区矿产资源的开发，所开采原矿石的贫、细、杂资源特点不断凸显，加上市场对铁精矿品位的要求不断提高，从而导致选钛厂的原矿（选铁尾矿）粒度不断减小，-19 μm 微细粒级钛铁矿在钛铁矿资源中的比重不断提高。根据最新的研究表明[1]，攀枝花矿区选铁尾矿中钛的理论回收率可达到70%以上，由于-19 μm 粒级进入浮选系统中会严重恶化浮选过程，使钛精矿质量严重降低，药剂消耗大量增加。目前生产上采取预先脱泥的方法除去，-19 μm 粒级一直作为细泥丢弃是导致选钛厂总回收率偏低的主要原因之一[2-3]。因此，开展-19 μm 微细粒级钛铁工艺矿物学研究，查明微细粒钛铁矿的工艺矿物学特性，为微细粒钛铁矿的高效回收具有重要指导作用。

1 物质组成

微细粒钛铁矿样品为红格北矿区选钛厂现场二段强磁精矿的斜板浓密箱的溢流产品。

1.1 化学组成

通过化学多元素分析，分析了样品的化学组成，见表1。

表 1 主要化学成分分析结果/%Table 1 Analysis results of main chemical composition

由表可知溢流产品中有价元素为Ti，其TiO2的含量达到了16.8%，高出了现行工业指标中钛铁矿的最低工业品位（DZ/T 0208-2002）[4]。

1.2 矿物组成

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X 射线衍射、能谱探针（图2）对样品进行综合鉴定，查明溢流产品中的目的矿物为钛铁矿和钛磁铁矿，其含量分别为32.37%和3.7%，主要脉石矿物为辉石（39.65%）和橄榄石（9.84%），总量达63.71%。各种矿物具体含量见表2。

表 2 溢流产品中主要矿物组成/%Table 2 composition of main minerals in overflow products

图1 主要矿物特征能量谱线Fig. 1 characteristic energy spectral lines of main minerals

2 矿物工艺粒度特征

对微细粒级钛铁矿物料进行粒度分析及考察有用元素 Ti 在各粒级中的分布，结果见图2。

图 2 主要矿物粒度分布Fig. 2 Distribution in particle size of main minerals

由图2 可知，样品为二段强磁选的斜板溢流，钛铁矿大部分集中在-0.019 mm，溢流产品的粒度较细，产率占79.22%，TiO2分布率达87.82%，基本已到了浮选粒级的下限[5-8]。工艺矿物学的重点是在查清溢流的物质组成的基础上，统计样品的粒度和解离度[9-10]，并对选钛工作提出合理建议。

3 扫描电镜和能谱分析

通过扫描电镜和能谱探针详细鉴定了其主要矿物及其类型，并分析了其嵌布特征和主要元素组成（图3、表3）。钛铁矿是样品中最重要的，也是含量最高的金属矿物，扫描电镜下其亮度高于其他脉石矿物，从能谱探针分析结果来看，测点含钛34.74%，含铁32.59%，含镁1.91%。辉石主要是透辉石，含量39.65%，测点含镁9.48%，含钙19.57%，含铁6.08%，含钛1.31%。橄榄石矿物含量为9.84%，其含镁27.59%，含铁4.14%。斜长石矿物含量为2.31%，其含钙8.46%，含钠5.19%；样品中偶见金属硫化物，如黄铁矿。黑云母矿物含量2.25%，呈薄片状分布于脉石矿物中，钾元素含量8.36%，镁元素含量7.71%，钛含量2.75%，铁含量21.61%。

表 3 主要矿物能谱探针分析结果/%Table 3 Energy spectrum probe analysis results of main minerals

图 3 主要矿物扫描电镜分析BES 图像Fig. 3 Scanning electron microscope analysis of BES images of main minerals

4 解离度分析

运用MLA 矿物自动分析仪对矿物的解离度[11]进行了详细的分析，由于颗粒非常细小，肉眼观察钛铁矿解离较充分，钛铁矿被脉石矿物紧密包裹，大量脉石发生了泥化现象。具体来看主要矿物解离度，钛铁矿解离度75.84%，黄铁矿解离度69.97%，透辉石解离度80.51%，橄榄石解离度81.51%，长石解离度为63.73%。

值得注意的是，由于粒度非常微细导致很多颗粒相互粘连，实际的解离数据应该优于表4。结合显微镜观察结果，认为钛铁矿解离充分，没有进一步磨矿的必要，选矿工作的重点应放在强化钛铁矿与辉石和橄榄石分离的方面，特别注意这种细粒级脉石在浮选过程中的行为研究。

表 4 解离度分析数据Table 4 Analysis Data of Dissociation Degree

5 结 语

研究样品为二段强磁选的斜板溢流产品，钛铁矿大部分集中在-0.019 mm，产率 79.22%，TiO2分布率达87.82%，基本已到了浮选粒级的下限。样品综合鉴定表明，钛铁矿含量32.37%，钛磁铁矿3.7%，黄铁矿0.22%，脉石矿物总量为63.71%，辉石39.65%，橄榄石9.84%。溢流产品中主要矿物解离度依次为钛铁矿（75.84%）、黄铁矿（69.97%）、透辉石（80.51%）、橄榄石（81.51%）、斜长石（63.73%）。钛铁矿解离充分，没有进一步磨矿的必要，选矿回收工作的重点应放在强化钛铁矿与辉石和橄榄石分离研究方面，特别注意这种微细粒级脉石在浮选过程中的行为研究。