丰宁十八台镜铁矿石工艺矿物学研究

张太林 刘立伟 王恬君 张 昆

（1.河北钢铁集团司家营铁矿有限公司；2.华北理工大学矿业工程学院）

为了高效利用矿石资源，开展详细的工艺矿物学研究很有必要［1-3］。工艺矿物学研究的主要内容包括嵌布特征、有用矿物与脉石矿物的赋存状态、目的矿物的嵌布粒度等，这些内容可以指导矿石的可选性研究与生产实践［4-6］。丰宁十八台镜铁矿石的工艺矿物学研究对有价元素的分选和工艺流程的优化改进提供了理论基础。

1 矿石的组成

丰宁十八台镜铁矿石的主要化学成分分析结果见表1，主要矿物组成见表2，铁物相分析结果见表3。

从表1 可以看出，矿石中有回收价值的元素为铁，其他元素没有回收价值。

从表2可以看出，矿石中的主要有用矿物为镜铁矿，褐铁矿和磁铁矿少量；脉石矿物以石英为主，另有少量的钾长石、高岭石、钠长石、黑云母、角闪石等。

从表3 可以看出，矿石中的铁主要为氧化铁，含量高达23.82%，其他铁少量。

2 矿石的矿物特征

（1）镜铁矿。矿石中镜铁矿含量39.71%，呈半自形—他形粒状晶，颗粒大小不等，最大0.2 mm、最小0.001 mm，粒度为0.07～0.03 mm的达80%，见图1。

（2）褐铁矿。褐铁矿呈蜂窝状，含量低，粒度一般为0.01～0.05 mm，为镜铁矿氧化而成，当氧化不完全时，常含有镜铁矿残留体，见图2。

（3）石英。石英常呈细粒集合体存在，沿矿体中的裂隙贯注而成的石英细脉，脉宽平均0.02 mm，呈不规则曲线延伸，见图3。

（4）黑云母。黑云母呈片状，由于含量低，镜下见到较少，因此观察不全面［7］，见图4。

（5）钾长石。钾长石是正长石、微斜长石和透长石同质多象变体，是正长石、微斜和透长石的总称，钾长石晶体呈板状、柱状，长以单晶形式散布在石英晶粒中，也可以和镜铁矿接触，表面具高岭土化，土化后呈微红色，见图5、图6。

（6）钠长石。钠长石与钾长石的区别是钾长石高岭土化后微带红色，钠长石为白色，由于含量低，其他光性特征未见，见图7。

（7）角闪石。角闪石呈横切面晶体，见图8。

通过以上观察，矿石中与选矿效果关系密切的矿物为镜铁矿、褐铁矿、磁铁矿和石英，云母、钾长石、钠长石、角闪石等其他矿物因含量低，对选矿指标影响不大。

3 矿石的结构构造与矿物的嵌布特征

矿石为半自形—他形、细粒—微细粒连续不等粒结构，稀疏—稠密浸染状构造，其中的镜铁矿呈细粒或微细粒分布，以大小不等粒均匀或不均匀撒落在粒状石英为基质的颗粒间，镜铁矿与石英直接毗连接触。

（1）镜铁矿直接与石英毗连接触，这种嵌布关系为镜铁矿边缘与石英直接接触，或被石英集合体包围，即镜铁矿周围被石英所包围。矿石中镜铁矿颗粒极细，属细粒—微细粒结构，颗粒大小不等，小于0.07 mm 的占85%以上，磨矿后常形成镜铁矿和石英的连生体，这部分连生体进入精矿影响精矿品位，进入尾矿影响铁回收率。

（2）镜铁矿晶体内常见小颗粒的石英晶体或集合体（图9、图10），这种结构不利于选矿，因为要想把粒度很细的镜铁矿体内的石英解离出来难度非常大，多以连生体的形式存在。

4 镜铁矿的粒度分析

在显微镜下，用直线法测量镜铁矿的粒度，结果见表4。

从表4 可以看出，镜铁矿以细粒为主，-104 μm约占85%，-74 μm 占55%，因此，要获得理想的选别指标矿石需细磨。

5 结论

（1）丰宁十八台镜铁矿石中有回收价值的元素为铁，主要有用矿物为镜铁矿，褐铁矿和磁铁矿少量；脉石矿物以石英为主，另有少量的钾长石、高岭石、钠长石、黑云母、角闪石等。

（2）镜铁矿呈半自形—他形粒状晶，颗粒大小不等；褐铁矿呈蜂窝状，粒度一般为0.01～0.05 mm；石英常呈细粒集合体存在，沿矿体中的裂隙贯注而成石英细脉。与选矿效果关系密切的矿物为镜铁矿、褐铁矿、磁铁矿和石英，其他矿物对选矿指标影响不大。

（3）矿石为半自形—他形、细粒—微细粒连续不等粒结构，稀疏—稠密浸染状构造。镜铁矿呈细粒或微细粒分布，以大小不等粒均匀或不均匀撒落在粒状石英为基质的颗粒间，与石英直接毗连接触，或被石英集合体包围，镜铁矿晶体内常见小颗粒的石英晶体或集合体，总体来说，镜铁矿与石英解离困难。

（4）镜铁矿以细粒为主，-104 μm 约占85%，-74 μm 约占55%，因此，要获得理想的选别指标矿石需细磨。