安徽某铁矿石工艺矿物学研究

王 欢 周贺鹏

（江西理工大学资源与环境工程学院）

工艺矿物学研究可以利用扫描电镜、电子探针、MLA、XRD 等现代检测方法[1-3]，对矿石的化学成分及含量、矿物物相、矿石结构构造、矿物嵌布特征等重要性质进行详细系统的分析[4-6]。安徽某铁矿石随着开采深度的变化，矿石性质也有较大的差异，为了研究矿石性质变化对选矿指标的影响，对其进行了工艺矿物学研究，研究结果为提高选矿技术指标及现场技改设计提供科学的矿物学依据。

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。

由表1 可知，该铁矿石TFe 品位37.85%，铁是主要的有价元素；有害杂质硫含量较低，磷含量偏高，矿石中主要杂质为SiO2，烧失较高，为8.02%；其碱度为0.56，为半自熔性铁矿石。

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1.2 矿石铁物相分析

矿石铁物相分析结果见表2。

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由表2 可知，矿石中的铁矿物以磁铁矿为主，其铁分布率达85.19%；其次是赤褐铁矿、碳酸铁，其他铁矿物含量较少。

1.3 矿石矿物组成及含量

对矿石进行显微镜分析，矿石的矿物组成及相对含量见表3。

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由表3可知，有用铁矿物磁铁矿含量44.90%，次要铁矿物赤铁矿含量为5.14%；脉石矿物以铁白云石和云母为主，含量分别为13.80%和10.46%，其次为辉石、石英，含量分别为6.77%、5.98%，其他矿物含量较少。

2 矿石结构构造

该矿石的构造主要有块状构造和层状构造2种。磁铁矿多呈块状集合体产出，与云母、灰白色的长石、石英等脉石矿物形成致密块状；白色的碳酸盐、长石等脉石矿物与黑色的磁铁矿互相嵌布，形成层状构造。

矿石的结构主要有粒状结构、包含结构、交代结构、斑状结构、浸染状结构及片状、鳞片状结构等。磁铁矿和黄铁矿主要以自形、半自形粒状结构嵌布，碳酸盐和石英等脉石矿物也多呈粒状结构；磁铁矿呈斑状集合体嵌布，其中包含细粒脉石矿物，具斑状结构和包含结构；磁铁矿部分被赤铁矿交代，形成半假象矿，具交代结构；部分磁铁矿呈细粒浸染状嵌布于脉石矿物中，呈浸染状结构；黑云母和绿泥石多呈片状并形成集合体。

3 矿石主要矿物嵌布特征

3.1 金属矿物

（1）磁铁矿。磁铁矿为矿石中主要的铁矿物，主要呈自形、半自形粒状集合体形式嵌布于脉石矿物中，具粒状结构（图1（a）），部分磁铁矿呈粒状集合体嵌布，集合体中常常包裹细粒脉石矿物，具粒状结构和包含结构（图1（b）），部分磁铁矿被赤铁矿交代，形成半假象矿，具交代结构（图1（c）），另有部分粗粒磁铁矿呈斑状集合体嵌布，其中包含细粒脉石矿物，具斑状结构和包含结构（图1（d）），部分磁铁矿呈细粒浸染状嵌布于脉石矿物中，具浸染状结构（图1（e））。

（2）赤铁矿。赤铁矿为矿石中次要铁矿物，含量相对较少。矿石中的赤铁矿主要为次生假象矿，少量为原生矿。赤铁矿呈不规则状沿着磁铁矿的边缘和裂隙交代，形成半假象赤铁矿（图2（a））,部分假象赤铁矿呈斑状嵌布，其中有脉石矿物（图2（b））,少量原生赤铁矿呈细粒浸染状嵌布于脉石矿物中（图2（c）。

（3）黄铁矿。黄铁矿为矿石中主要的硫化物，含量较少。矿石中的黄铁矿主要呈自形—他形粒状嵌布于脉石矿物中（图3（a）），部分黄铁矿呈不规则状与磁铁矿、脉石矿物紧密共生（图3（b））。

3.2 脉石矿物

（1）碳酸盐。碳酸盐矿物是矿石中含量最多的脉石矿物，主要为铁白云石，少量为方解石和菱铁矿。矿石中的碳酸盐矿物主要呈粒状集合体嵌布并形成斑状，其中包含细粒铁矿物、石英和黑云母，具斑状结构和包含结构（图4（a）），部分碳酸盐矿物呈粒状集合体与长石、铁矿物共生嵌布（图4（b）），少量碳酸盐矿物呈自形晶菱形与石英共生嵌布（图4（c））。

（2）云母。云母是矿石中含量较多的硅酸盐矿物，矿石中的云母主要为黑云母，少量为白云母和绢云母。黑云母主要呈自形晶状与碳酸盐矿物共生嵌布（图5（a）），部分黑云母呈片状嵌布，其中包裹铁矿物和金红石（图5（b）），白云母呈柱状集合体嵌布，并与铁矿物、碳酸盐紧密共生（图5（c）），绢云母常呈鳞片状集合体嵌布，主要是交代长石的产物（图5（d））。

（3）辉石。辉石是矿石中的硅酸盐矿物，矿石中地辉石主要为顽辉石，常呈板柱状与铁矿物和黑云母共生嵌布（图6）。

（4）石英。石英是矿石中的主要脉石矿物之一，石英主要呈不规则粒状集合体嵌布，并与碳酸盐矿物、铁矿物紧密共生（图7（a）），部分石英呈他形粒状与铁矿物共生嵌布（图7（b））。

（5）其他脉石。长石是矿石中的硅酸盐矿物，含量相对较少，主要为钠长石和钾长石。矿石中的长石呈自形晶板状嵌布，少量被绢云母交代发生次生蚀变（图5（d）），长石中常包含铁矿物和磷灰石（图8（a））。磷灰石是矿石中主要的含磷矿物，主要呈自形晶柱状嵌布于碳酸盐矿物中（图8（b））。绿泥石是矿石中的硅酸盐矿物，含量较少，矿石中的绿泥石主要呈片状集合体与长石、铁矿物共生嵌布（图8（c））。

4 矿石主要矿物工艺粒度分析

对矿石中的主要铁矿物磁铁矿、赤铁矿和主要脉石矿物碳酸盐矿物、云母进行工艺粒度分析（表4）。分析结果表明：主要有用铁矿物磁铁矿呈细粒嵌布，在-0.07 mm 粒级的分布率为77.03%，次要矿物赤铁矿结晶粒度更为细小，几乎全部分布在-0.07 mm 粒级；而主要脉石矿物碳酸盐、云母的嵌布粒度较粗，在+ 0.07 mm 粒级的分布率分别为65.28%，55.02%，有用矿物和脉石矿物这种粒度上的差异有利于选矿工艺磨选、粗粒抛尾。

5 推荐选矿工艺

由工艺矿物学研究分析可知，该矿石主要回收的有用矿物为磁铁矿，可采用磨矿—弱磁选工艺，同时依据“多碎少磨”原则，可在入磨前进行粗粒磁选预先抛废，以减少磨矿处理量，降低能耗。此外，该铁矿石嵌布粒度细，同时嵌布粒度不均匀，建议选择阶段磨矿、阶段选别工艺。因此，推荐给矿—粗粒磁选—磨矿—弱磁选—磨矿—弱磁选工艺流程。

6 结 论

（1）安徽某铁矿石主要有价元素为铁，铁矿石TFe品位37.85%，有害杂质硫含量较低，磷含量偏高，矿石中主要杂质为SiO2，为半自熔性铁矿石。矿石中的铁矿物以磁铁矿为主，其次是赤褐铁矿、碳酸铁，其他铁矿物含量较少。脉石矿物以铁白云石和云母为主，其次为辉石、石英，其他矿物含量较少。

（2）矿石的构造主要有块状构造和层状构造2种，矿石的结构主要有粒状结构、包含结构、交代结构、斑状结构、浸染状结构、片状及鳞片状结构等。

（3）矿石中的磁铁矿和赤铁矿呈细粒嵌布，而主要脉石矿物碳酸盐、云母的嵌布粒度较粗，有用矿物和脉石矿物这种粒度上的差异有利于选矿工艺磨选、粗粒抛尾。

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（4）该矿石的选别推荐给矿—粗粒磁选—磨矿—弱磁选—磨矿—弱磁选工艺流程。