利比里亚某铁矿石工艺矿物学研究*

张 永 林小凤 刘 军

（1.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；2.国家金属矿山固体废物处理与处置工程技术研究中心）

铁矿资源是国家发展的重要战略储备资源，是工业发展的支柱，亦是经济、国防等领域的重要资源［1-2］。随着我国国民经济建设的不断发展，铁矿石需求量也不断增加。2021 年，我国铁矿石需求量约13.08 亿t［3-4］，由于我国铁矿资源禀赋“贫、细、杂”的特点［5］，绝大多数铁矿石尚需依靠进口。本文通过化学多元素分析、物相分析、MLA 等分析方法，研究国外某铁矿石的工艺矿物学特性，为该铁矿石的合理开发利用提供理论依据。

1 工艺矿物学研究

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，该矿石全铁含量39.09%，其他有用元素含量较低，矿石中的脉石矿物主要成分为SiO2，含量34.62%，其碱度为0.054，为酸性铁矿石。

1.2 矿石铁物相分析

矿石铁物相分析结果见表2。

?

由表2可知，矿石中的铁矿物主要以磁铁矿和赤（褐）铁矿形式存在，分布率分别为47.35% 和45.82%，其他铁矿物含量相对较少。

1.3 矿石矿物组成及含量

矿石的矿物组成及含量见表3。

由表3 可知，矿石中的主要有用铁矿物为磁铁矿，含量25.01%，其次为褐铁矿和赤铁矿，含量分别为20.94% 和12.83%；主要脉石矿物为石英，含量为32.86%，其次为辉石、石榴子石等硅酸盐矿物，含量分别为3.50%、1.44%，其他矿物含量相对较少。

?

2 矿石结构构造

矿石的构造主要有块状构造和斑状构造2 种。矿石的结构主要有粒状结构、斑状结构、交代结构、网眼状结构、片状结构及鳞片状结构等。

3 矿石中主要矿物嵌布特征

（1）磁铁矿。磁铁矿是矿石中最主要的有用铁矿物，大部分呈斑状嵌布，少量呈粒状嵌布。斑状磁铁矿中含脉石矿物包裹体，具斑状结构（图1（a）），部分磁铁矿常被赤铁矿交代形成半假象矿，具交代结构（图1（b））。粒状磁铁矿呈自形四方形、半自形、他形粒状嵌布，具粒状结构（图1（c））。

（2）赤铁矿。赤铁矿在矿石中含量较高，为主要的回收铁矿物之一。赤铁矿有原生矿和次生假象矿，假象赤铁矿是在氧化条件下交代磁铁矿而形成，因此仍保留了磁铁矿晶形特征，并且在空间分布上与磁铁矿关系密切。赤铁矿常呈细脉状、不规则状沿磁铁矿的裂隙交代形成半假象矿（图1（c）），部分假象赤铁矿呈斑状嵌布，具斑状结构（图2（a））。原生赤铁矿常呈不规则粒状，且与褐铁矿共生嵌布（图2（b）），少量赤铁矿呈疏松多孔的网眼状嵌布，网眼中重充填脉石矿物，具网眼状结构（图2（c））。

（3）褐铁矿。褐铁矿是矿石中的次要有用铁矿物，主要呈斑状（图3）和不规则粒状嵌布，常常交代赤铁矿并与赤铁矿紧密共生（图2（b））。

（4）石英。石英是矿石中的主要脉石矿物，整体嵌布粒度较粗，70%以上的石英粒度大于0.1 mm。石英主要呈斑状嵌布，具斑状结构（图4（a））或不规则粒状集合体嵌布，具粒状结构（图4（b）），粒状集合体中常常包裹铁矿物，与铁矿物密切共生（图4（c））。

（5）辉石。辉石是矿石中主要的硅酸盐矿物，以紫苏辉石为主。辉石主要呈板状或短柱状，常见与铁矿物、石英等共生嵌布（图5）。

（6）云母。云母在矿石中量少，分为白云母和黑云母，白云母呈鳞片状集合体嵌布（图6（a）），黑云母呈柱状嵌布（图6（b））。

（7）其他脉石矿物。矿石中的蛇纹石主要由辉石蚀变而成，呈片状集合体嵌布，常见与辉石紧密共生（图7（a））；石榴子石在矿石中含量少，主要呈不规则粒状嵌布（图7（b））；黏土主要呈鳞片状集合体嵌布，浸染细粒铁矿物与铁矿物紧密共生。

4 矿石主要矿物工艺粒度分析

对矿石中主要有用铁矿物磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿以及主要脉石矿物石英进行工艺粒度分析。分析结果表明，有用铁矿物磁铁矿和褐铁矿的工艺粒度呈粗粒分布，在+0.07 mm 的分布率分别为65.86% 和63.74%，均达到了一半以上。赤铁矿的嵌布粒度较细，在-0.07 mm 的分布率为59.82%。主要脉石矿物石英结晶粒度较粗，在+0.07 mm 分布率为80.37%。各种矿物粒度分布见表4。

5 矿石不同磨矿细度产品解离特征

将2～0 mm 的矿样分别磨至-0.076 mm55%和-0.076 mm85% 进行磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿单体解离度分析，结果见表5。

?

由表5 可知，当磨矿细度为-0.076 mm55% 时，磁铁矿的单体解离度为82.78%，仍有17.22% 的磁铁矿与脉石矿物连生；当磨矿细度为-0.076 mm85%时，磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿的单体解离度分别达到了91.22%，85.19%，75.18%，而且磁铁矿＜3/4 的连生体不足5%，其余主要为＞3/4 的富连生体，说明磁铁矿解离充分，而赤铁矿嵌布粒度较细。

6 结 论

?

（1）国外某铁矿石铁是主要的有价元素，TFe 含量39.09%，其他有用元素含量较低，矿石中脉石矿物的主要成分为SiO2，含量34.62%。

（2）矿石的构造主要有块状构造和斑状构造2种，矿石的结构主要有粒状结构、斑状结构、交代结构、网眼状结构、片状结构及鳞片状结构等。

（3）矿石中有用铁矿物磁铁矿和褐铁矿的工艺粒度呈粗粒分布，在+ 0.07mm 的分布率分别为65.86% 和63.74%，均达到了一半以上。赤铁矿的嵌布粒度较细，在-0.07mm 的分布率为59.82%。主要脉石矿物石英的结晶粒度较粗，在+0.07mm分布率为80.37%。

（4）随着磨矿细度增加，矿石单体解离度提升。当磨矿细度为-0.076 mm85% 时，磁铁矿得到较好的解离，主要为单体和＞3/4 的富连生体，＜3/4 的连生体不足5%，但赤铁矿嵌布粒度较细，建议采用阶段磨选、磁重联合选矿工艺。