磁铁矿工艺矿物学研究范文

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《能源技术与管理杂志》2015年第二期

1矿石结构构造

1.1矿石结构显微镜下可见5种主要的矿石结构：①条带结构。条带结构是矿石中最常见的结构，主要是由石英集合体组成条带与铁矿物条带互层嵌布而形成的，也有部分条带由角闪石、碳酸盐或黄铁矿构成的。②包含结构：主要见于脉石矿物，在辉石或角闪石中常包裹细粒铁矿物。有时在磁铁矿中也包裹少量黄铁矿。③交代残余结构：褐铁矿或赤铁矿沿磁铁矿边缘由外向内交代并与其残晶紧密连晶。④浸染状结构：在石英条带中浸染状分布粒状磁铁矿。晶粒分布较细，主要粒级为0.01～0.03mm。⑤溶蚀结构：褐铁矿经淋滤后颗粒边缘成溶蚀状或不规则网状。

1.2矿石构造肉眼观察矿石主要为层状构造，少量孔洞状构造和块状构造：①层状构造：主要由铁矿物和石英集合体两者互层嵌布，黑白相间而形成层状构造，但是在层状铁矿物中间夹杂嵌布了部分石英，由于不同矿块所含石英数量不等，表现在矿石颜色上也有所区别，呈灰黑色的铁矿物条带。②孔洞状构造：矿石颜色为褐色，局部夹杂石英条带。金属矿物以褐铁矿为主，因风化淋滤作用，部分充填于褐铁矿粒间的细粒石英及粘土矿物流失后而形成孔洞。③块状构造：矿石形状呈块状，颜色为黄白色，主要见于石英角砾，由石英致密集合体形成，基本不存在金属矿物。

2主要金属矿物及脉石矿物的粒度分布特征

该矿石主要金属矿物磁铁矿、赤褐铁矿、脉石矿物石英、碳酸盐矿物（菱铁矿、方解石、白云石）和角闪石的粒度分布范围如图1所示。矿石中铁矿物粒度分布较细，主要分布在-0.05mm粒级，其中磁铁矿和赤、褐铁矿分布率分别为55.23%和66.67%，在-10μm分布率分别为11.41%和12.96%。但是脉石矿物粒度则相对较粗，主要分布在+0.05mm粒级，其中主要脉石石英和次要脉石碳酸盐矿物以及角闪石分布率分别为66.23%、58.86%和66.48%，而在-10μm3种矿物分布率均不到2%。脉石矿物的这种粒度嵌布特性有利于一段磨矿时将部分脉石丢弃。

3矿物赋存状态及嵌布特征

3.1金属矿物（1）磁铁矿：主要呈半自形~它形粒状组成条带，与以石英为主的脉石条带互层嵌布。由于条带中夹杂粒状石英，所以铁矿物疏密程度有所不同，磁铁矿条带呈稀疏状或稠密状均有分布［3］。部分磁铁矿条带中穿插有黄铁矿条带，两者紧密互嵌。少量晶粒被赤铁矿交代形成假象、半假象矿或者局部被褐铁矿交代，残晶与褐铁矿共结连晶。部分细粒晶呈浸染状嵌于石英条带中，粒度多为0.01～0.03mm，部分＜10μm。在以褐铁矿为主的矿块中磁铁矿除了作层状分布外，少量还呈半自形或它形粒状与褐铁矿伴生。（2）赤铁矿：主要为假象~半假象矿，由交代磁铁矿而形成，因此与磁铁矿紧密共生并组成条带嵌布。（3）褐铁矿：主要有两种产出形式。第一种为块状集合体，由于后期风化淋滤作用，褐铁矿常成网脉状、溶蚀状或它形粒状，毗邻矿物主要为粘土和细粒石英，当这部分脉石流失后则形成孔洞。其次由不完全交代磁铁矿、黄铁矿而形成，两者共结连晶，主要嵌布于以磁铁矿为主的条带中。（4）黄铁矿、磁黄铁矿：主要为黄铁矿，呈它形粒状组成集合体条带与磁铁矿条带共生，部分颗粒被褐铁矿沿边缘或裂隙处呈网状交代，少量细粒晶则被包裹于磁铁矿晶粒中。磁黄铁矿含量较少，主要分布于脉石矿物中。

3.2脉石矿物（1）石英：它形粒状集合体，主要组成条带与铁矿物条带互层嵌布，部分在以铁矿物为主的条带中间夹杂嵌布，两者共同组成条带。其次有部分细粒石英与粘土矿物混嵌，充填于褐铁矿之孔洞。由于铁质浸染少量颗粒被氧化铁污染成黄色。（2）碳酸盐：其中以菱铁矿为主，其次为方解石、白云石，3种矿物中的Fe、Ca、Mg呈完全类质同象系列，可以任意比例相互置换，矿物在结晶形态和光性特征上大致相同，因此在显微镜下不易区别，需配合碳酸盐化学染色法、酸浸法等多种手段进行鉴定。本次样品中的碳酸盐矿物呈半自形粒状，主要与石英和磁铁矿共同组成条带，因此在脉石条带或铁矿物条带中均有分布，少量与角闪石、磷灰石等矿物共结连晶。（3）角闪石：自形晶柱状集合体，多数具方向性排列，主要沿层状分布并组成条带与石英条带共生，晶粒中包裹少量粒状铁矿物。（4）绿泥石：主要由黑云母次变而形成，因此常具黑云母假象，当交代不完全时两者呈过渡状态。其次为它形粒状嵌于由石英、铁矿物组成的条带中。（5）黑云母：自形晶柱状，与石英、铁矿物等相互交生，部分次变后形成绿泥石化。（6）辉石：斜方辉石和单斜辉石均有分布，自形晶短柱状或半自形粒状，主要与石英、绿泥石等矿物共生，晶粒中常包裹细粒铁矿物，沿解理或裂隙还被铁矿物交代。（7）粘土：细粒集合体与细粒石英、隐晶质泥混嵌呈土状，充填于褐铁矿晶间之孔洞中，矿石局部有时呈层状分布。（8）磷灰石：半自形粒状集合体，主要与菱铁矿、绿泥石、角闪石等矿物共生，分布不广泛，但矿石中局部较为富集。

3.3原矿不同磨矿细度产品解离度分析由矿物嵌布特征来看，在硅酸盐矿物角闪石、辉石等矿物中包裹了部分细粒铁矿物，同时在石英条带中也常浸染较多细粒磁铁矿，这部分与脉石共生关系紧密的细小铁矿物磨矿时不易达到单体解离，而易于随脉石进入尾矿，从而影响铁的回收率。对原矿磨矿细度分别为-0.076mm55%、65%、75%、85%、95%（-0.04mm73%）和99%（-0.043mm92%）共6个样品分别进行解离度分析，矿物单体解离度分析结果如表4所示。由表4分析结果得知，当磨矿细度为-200目55%时脉石矿物约60.72%已得到单体解离，而应回收的主要铁矿物磁铁矿在此磨矿细度时单体解离不足一半为47.27%。随着磨矿细度增加矿物解离度不断提高，当磨矿细度为-200目95%时铁矿和脉石单体解离度比较接近，分别为90.30%和91.79%，出于考虑选矿成本，当脉石矿物在一段磨矿中大部分达到单体解离时必须进行粗选抛尾，继续对脉石深磨已无实际意义。建议利用阶段磨矿阶段选别工艺处理矿石，控制一段磨矿细度为-200目95%。

4结论

（1）矿石为石英型酸性铁矿石，矿石中主要铁矿物为磁铁矿，其次是褐铁矿和菱铁矿及少量赤铁矿（其中含少量假象～半假象矿）；主要脉石矿物为石英，其次为硅酸盐类矿物角闪石和碳酸盐类矿物方解石、白云石，其它矿物均分布较少。（2）矿石主要构造为由铁矿物与石英等脉石矿物互层嵌布而形成的层状构造，少量孔洞状构造和块状构造。主要结构为条带状结构，其次为包含结构、交代残余结构、溶蚀结构、浸染状结构。（3）经对矿石中矿石主要金属矿物磁铁矿、赤、褐铁矿和脉石矿物石英、碳酸盐矿物（菱铁矿、方解石、白云石）和角闪石进行工艺粒度分析得知：矿石中铁矿物粒度分布较细，主要分布在-0.05mm粒级，脉石矿物粒度则相对较粗，主要分布在+0.05mm粒级。（4）在硅酸盐矿物角闪石、辉石等矿物中包裹了部分细粒铁矿物，同时在石英条带中也常浸染较多细粒磁铁矿，这部分与脉石共生关系紧密的细小铁矿物磨矿时不易达到单体解离，而易于随脉石进入尾矿，从而影响铁的回收率。（5）根据原矿工艺矿物学研究，要改善铁矿选矿指标应从两方面着手：一是保证入选矿石的稳定；二是优化磨矿工艺，既使石英等脉石矿物得到尽早抛弃，又使铁矿物得以充分的单体解离。

作者：耿召王进松单位：徐州市铜山区国土资源局