方解石藝術(shù)礦物功能探索范文

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作者：曹占芳鐘宏宋英劉廣義王帥夏柳蔭單位：南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院中南大學(xué)有色資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院

礦物組成及含量

礦石在肉眼下總體呈白色，部分顯淡綠色或紫色，少量礦塊中顏色較深．肉眼下礦石多具粗晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少量見(jiàn)角礫狀構(gòu)造．經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明，礦石中礦物組成較為復(fù)雜，主要礦物為螢石和石英，其次有方解石、長(zhǎng)石、絹云母、高嶺石等，此外還含有少量褐鐵礦和微量的黃鐵礦［15］．兩個(gè)礦樣的X射線衍射分析結(jié)果分別見(jiàn)圖1和2，礦石中主要礦物的重量含量列于表4．礦物鑒定結(jié)果表明，兩個(gè)樣品的主要礦物組成基本一致，均以螢石和石英為主要礦物，且含量相差不大．主要差別在于，橫坑坪礦中方解石明顯高于坑口樣．1．3主要礦物的產(chǎn)出形式礦石中的主要有用礦物，為等軸晶系均質(zhì)體礦物．

礦物解理明顯，大多結(jié)晶較為粗大，呈自形－半自形粒狀，粒徑一般0．2～2．5mm，個(gè)別粗粒大于6mm，亦有少量細(xì)小者小于0．1mm．比較而言，坑口樣中螢石結(jié)晶較好，粒度相對(duì)粗大．粗粒礦物中常包裹夾雜有細(xì)粒石英、長(zhǎng)石等礦物，或有細(xì)小石英脈穿插，結(jié)果見(jiàn)圖3～8．部分螢石呈有壓碎脆裂狀出現(xiàn)，使得原粗大顆粒碎裂組成眾多細(xì)小顆粒，結(jié)果見(jiàn)圖9～10．較細(xì)粒的螢石多呈碎裂狀與石英等脈石交生，呈稀疏不等的混雜嵌布，在螢石密集處表現(xiàn)為脈石充填在螢石間隙間，在脈石密集處表現(xiàn)為螢石稀疏分布在脈石間隙中，結(jié)果見(jiàn)圖11～12．此外有少量螢石呈脈狀穿插在石英中（見(jiàn)圖13）．礦物中的方解石晶粒微細(xì)，一般小于0．08mm．掃描電鏡分析結(jié)果見(jiàn)圖12和圖14～15，方解石一般以以下幾種形式出現(xiàn)．一是以較密集的集合體出現(xiàn)，其中混雜少量微細(xì)粒石英等礦物，并有碎裂狀螢石嵌布（圖12）；二是以不均勻稀疏浸染狀、團(tuán)塊狀充填在石英和長(zhǎng)石間隙中（圖14）；三是呈斷續(xù)脈狀穿插在脈石中，此時(shí)礦物晶粒相對(duì)較粗（圖15）．

方解石在橫坑坪HKP樣中，含量較多，3種形式均可見(jiàn)到；而在坑口KK樣中，方解石僅在少數(shù)礦塊中集中出現(xiàn)，但結(jié)晶較好，晶粒相對(duì)較粗，總體上看，部分粗粒螢石中包裹細(xì)粒脈石、方解石和碎裂狀細(xì)粒螢石是影響螢石解離和選別提純的主要不利因素．比較而言．2個(gè)樣品中以橫坑坪（HKP）樣中細(xì)粒碎裂狀螢石較多，且粗粒螢石中包裹的細(xì)小脈石和方解石較多．工藝礦物學(xué)研究表明，橫坑坪樣螢石的浮選難度應(yīng)該比坑口困難．

螢石的嵌布粒度

為給制訂合理的選礦工藝流程、確定適當(dāng)?shù)哪サV細(xì)度提供依據(jù)，在顯微鏡下對(duì)礦石中螢石的嵌布粒度進(jìn)行了測(cè)定統(tǒng)計(jì)，結(jié)果列于表5．從表5可以看出，2個(gè)樣品中螢石的嵌布粒度總體均屬中粗粒分布范疇，但坑口樣粗粒者明顯較多．橫坑坪和坑口兩個(gè)樣品中，大于0．21mm粒級(jí)分別達(dá)到84．74％和88．01％．但礦石中仍有相當(dāng)部分的螢石為細(xì)粒嵌布，要獲得高純度的精礦仍需要進(jìn)行細(xì)磨．

單純從嵌布粒度角度考慮，如欲使95％左右的螢石單體解離，對(duì)橫坑坪和坑口2個(gè)礦區(qū)的礦石，磨礦細(xì)度分別要達(dá)到小于0．074mm和小于0．105mm．前述工藝礦物學(xué)研究表明，2個(gè)樣品中，坑口礦選別難度相對(duì)低，而橫坑坪礦中因方解石含量高且嵌布更為復(fù)雜，要想通過(guò)浮選得到合格的螢石精礦產(chǎn)品，必須更大程度的磨礦使方解石與螢石解離，并通過(guò)選取合適的藥劑提高對(duì)方解石的抑制和螢石的選擇性富集，最終得到優(yōu)質(zhì)螢石精礦產(chǎn)品。

浮選試驗(yàn)

磨礦粒度試驗(yàn)

以碳酸鈉為調(diào)整劑，水玻璃為抑制劑，油酸為捕收劑，按圖16所示流程進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6．結(jié)果表明，坑口礦磨礦至小于0．074mm占60％時(shí)，浮選所得粗精礦中CaF2品位和回收率分別已經(jīng)達(dá)到84．31％和96．52％，能取得滿意的浮選指標(biāo)；而對(duì)于橫坑坪礦，磨礦至小于0．074mm占60％時(shí)，能取得CaF2品位和回收率為71．56％和83．50％的粗精礦，提高到70％時(shí)，也僅能取得CaF2品位和回收率為77．38％和90．31％的粗精礦．說(shuō)明橫坑礦的礦物解離相比坑口礦需要更大程度的磨礦，這與前述工藝礦物學(xué)結(jié)果一致．70％，考察了油酸、KY－110等捕收劑對(duì)坑口螢石礦和橫坑螢石礦的浮選性能，其中KY－110是中南大學(xué)化工冶金研究所根據(jù)螢石和方解石浮選性能新開(kāi)發(fā)的一種改性脂肪酸新型螢石捕收劑，對(duì)螢石具有優(yōu)良的選擇性．

礦漿濃度30％，加入1400g／t碳酸鈉調(diào)整礦漿pH＝8．5，加入水玻璃，粗選用量400g／t，攪拌3min；加入油酸或KY－110，攪拌3min，在常溫（20～35℃）條件下浮選5min；泡沫產(chǎn)品經(jīng)一次空白精選（5min），所得精選泡沫產(chǎn)品再磨至小于0．038mm占41％；從第2次精選開(kāi)始加200g／t水玻璃，第1次、第2次所得中礦產(chǎn)品與掃選泡沫產(chǎn)品（掃選作業(yè)時(shí)加入油酸或KY－110，攪拌2min，在常溫（20～35℃）條件下浮選3min）合并后一起返回粗選段；第3次、第4次精選所得中礦合并后返回再磨；第5、6、7次精選中礦依次返回前一作業(yè)，結(jié)果見(jiàn)表7．由表7可以看出，對(duì)于坑口礦，采用油酸為捕收劑，就可以得到CaF2品位為97．29％的螢石精礦，且回收率高達(dá)96．41％．

而對(duì)于橫坑坪螢石礦，采用油酸進(jìn)行浮選則得不到大于97％的合格的螢石產(chǎn)品；若采用KY－110為捕收劑，則可以得到CaF2品位為97．11％的合格螢石精礦，但犧牲了回收率，CaF2回收率僅為69．90％．說(shuō)明相比坑口螢石礦，因橫坑坪螢石礦方解石含量較高，螢石浮選分離要困難的多，這與工藝礦物學(xué)結(jié)果一致．

結(jié)論

1）橫坑坪礦和坑口礦2種礦石的結(jié)構(gòu)類(lèi)型基本一致，均屬中低品位的單一硅酸鹽（石英）型螢石礦．2種礦石的主要區(qū)別在于，橫坑坪礦中方解石含量明顯較高；方解石在橫坑坪礦中含量達(dá)到5．4％，且嵌布關(guān)系較為復(fù)雜，這直接導(dǎo)致橫坑坪樣的選別難度相對(duì)較大．

2）礦石中少量細(xì)粒螢石的存在是影響螢石提純和回收的不利因素，欲使95％左右的螢石單體解離，橫坑坪礦的磨礦細(xì)度需達(dá)到小于0．074mm，而坑口礦則為小于0．105mm．

3）對(duì)于坑口礦，采用油酸為捕收劑，可以得到CaF2品位為97．29％的螢石精礦，且回收率高達(dá)96．41％．而對(duì)于橫坑坪礦，采用油酸進(jìn)行浮選則得不到大于97％的合格螢石產(chǎn)品；若采用KY－110為捕收劑，則可以得到CaF2品位為97．11％的合格螢石精礦，但CaF2回收率僅為69．90％．相比坑口螢石礦，因橫坑坪螢石礦方解石含量較高且嵌布復(fù)雜，螢石浮選分離較困難，與工藝礦物學(xué)結(jié)果一致。