鋁土礦藝術特性探討范文

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作者：惠博曾令熙劉飛燕單位：成都理工大學中國地質科學院礦產綜合利用研究所

礦石結構構造

區(qū)別于巖漿成因和變質成因的礦產，鋁土礦的沉積成因特性決定了礦石結構構造的特殊性。手標本和光學顯微鏡鑒定表明，一水硬鋁石的粒度一般在0．009～0．055mm之間，顆粒緊密排列，表面常具有鐵染現象；部分一水硬鋁石呈柱狀、片狀晶體產出，多出現礦石的裂隙中或者孔洞附近。礦石具有典型的豆狀構造和土狀構造。

1）豆狀構造。礦石中，按照礦物富集相對程度劃分為豆粒部分（圖1，圖2）和基質部分（圖3，圖4）。豆體不具有典型沉積顆粒，具有圈層結構，一般具有一個干凈的包殼，包殼寬度集中在0．1～0．3mm；沉積礦產中，鮞粒的核心一般為碎屑物質，如石英或者方解石，區(qū)別于此類顆粒，鋁土礦膠粒的核心一般為黏土類或者相似的層狀硅酸鹽礦物集合體。核心和包殼的關系：邊界不清，相互包含。豆粒度大小一般為2～10mm。

2）土狀構造。礦石礦物分布均勻，不具有豆、鮞、條帶等不均勻體，表面似松散的土狀。由于強烈的風化或者成巖作用，有時會過度成為蜂窩狀構造，表現為疏松多孔狀。

3主要礦物的工藝粒度特征

礦物的工藝粒度與礦物的自然粒度（圖5，圖6）不同，它是根據礦物加工工藝的需要而測量的一種粒度。在成礦過程中，一部分一水硬鋁石產生重結晶等變化，在此過程中脫除一部分硅，使一水硬鋁石變成較規(guī)則的粒狀、柱狀、板狀、紡錘狀等富集合體（圖5，圖6）。在這種集合體中，雖然仍有少量的微細粒狀態(tài)存在的高嶺石、綠泥石等含硅脈石礦物，但這些富集合體的鋁硅比已經達到或者超過了鋁精礦的質量要求，所以將這些富集合體作為一水硬鋁石的整體來測量。按照這種方法測定的粒度，就是礦物的工藝粒度。利用掃描電鏡及普通低倍光學顯微鏡，統(tǒng)計了一水硬鋁石的工藝粒度（表4）。從測量結果來看，本樣品中的膠粒集合體的工藝粒度較粗，0．1mm以上的含量達到80．82％，0．074mm以下（200目）的集合體含量僅為14．04％。

鋁和硅的賦存狀態(tài)和平衡配分

根據主要礦物的化學成分、礦物含量，計算出了鋁和硅在各礦物中的分布情況。單礦物化學成分采用能譜探針平均數據。

1鋁在礦物中的賦存狀態(tài)和平衡配分

鋁元素的平衡分配結果見表5。由表5說明，礦石中鋁主要以一水硬鋁石的狀態(tài)存在；其次是黏土礦物（以高嶺石為主）；其他形式的鋁少量。礦石中以鋁礦物狀態(tài)存在的鋁占63．37％。黏土礦物中的鋁占到了36．63％。

2硅在礦物中的賦存狀態(tài)和平衡配分

硅元素的平衡分配結果見表6。由表6說明，礦石中硅元素主要是以鋁硅酸鹽（黏土礦物）礦物狀態(tài)存在的。其余形式的硅極少；黏土礦物中硅的分布率達到了98．92％。鋁礦物中的硅僅占1．08％，所以提高精礦的鋁硅比，主要是降低精礦中的高嶺石、綠泥石等鋁硅酸鹽礦物的含量。

元素的分布規(guī)律

通過能譜探針面掃描技術，研究鋁土礦中主要元素的分布規(guī)律（圖7）。

1）鋁元素主要分布在膠粒邊部，呈包殼狀；其次分布在基質中小的膠粒中，呈獨立的鋁土礦集合體。鋁和鐵呈反向分布，鋁和硅呈反向分布。

2）鐵和硅呈正相關關系，緊密結合。主要分布在膠粒核心，其次作為基質背景圍繞小的膠粒分布。

3）鈦分布在鈦礦物（金紅石、板鈦礦等）中，稀散分布在礦石中。

4）鎂沒有和其他元素結合的特征，分布十分稀散，推斷是作為其他元素的類質同相形式存在。

礦石性質對選礦工藝的影響及選礦工藝研究方向

鋁土礦特殊的成礦機制，決定了其特色的礦物嵌布特征和元素賦存狀態(tài)；而礦石的這些性質又是礦物分離利用的基礎。本次研究圍繞富集除雜（富鋁、降硅、降鐵、降硫等）這一選冶目標，全面研究了鋁土礦物工藝礦物指標，闡述了礦石工藝性質對選礦工藝的影響，指明重慶地區(qū)鋁土礦選礦預脫硅工藝研究方向。

1選別對象的確定

該鋁土礦為沉積型一水硬鋁石低鐵低硫鋁土礦。主要組成礦物為一水硬鋁石和黏土礦物，含量分別為40．12％和53．12％。二者呈集合體狀態(tài)產出，礦物界限不清。一水硬鋁石是礦石中最重要的鋁礦物，其鋁的占有率達到了60．11％，故一水硬鋁石是選礦的目標礦物。

2工藝粒度對磨礦作業(yè)的影響

礦石的工藝粒度，對選礦脫硅、提高鋁硅比具有重要意義。由于一水硬鋁石集合體0．1mm以上的含量達到80．82％，礦石經粗磨后這部分集合體就成為富連生體，它的鋁硅比已經達到或者超過了鋁精礦的質量要求。所以磨礦時，只要以一水硬鋁石富連生體作為選礦捕集和回收的對象，這就為鋁土礦選礦脫硅，粗磨入選、放粗鋁精礦的粒度提供了理論依據。由于鋁土礦中各組份在結構穩(wěn)定性、硬度和相對含量上存在較大差別，通過改變磨礦方式、磨礦介質等操作條件，控制不同礦物的選擇性解理，就可通過選擇性磨礦的方式實現對礦物的分離。

3提高鋁硅比的途徑

1）提鋁降硅。黏土礦物中硅的分布率達到了98．92％。所以提高精礦鋁硅比的主要途徑是降低精礦中的高嶺石、綠泥石等鋁硅酸鹽礦物的含量。無論是采用正浮選工藝還是反浮選工藝，提高鋁硅比的途徑無非就是兩個方面，一方面加強回收對象的選擇性、捕收劑能力陽離子或者陰離子捕收劑的開發(fā)研究，另一方面選擇合理的有機與無機抑制劑，可以達到對排除礦物有效抑制的目的。

2）脫硫。礦石中的含硫礦物一般集中在黃鐵礦中，碎屑狀分散。可以在選礦預脫硅之前，先行通過浮選作業(yè)脫除。

3）降鐵。礦石中鋁元素和鐵元素呈反向分布，鋁和硅呈反向分布。鐵主要伴隨黏土礦物分布，故降硅的過程同時也是除鐵的過程。