磁鐵礦工藝礦物學研究范文

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《能源技術與管理雜志》2015年第二期

1礦石結構構造

1.1礦石結構顯微鏡下可見5種主要的礦石結構：①條帶結構。條帶結構是礦石中最常見的結構，主要是由石英集合體組成條帶與鐵礦物條帶互層嵌布而形成的，也有部分條帶由角閃石、碳酸鹽或黃鐵礦構成的。②包含結構：主要見于脈石礦物，在輝石或角閃石中常包裹細粒鐵礦物。有時在磁鐵礦中也包裹少量黃鐵礦。③交代殘余結構：褐鐵礦或赤鐵礦沿磁鐵礦邊緣由外向內交代并與其殘晶緊密連晶。④浸染狀結構：在石英條帶中浸染狀分布粒狀磁鐵礦。晶粒分布較細，主要粒級為0.01～0.03mm。⑤溶蝕結構：褐鐵礦經淋濾后顆粒邊緣成溶蝕狀或不規則網狀。

1.2礦石構造肉眼觀察礦石主要為層狀構造，少量孔洞狀構造和塊狀構造：①層狀構造：主要由鐵礦物和石英集合體兩者互層嵌布，黑白相間而形成層狀構造，但是在層狀鐵礦物中間夾雜嵌布了部分石英，由于不同礦塊所含石英數量不等，表現在礦石顏色上也有所區別，呈灰黑色的鐵礦物條帶。②孔洞狀構造：礦石顏色為褐色，局部夾雜石英條帶。金屬礦物以褐鐵礦為主，因風化淋濾作用，部分充填于褐鐵礦粒間的細粒石英及粘土礦物流失后而形成孔洞。③塊狀構造：礦石形狀呈塊狀，顏色為黃白色，主要見于石英角礫，由石英致密集合體形成，基本不存在金屬礦物。

2主要金屬礦物及脈石礦物的粒度分布特征

該礦石主要金屬礦物磁鐵礦、赤褐鐵礦、脈石礦物石英、碳酸鹽礦物（菱鐵礦、方解石、白云石）和角閃石的粒度分布范圍如圖1所示。礦石中鐵礦物粒度分布較細，主要分布在-0.05mm粒級，其中磁鐵礦和赤、褐鐵礦分布率分別為55.23%和66.67%，在-10μm分布率分別為11.41%和12.96%。但是脈石礦物粒度則相對較粗，主要分布在+0.05mm粒級，其中主要脈石石英和次要脈石碳酸鹽礦物以及角閃石分布率分別為66.23%、58.86%和66.48%，而在-10μm3種礦物分布率均不到2%。脈石礦物的這種粒度嵌布特性有利于一段磨礦時將部分脈石丟棄。

3礦物賦存狀態及嵌布特征

3.1金屬礦物（1）磁鐵礦：主要呈半自形~它形粒狀組成條帶，與以石英為主的脈石條帶互層嵌布。由于條帶中夾雜粒狀石英，所以鐵礦物疏密程度有所不同，磁鐵礦條帶呈稀疏狀或稠密狀均有分布［3］。部分磁鐵礦條帶中穿插有黃鐵礦條帶，兩者緊密互嵌。少量晶粒被赤鐵礦交代形成假象、半假象礦或者局部被褐鐵礦交代，殘晶與褐鐵礦共結連晶。部分細粒晶呈浸染狀嵌于石英條帶中，粒度多為0.01～0.03mm，部分＜10μm。在以褐鐵礦為主的礦塊中磁鐵礦除了作層狀分布外，少量還呈半自形或它形粒狀與褐鐵礦伴生。（2）赤鐵礦：主要為假象~半假象礦，由交代磁鐵礦而形成，因此與磁鐵礦緊密共生并組成條帶嵌布。（3）褐鐵礦：主要有兩種產出形式。第一種為塊狀集合體，由于后期風化淋濾作用，褐鐵礦常成網脈狀、溶蝕狀或它形粒狀，毗鄰礦物主要為粘土和細粒石英，當這部分脈石流失后則形成孔洞。其次由不完全交代磁鐵礦、黃鐵礦而形成，兩者共結連晶，主要嵌布于以磁鐵礦為主的條帶中。（4）黃鐵礦、磁黃鐵礦：主要為黃鐵礦，呈它形粒狀組成集合體條帶與磁鐵礦條帶共生，部分顆粒被褐鐵礦沿邊緣或裂隙處呈網狀交代，少量細粒晶則被包裹于磁鐵礦晶粒中。磁黃鐵礦含量較少，主要分布于脈石礦物中。

3.2脈石礦物（1）石英：它形粒狀集合體，主要組成條帶與鐵礦物條帶互層嵌布，部分在以鐵礦物為主的條帶中間夾雜嵌布，兩者共同組成條帶。其次有部分細粒石英與粘土礦物混嵌，充填于褐鐵礦之孔洞。由于鐵質浸染少量顆粒被氧化鐵污染成黃色。（2）碳酸鹽：其中以菱鐵礦為主，其次為方解石、白云石，3種礦物中的Fe、Ca、Mg呈完全類質同象系列，可以任意比例相互置換，礦物在結晶形態和光性特征上大致相同，因此在顯微鏡下不易區別，需配合碳酸鹽化學染色法、酸浸法等多種手段進行鑒定。本次樣品中的碳酸鹽礦物呈半自形粒狀，主要與石英和磁鐵礦共同組成條帶，因此在脈石條帶或鐵礦物條帶中均有分布，少量與角閃石、磷灰石等礦物共結連晶。（3）角閃石：自形晶柱狀集合體，多數具方向性排列，主要沿層狀分布并組成條帶與石英條帶共生，晶粒中包裹少量粒狀鐵礦物。（4）綠泥石：主要由黑云母次變而形成，因此常具黑云母假象，當交代不完全時兩者呈過渡狀態。其次為它形粒狀嵌于由石英、鐵礦物組成的條帶中。（5）黑云母：自形晶柱狀，與石英、鐵礦物等相互交生，部分次變后形成綠泥石化。（6）輝石：斜方輝石和單斜輝石均有分布，自形晶短柱狀或半自形粒狀，主要與石英、綠泥石等礦物共生，晶粒中常包裹細粒鐵礦物，沿解理或裂隙還被鐵礦物交代。（7）粘土：細粒集合體與細粒石英、隱晶質泥混嵌呈土狀，充填于褐鐵礦晶間之孔洞中，礦石局部有時呈層狀分布。（8）磷灰石：半自形粒狀集合體，主要與菱鐵礦、綠泥石、角閃石等礦物共生，分布不廣泛，但礦石中局部較為富集。

3.3原礦不同磨礦細度產品解離度分析由礦物嵌布特征來看，在硅酸鹽礦物角閃石、輝石等礦物中包裹了部分細粒鐵礦物，同時在石英條帶中也常浸染較多細粒磁鐵礦，這部分與脈石共生關系緊密的細小鐵礦物磨礦時不易達到單體解離，而易于隨脈石進入尾礦，從而影響鐵的回收率。對原礦磨礦細度分別為-0.076mm55%、65%、75%、85%、95%（-0.04mm73%）和99%（-0.043mm92%）共6個樣品分別進行解離度分析，礦物單體解離度分析結果如表4所示。由表4分析結果得知，當磨礦細度為-200目55%時脈石礦物約60.72%已得到單體解離，而應回收的主要鐵礦物磁鐵礦在此磨礦細度時單體解離不足一半為47.27%。隨著磨礦細度增加礦物解離度不斷提高，當磨礦細度為-200目95%時鐵礦和脈石單體解離度比較接近，分別為90.30%和91.79%，出于考慮選礦成本，當脈石礦物在一段磨礦中大部分達到單體解離時必須進行粗選拋尾，繼續對脈石深磨已無實際意義。建議利用階段磨礦階段選別工藝處理礦石，控制一段磨礦細度為-200目95%。

4結論

（1）礦石為石英型酸性鐵礦石，礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦，其次是褐鐵礦和菱鐵礦及少量赤鐵礦（其中含少量假象～半假象礦）；主要脈石礦物為石英，其次為硅酸鹽類礦物角閃石和碳酸鹽類礦物方解石、白云石，其它礦物均分布較少。（2）礦石主要構造為由鐵礦物與石英等脈石礦物互層嵌布而形成的層狀構造，少量孔洞狀構造和塊狀構造。主要結構為條帶狀結構，其次為包含結構、交代殘余結構、溶蝕結構、浸染狀結構。（3）經對礦石中礦石主要金屬礦物磁鐵礦、赤、褐鐵礦和脈石礦物石英、碳酸鹽礦物（菱鐵礦、方解石、白云石）和角閃石進行工藝粒度分析得知：礦石中鐵礦物粒度分布較細，主要分布在-0.05mm粒級，脈石礦物粒度則相對較粗，主要分布在+0.05mm粒級。（4）在硅酸鹽礦物角閃石、輝石等礦物中包裹了部分細粒鐵礦物，同時在石英條帶中也常浸染較多細粒磁鐵礦，這部分與脈石共生關系緊密的細小鐵礦物磨礦時不易達到單體解離，而易于隨脈石進入尾礦，從而影響鐵的回收率。（5）根據原礦工藝礦物學研究，要改善鐵礦選礦指標應從兩方面著手：一是保證入選礦石的穩定；二是優化磨礦工藝，既使石英等脈石礦物得到盡早拋棄，又使鐵礦物得以充分的單體解離。

作者：耿召王進松單位：徐州市銅山區國土資源局