肖家營中低品位磷礦中倍半氧化物賦存狀態分析

2011-06-09 07:47:50楊紹斌龐建濤

武漢工程大學學報 2011年3期

肖喆,楊紹斌,龐建濤,趙雷

(云南磷化集團研發中心海口磷礦,云南昆明 650013)

0 引言

肖家營磷礦區位于晉寧縣西邊,為一大型寒武系沉積型磷礦床,其中多半為中低品位磷塊巖,而中低品位磷塊巖中50%左右為白云質磷塊巖,是晉寧450萬噸/年選礦廠重要的原礦供應基地.為生產優質的磷精礦,降低磷精礦中倍半氧化物的含量,測定中低品位磷塊巖中的倍半氧化物的含量及其賦存狀態、嵌布關系已成為磷資源開發的重要技術課題.

1 礦樣分析

采自肖家營礦區待云侍和大石巖二個掌子面上層礦上部的白云質磷塊巖,每個點礦樣重100 kg.

1.1 原礦化學成分分析

原礦分析,分析結果見表1.

表1 原礦多元素化學分析

1.2 粒度篩析分析

將兩種原礦磨至-1 mm,分別對其進行粒度篩析試驗,其結果見表2,表3.料徑分配率見圖1～4.

表2 待云寺原礦(-1 mm)粒度篩析結果

表3 大石巖原礦(-1 mm)粒度篩析結果

圖1 待云寺Fe2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖2 待云寺Al2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖3 大石巖Fe2O3含量不同篩析粒徑分配率

圖4 大石巖Al2O3含量不同篩析粒徑分配率

從圖1至圖4分析可知,Fe2O3和Al2O3在不同篩析粒徑中單個的分配率變化很相似,這是因為Fe2O3主要賦存的褐鐵礦與Al2O3主要賦存的粘土都有易磨、呈顆粒狀分散嵌布于白云質磷塊巖中且顆粒粒徑小的共同特點.

1.3 原礦礦物成分分析

利用偏光顯微鏡分析,上層礦頂部的白云質磷塊巖主要礦物是膠磷礦、白云石,次要礦物石英、方解石和少量的粘土類礦物(主要是高嶺石、次要的是白云母)、褐鐵礦.

利用偏光顯微鏡,直線法測得主要礦物含量如表4.

1.4 倍半氧化物賦存狀態測定

根據以上各粒級的成分分析及礦物種類分析結果,把能被單體解離出的礦物被看成為單體,即被包裹物的最大粒度確定為0.010 mm.膠磷礦、碳酸鹽礦物、通過挑樣選擇單礦物,用化學方法分析各成分含量如下:

表4 主要礦物含量表

a. 待云寺.膠磷礦(w/%):含P2O539.26,MgO 0.33,CaO 52.70,Fe2O30.28,Al2O30.66.

碳酸鹽脈石礦物(w/%):含MgO 20.95,CaO 29.34,Fe2O30.77 ,SiO225.76,Al2O30.63.

b. 大石巖.膠磷礦(w/%):含P2O539.30,含MgO 0.37,CaO 52.70,Fe2O30.33,含Al2O30.33.

碳酸鹽脈石礦物(w/%):含MgO 19.73,CaO 29.56,Fe2O30.52,SiO225.76,Al2O30.43.

全層礦中主要考查組分在各礦物中的賦存狀態,測定結果見表5.

2 倍半氧化物賦存狀態分析

2.1 褐鐵礦嵌布粒度分析

兩種礦石中褐鐵礦嵌布粒度測定見表6、表7.嵌布粒度圖見圖5、圖6.

表5 全層礦中主要考查組分在各礦物中的賦存狀態測定結果表[1]

表6 大石巖褐鐵礦嵌布粒度測量計算記錄表(直線線測法)

表7 待云寺褐鐵礦嵌布粒度測量計算記錄表(直線線測法)

圖5 大石巖褐鐵礦嵌布粒度圖

圖6 待云寺褐鐵礦嵌布粒度圖

2.2 褐鐵礦嵌布關系分析

褐鐵礦嵌布關系見圖7.鐵元素主要賦存在褐鐵礦中,少量Fe+3被粘土吸附,或以同質類相存在于白云石中,因此,褐鐵礦在選礦中降Fe2O3時是主要的研究對象.膠磷礦呈褐色是因為膠磷礦被褐鐵礦侵染[2].褐鐵礦以粒狀分散在白云質磷塊巖中,顆粒大小主要集中在5 μm至150 μm;褐鐵礦與膠磷礦、白云石呈不規則狀鑲嵌或被膠磷礦包裹,被膠磷礦包裹的褐鐵礦占褐鐵礦總量的16%～19%.當被包裹于膠磷礦的褐鐵礦粒徑小于10 μm[3]時,選礦方法難以將褐鐵礦于膠磷礦分離,分離成本高,因此將此情況的褐鐵礦認為是膠磷礦的一部分.由于褐鐵礦容易磨碎,經磨碎后趨向集中于更小顆粒如7圖、8圖.根據嵌布粒度分析褐鐵礦粒徑在0.074 mm至0.0308 mm之間占70%～80%.因此,磨礦細度0.074 mm以下占85%左右比較好.

褐色膠磷礦(Clh),淺灰色白云石(Dol),白色石英(Qtz).膠磷礦顆粒呈凝膠狀,膠磷礦、白云石包裹少量褐鐵礦,呈不規則狀、分散狀.單偏光10×20

黑色膠磷礦(Clh),灰色白云石(Dol),黑色褐鐵礦(Lm).正交偏光10×10

褐色膠磷礦(Clh)呈塊狀、鮞粒結構,包裹微小顆粒的褐鐵礦(Lm)及呈黃鐵礦外形的褐鐵礦,還包裹玉髓(Cln)、石英(Qzt).單偏光10×10

2.3 粘土類礦物嵌布關系分析

粘土類礦物嵌布關系見圖8.粘土類礦物主要是高嶺石,次要是白云母,呈分散狀嵌布于白云質磷塊巖中,Al2O3是主要賦存在粘土類礦物中.粘土粒徑大小主要分布在10 μm至60 μm,占粘土的40%至50%;顆粒微細(粒徑小于10 μm)被膠磷礦包裹的粘土占20%至30%.當被包裹于膠磷礦的粘土類礦物粒徑小于10 μm時,選礦方法難以將褐鐵礦于膠磷礦分離,分離成本高,因此將此情況的粘土類礦物認為是膠磷礦的一部分.由于粘土類礦物容易磨碎,經磨碎后趨向集中于更小顆粒.根據篩析粒度分析磨礦細度85%時0.030 8 mm以下Al2O3的分配率60%～70%.說明呈微粒集合體產出的粘土基本被磨出而解離,因此,磨礦細度0.074 mm以下占85%左右比較好.