蒙古某鐵礦石工藝礦物學研究

牟 凱

（青海交通職業技術學院，青海西寧810000）

進入到21世紀，中國城市化進程加快，鋼鐵的消費量與日俱增，但是國內鐵礦資源遠遠不能滿足市場需求，于是國內鋼鐵企業紛紛轉向國外，尋找廉價而穩定的鐵礦山或鐵礦石［1-2］。但是受多方因素制約，進口鐵礦石質量波動大，因此國外鐵礦石品質的判定以及如何使礦石得到有效地綜合回收就顯得格外重要［3-5］。

我國從蒙古某地進口了大量鐵品位為45.53%的鐵礦石，不能直接作為鐵精礦使用，還需要經過進一步的選礦加工。為給該礦石合理選礦工藝流程確定提供依據，借助化學分析、光學顯微鏡鑒定、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射分析等手段，對該鐵礦石進行了系統的工藝礦物學研究。

1 礦石物質組成

1.1 礦石化學成分分析

礦石化學成分分析結果見表1。

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表1表明：鐵是主要有價元素，其品位為45.53%；有害雜質元素主要為硫，硫含量為1.13%；此外，銅的品位為0.04%，達到綜合回收要求，可考慮綜合回收［6］。

1.2 礦石鐵化學物相分析

礦石鐵化學物相分析結果見表2。

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從表2可知：礦石中鐵主要以磁鐵礦的形式存在，其分布率為91.94%；其次以硅酸鐵的形式存在，其分布率為4.06%，另有少量鐵以赤褐鐵礦、磁黃鐵礦及硫化鐵的形式存在。

1.3 礦石礦物組成

礦石礦物組成比較簡單。含鐵礦物主要為磁鐵礦，另有少量赤褐鐵礦；其他金屬礦物主要為黃鐵礦，另有少量黃銅礦。脈石礦物主要為含鐵的角閃石，其次為綠簾石、方解石、石英、鈉長石、金云母、榍石［7-8］。礦石礦物組成及相對含量見表3。

2 礦石結構構造

礦石的構造主要為塊狀構造、浸染狀構造，其次為網脈狀、條紋狀構造。磁鐵礦多呈塊狀集合體產出，部分呈浸染狀分布于角閃石等脈石礦物中；黃鐵礦常呈網脈狀或條紋狀分布在磁鐵礦裂隙中。

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礦石的結構主要為由結晶作用形成的半自形—他形粒狀結構，其次為由交代作用形成的交代殘余結構、假象結構，此外，礦石中還有少量由應力作用形成的壓碎結構，少量為自形晶結構。磁鐵礦常呈半自形晶結構產出，黃鐵礦、黃銅礦和褐鐵礦等常呈他形晶粒狀結構產出；磁鐵礦被赤褐鐵礦沿著邊緣和裂隙交代呈殘余結構，有時見黃鐵礦被褐鐵礦交代，其邊緣和裂隙蝕變為褐鐵礦，少量仍保留黃鐵礦假象；粗粒磁鐵礦受應力作用后呈壓碎結構。

3 礦石主要礦物嵌布特征

3.1 磁鐵礦

磁鐵礦是礦石中的主要含鐵礦物，多呈半自形—他形晶粒狀及其集合體的形式分布在脈石礦物中。磁鐵礦集合體中可見脈石礦物呈粒狀或細脈狀沿磁鐵礦顆粒間隙分布（圖1），有時可見磁鐵礦被赤鐵礦或褐鐵礦沿著邊緣及裂隙交代（圖2），有的被交代呈殘余結構。此外，部分磁鐵礦與黃鐵礦嵌布關系密切，主要表現為黃鐵礦呈脈狀或網狀沿磁鐵礦集合體裂隙充填產出（圖3），有時表現為相互包裹，有時也呈較為簡單的毗鄰嵌布關系產出，有時還可見磁鐵礦顆粒間隙中分布有黃銅礦，偶爾可見磁鐵礦中包裹有細粒磁黃鐵礦。磁鐵礦的粒度分布不均勻，以中粒為主，其次為細粒，粒度分布范圍主要在0.020～0.589 mm。從磁鐵礦的能譜分析結果（表4）可以看出，磁鐵礦的成分接近理論值，含雜很少。

3.2 赤褐鐵礦

赤褐鐵礦也是礦石中的含鐵礦物，含量較低。大部分赤褐鐵礦是由磁鐵礦氧化而來的，主要沿著磁鐵礦的邊緣和裂隙交代（圖4）。

3.3 黃鐵礦

黃鐵礦是礦石中主要的硫化礦物，多呈不規則粒狀嵌布于脈石礦物中，少量呈網狀、蜂窩狀或膠狀產出；此外，黃鐵礦與磁鐵礦的嵌布關系也較為密切（圖5），有的呈脈狀或網狀沿磁鐵礦裂隙充填產出（圖6），脈寬一般小于0.02 mm，部分小于0.005 mm；有的黃鐵礦與磁鐵礦呈相互包裹關系產出，有的呈簡單共邊產出。此外，有時可見黃鐵礦被褐鐵礦沿著邊緣或裂隙交代，少量呈交代殘余結構。黃鐵礦的嵌布粒度以中細粒為主，一般分布于0.020～0.417 mm，微粒（＜0.01 mm）黃鐵礦的分布率高達8.08%。

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3.4 角閃石

角閃石的分子式為 NaCa2（Mg，Fe）4（Al，Fe）-［（Si，Al）4O11］2（OH）2，是礦石中最為主要的脈石礦物，含量為16.39%，具電磁性。角閃石主要呈柱狀及集合體狀產出，角閃石與磁鐵礦關系密切，角閃石裂隙中常分布有磁鐵礦，角閃石是主要的含鐵硅酸鹽礦物，這部分鐵是選礦工藝難以選別的鐵，主要損失在尾礦中。

3.5 綠簾石

綠簾石的分子式為Ca2FeAl2［Si2O7］［SiO4］O（OH），是礦石中含量僅次于角閃石的脈石礦物，含量為6.58%。綠簾石常呈柱狀、晶簇狀集合體產出，有時可見綠簾石與角閃石密切嵌布呈集合體產出，部分綠簾石沿著角閃石邊緣交代，綠簾石也是重要的含鐵硅酸鹽礦物，這部分鐵也主要損失在尾礦中。

4 礦石中主要礦物嵌布粒度

礦石中主要礦物的嵌布粒度對磨礦細度的選擇具有重要指導意義，因此在顯微鏡下用線段法測定了礦石中磁鐵礦、黃鐵礦及黃銅礦的嵌布粒度。由于赤褐鐵礦也屬于可回收鐵礦物，并且與磁鐵礦緊密共生，故將赤褐鐵礦計入磁鐵礦類別，統計結果見表5和表6。

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從表5、表6可以看出：礦石中磁鐵礦的嵌布粒度以中粒為主，分布率為39.63%，在粗粒級及細粒級中也有較高的分布率，分布率分別為32.43%和27.03%，而在微粒級別的分布率較低，僅為0.91%，因此，礦石中大部分磁鐵礦在磨礦中易于單體解離，磁鐵礦易于回收；礦石中黃鐵礦的嵌布粒度不均勻，以細粒為主，分布率為39.53%，在粗粒級、中粒級及微粒級別均有較高的分布，分布率分別為23.32%、29.07%及8.08%。微粒級別的黃鐵礦多呈細脈狀分布在磁鐵礦顆粒及其裂隙中，若解離不充分，會造成鐵精礦中硫含量超標，影響鐵精礦質量；礦石中黃銅礦的嵌布粒度以細粒為主，分布率為60.37%，在中粒及微粒級別均有較高的分布率，分布率分別為34.30%及5.33%，微粒級別的黃銅礦在磨礦時不易單體解離，影響銅的綜合回收；同時，部分微粒級別的黃銅礦分布在磁鐵礦裂隙中，若解離不充分，也會造成鐵精礦中硫超標。

5 礦石磁鐵礦的解離特征

對不同磨礦細度下磁鐵礦（包括磁鐵礦、赤褐鐵礦及其集合體）的單體解離度進行測量統計，結果見表7。其中，富連生體指的是磁鐵礦在連生體中的含量大于3/4，貧連生體指的是磁鐵礦在連生體中的含量小于1/4。

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從表7可知，磨礦細度為-0.074 mm占65%時，磁鐵礦即可獲得較高的單體解離度，此后再增加磨礦細度，磁鐵礦單體解離度提高不大。

6 結論

（1）蒙古某鐵礦石中鐵為主要有價元素，鐵含量為45.53%；有害雜質元素主要為硫，含量為1.13%。此外，銅的品位為0.04%，達到綜合回收要求，可以綜合回收。礦石鐵礦物主要為磁鐵礦，另有少量赤褐鐵礦；其余金屬礦物主要為黃鐵礦，另有少量黃銅礦。脈石礦物主要為角閃石，其次為透輝石、方解石、鈉長石、石英、金云母和榍石等。

（2）礦石的構造主要為塊狀構造、浸染狀構造，其次為網脈狀、條紋狀構造。礦石的結構主要為由結晶作用形成的半自形—他形粒狀結構，其次為由交代作用形成的交代殘余結構、假象結構，此外，礦石中還有少量由應力作用形成的壓碎結構，少量為自形晶結構。

（3）磁鐵礦多呈半自形—他形晶粒狀及其集合體的形式分布在脈石礦物中。磁鐵礦集合體中可見脈石礦物呈粒狀或細脈狀沿磁鐵礦顆粒間隙分布，有時可見磁鐵礦被赤鐵礦或褐鐵礦沿著邊緣及裂隙交代。磁鐵礦的嵌布粒度以中粒為主，分布率為39.63%，在粗粒級及細粒級中也有較高的分布率，分布率分別為32.43%和27.03%，而在微粒級別的分布率較低。不同磨礦細度下磁鐵礦的單體解離度統計結果表明，磨礦細度為-0.074 mm占65%時，磁鐵礦即可獲得較高的單體解離度。由此可見，大部分磁鐵礦在磨礦中易于單體解離，磁鐵礦易于回收。

（4）雜質硫須經過合理的選礦流程脫除。根據礦石性質特點，建議采用粗磨磁選拋尾，粗精礦再磨除硫、硅等雜質的工藝流程，以期獲得較高的鐵精礦質量，從而使該礦石得到有效利用。