安徽某露轉井鐵礦石工藝礦物學研究

楊召群 翟冰艷 尚超越 蘇 康

（1.安徽馬鋼礦業資源集團南山礦業有限公司;2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

我國作為最大的鐵制品出口國和鐵礦石進口國，鐵礦資源是可持續發展的重要資源［1］。在房地產、基礎建設、車輛等行業高速發展時期，對鐵礦石的需求量也急劇增大［2-4］。但我國是一個富礦少、貧礦多的鐵礦資源大國，97%的鐵礦石品位低于30%，因此，我國在鐵礦石資源開發上面臨著巨大的壓力［5］。

對于露天開采成本優勢不斷消失［6］的礦山，為高效、低成本開采剩余礦石資源，提高資源的利用率，部分礦山不得不轉入地下開采階段，了解這些轉入地下開采的礦石的工藝礦物學特性，對礦石的高效處理具有重要的指導意義。

1 礦石性質

試驗礦石為井下開采階段的有代表性礦石，主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2，主要礦物組成及含量見表3。

由表1 可以看出，礦石Fe 含量為36.29%，其他有價成分含量較低，不具備回收價值［7］；有害成分S 含量較低，P含量偏高。

由表2可以看出，礦石中的鐵絕大部分以赤褐鐵的形式存在，分布率為95.15%，其他鐵分布率均較低。

由表3 可以看出，礦石中鐵礦物主要為赤鐵礦（含假象赤鐵礦），其次為褐鐵礦，菱鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等含量較低；脈石礦物主要為石英，含量為22.08%。

2 礦石的構造類型

礦石主要為塊狀和脈狀構造。塊狀構造的礦石主要由灰黑色赤鐵礦及淺色脈石礦物石英、長石組成（圖1）；脈狀構造的礦石主要由長石、石英、黏土等淺色脈石礦物組成，少量灰黑色赤鐵礦呈脈狀穿插其中（圖2）。

3 礦石的工藝粒度

礦石中重要有價礦物的嵌布粒度是確定礦石磨礦工藝和磨礦細度的重要依據［7］。礦石中主要金屬礦物赤鐵礦、褐鐵礦的工藝粒度分析結果見表4，主要非金屬礦物工藝粒度分析結果見表5。

由表4 可以看出，粒徑小于0.07 mm 的赤鐵礦分布率為94.00%、小于0.03 mm 的分布率為77.86%、小于0.01 mm 的分布率為38.40%，屬于細—微細粒范圍；褐鐵礦主要呈細粒分布，粒徑小于0.07 mm 的分布率為88.25%。

由表5 可以看出，石英的嵌布粒度總體較細，但比赤鐵礦、褐鐵礦粗，粒徑小于0.07 mm 的分布率為65.02%。

4 主要鐵礦物嵌布特征

（1）赤鐵礦。赤鐵礦主要有以下產出形式：①主要呈細粒、微細粒浸染狀或網脈狀產出，與脈石礦物相互交織，緊密互嵌。粒徑主要分布在5～30 μm，極難完全解離（圖3、圖4）。②一部分赤鐵礦與褐鐵礦和脈石礦物共生，顆粒形態為片狀、不規則粒狀（圖5、圖6）。③部分斑塊狀的赤鐵礦中包裹少量的細粒脈石礦物，此類赤鐵礦很難充分解離（圖7）。④少量赤鐵礦呈鮞狀與脈石礦物緊密互嵌（圖8）。⑤少量赤鐵礦交代磁鐵礦形成半假象礦并呈斑狀嵌布（圖9）。

（2）褐鐵礦。褐鐵礦是礦石中的次要鐵礦物，它不以單一礦物的形式存在，而是以針鐵礦、纖鐵礦、細粒石英、錳的氧化物和黏土物質等混合物的形式存在［8］。褐鐵礦主要與赤鐵礦共生，以包裹細粒脈石的斑狀顆粒形式產出（圖10），部分褐鐵礦顆粒中分布大量呈網眼，與赤鐵礦共生，網眼中充填脈石礦物（圖11）。

5 鐵硅磷的賦存狀態及平衡計算

（1）鐵。為了最大程度利用礦石中的鐵，需對其賦存狀態進行研究，并進行平衡計算，配分結果見表6，鐵的平衡系數為0.998。

注：磁鐵礦、黃鐵礦含量較少，均采用理論品位計算。

由表6 可以看出，絕大多數鐵賦存在赤鐵礦中，鐵分布率為85.58%；賦存在褐鐵礦中的鐵分布率為9.80%，其他鐵礦物中賦存少量至微量的鐵，其他礦物中鐵的分布率極低。

（2）硅、磷。礦石中的硅磷是影響分選、降低冶煉效率的有害成分，研究二者的賦存狀態，可為后續選礦過程中去除提供依據。礦石中硅的平衡計算、配分結果見表7，硅的平衡系數為1.042；磷的平衡計算、配分結果見表8，磷的平衡系數為0.984。

由表7 可以看出，硅主要賦存在石英中，分布率為66.97%，其次賦存在黏土、鈉長石和鉀長石中，分布率分別為9.88%、7.98%和6.41%，少量賦存在綠泥石、云母和角閃石中，其他礦物不含硅。

由表8 可以看出，磷主要賦存在磷灰石中，分布率為90.32%，其次賦存在褐鐵礦中，分布率為9.68%，其他礦物不含磷。

6 結論

（1）礦石的有價成分鐵含量為36.29%，有害成分硫、磷含量分別為0.07%和0.63%，礦石中的重點可選礦物赤鐵礦含量為45.20%。

（2）礦石中的赤鐵礦粒徑極細，94.00%的顆粒粒徑小于0.07 mm、38.40%的顆粒粒徑小于0.01 mm；石英的粒徑總體較小，但比赤鐵礦、褐鐵礦粗，粒徑小于0.07 mm的顆粒分布率為65.02%。

（3）赤鐵礦產出形式主要為細粒、微細粒，顆粒形態表現為片狀、不規則狀、鮞狀、斑狀顆粒，常與脈石礦物共生，部分與褐鐵礦共生；赤鐵礦的共生形式包括浸染狀、網脈狀、斑狀、粒狀、包裹狀互嵌，少量交代磁鐵礦形成半假象礦。

（4）有價成分鐵主要賦存在赤鐵礦中，分布率為85.58%，其次賦存在褐鐵礦中，分布率為9.80%，硅主要賦存在石英中，磷主要賦存在磷灰石中。