某高硫鐵礦工藝礦物學研究

胡炳勝 林小鳳 王 炬 劉 軍

（1.安徽馬鋼羅河礦業有限責任公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

我國是最大的鐵礦石消費國，經過數十年的大規模開采，高品質鐵礦資源已消耗殆盡，鐵礦資源整體呈現貧、細、雜的特點［1-2］，對復雜難選鐵礦資源進行開發利用顯得尤其重要。貧、細、雜鐵礦由于礦石性質復雜難選，造成鐵精礦含硫高，鐵精礦中硫含量超標會嚴重影響后續冶煉工序及產品質量，同時造成資源浪費。據統計，鐵精礦中硫含量每增加0.1%，高爐冶煉焦比增加5%［3-5］。為查明某高硫鐵礦的工藝礦物學特征，給選礦試驗研究提供理論依據，采用化學多元素、物相分析、光學顯微鏡等手段，對該礦進行了復雜難選高硫鐵礦工藝礦物學研究。

1 工藝礦物學研究

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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由表1 可知，原礦的堿性系數為0.52，屬于半自熔性鐵礦石。礦石中主要有價金屬元素為鐵和銅，含量分別為38.08% 和0.030%。硫含量較高，為8.49%，雜質磷含量為0.72%。

1.2 礦石鐵、硫物相分析

原礦鐵、硫物相分析結果見表2、表3。

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由表2、表3可知，礦石中的鐵主要以磁鐵礦和赤褐鐵礦形式存在，分布率分別為54.97%和22.46%；其次以黃鐵礦形式存在，分布率為14.02%，其他形式的鐵含量相對較少。礦石中大部分硫以硫化物和硫酸鹽的形式存在，以硫化物形式存在的硫分布率為72.34%，以硫酸鹽形式存在的硫分布率為27.42%。

1.3 礦石礦物組成及含量

礦石的礦物組成及含量見表4。

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由表4 可知，礦石中的主要有用鐵礦物為磁鐵礦，含量為29.03%，其次為赤鐵礦和黃鐵礦，含量分別為12.35%和11.49%；主要脈石礦物為長石和方解石，含量分別為9.53%和8.34%，次要脈石礦物為硬石膏和鐵白云石，含量分別為7.43%和4.73%，磷灰石含量相對較高，為4.16%。

2 礦石結構構造

礦石的構造主要有斑狀構造和塊狀構造，礦石的結構主要為斑狀結構、粒狀結構、交代結構、包含結構、浸染狀結構、針狀結構、網眼狀結構、脈狀結構柱狀結構、板柱狀結構等。

3 礦石主要礦物嵌布特征

（1）磁鐵礦。磁鐵礦是回收的主要目的礦物，大部分呈斑狀嵌布，具斑狀結構，其中包含細粒脈石礦物包裹體（圖1（a）），少量磁鐵礦呈自形四方形、半自形粒狀嵌布，具粒狀結構，其裂隙中夾雜脈石礦物（圖1（b）），部分磁鐵礦被赤鐵礦交代形成半假象赤鐵礦，具交代結構，兩者共生嵌布（圖1（c））。

（2）赤鐵礦。赤鐵礦常呈不規則狀沿著磁鐵礦的裂隙交代形成半假象礦（圖1（c）），部分假象赤鐵礦呈斑狀與磁鐵礦共生嵌布，具包含結構，其中包含粒狀黃鐵礦（圖2（a）），原生赤鐵礦一般呈針狀、棒狀嵌布于脈石礦物中，具針狀結構（圖2（b）），部分呈細粒浸染狀嵌布于脈石礦物中（圖2（c））。

（3）黃鐵礦。黃鐵礦主要呈網眼狀嵌布，其網眼中常充填細粒脈石礦物（圖3（a）），少量黃鐵礦呈細粒浸染狀嵌布于脈石礦物中（圖2（c）），部分黃鐵礦呈細脈狀嵌布于磁鐵礦裂隙中，形成網脈狀結構（圖3（b）），另有少量黃鐵礦呈自形、半自形、他形粒狀嵌布，具粒狀結構，并與赤鐵礦緊密共生（圖3（c））。

（4）碳酸鹽。礦石中的碳酸鹽礦物主要為方解石和鐵白云石，少量為菱鐵礦。碳酸鹽礦物一般呈粒狀集合體嵌布，具粒狀和包含結構，其中包含長石和鐵礦物（圖4（a）），碳酸鹽斑晶中常包含細粒鐵礦物，并與磷灰石等其他礦物共生嵌布（圖4（b）），少量菱鐵礦呈半自形粒狀嵌布，并與硬石膏和鐵礦物緊密共生（圖4（c））。

（5）長石。長石是礦石中主要的硅酸鹽礦物，主要為鉀長石和鈉長石。長石一般呈柱狀、板柱狀嵌布（圖5），且與碳酸鹽礦物、鐵礦物等緊密共生。

（6）硬石膏。硬石膏是礦石中主要的硫酸鹽礦物。硬石膏一般呈板狀、板柱狀嵌布（圖6（a）、（b）），且與石英、鐵礦物等緊密共生，部分硬石膏呈不規則粒狀嵌布于鐵礦物中（圖6（c））。

（7）其他脈石礦物。磷灰石是礦石中主要的含磷礦物，一般呈柱狀、自形六邊形嵌布（圖7（a）），并與硬石膏、鐵礦物、碳酸鹽礦物等緊密共生；輝石一般呈不規則粒狀集合體嵌布，與硬石膏、長石、鐵礦物緊密共生（圖7（b））；石英主要呈他形粒狀與硬石膏、鐵礦物共生嵌布（圖7（c））。

4 礦石主要礦物工藝粒度分析

對礦石中的主要金屬礦物以及主要脈石礦物進行工藝粒度分析，分析結果見表5、表6。

由表5 可知，磁鐵礦的結晶粒度總體較粗，主要分布在+0.07 mm，分布率為62.88%；赤鐵礦的結晶粒度非常細，主要分布在-0.07 mm，分布率為79.01%，分布在微細粒-0.01 mm 的赤鐵礦占23.49%；黃鐵礦和磁黃鐵礦的結晶粒度總體較細，主要分布在-0.07 mm，分布率為71.38%。

由表6可知，礦石中主要脈石礦物碳酸鹽的結晶粒度較粗，主要分布在+0.07 mm，分布率為62.66%，鉀長石、鈉長石和硬石膏的結晶粒度也均較粗，主要分布在+0.07 mm，分布率分別為59.59%和60.82%。

注：由于黃鐵礦和磁黃鐵礦嵌布粒度均較細，顯微鏡下不易區分，歸在一起統計。

5 結 論

（1）某高硫鐵礦中主要有價元素鐵、銅含量分別為38.08%和0.030%，硫含量為8.49%，可以綜合考慮回收，雜質磷含量相對較高，為0.72%。

（2）礦石的構造主要有斑狀構造和塊狀構造，礦石的結構主要為斑狀結構、粒狀結構、交代結構、包含結構、浸染狀結構、針狀結構、網眼狀結構、脈狀結構和柱狀、板柱狀結構等。

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（3）對礦石中的主要金屬礦物以及主要脈石礦物進行工藝粒度分析，結果表明，磁鐵礦的結晶粒度總體較粗，主要分布在+0.07 mm，分布率為62.88%，赤鐵礦的結晶粒度非常細，主要分布在-0.07 mm，分布率為79.01%，分布在微細粒0.01 mm以下的赤鐵礦占23.49%，黃鐵礦和磁黃鐵礦的結晶粒度總體也較細，主要分布在-0.07 mm，分布率為71.38%。主要脈石礦物碳酸鹽的結晶粒度較粗，主要分布在+0.07 mm，分布率為62.66%。說明礦石回收磁鐵礦相對較易，在粗磨的條件下就能獲得很好的指標，而礦石中赤鐵礦的回收則需要細磨。