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第5 9 卷第3 期 2007 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a h V 0 1 .5 9 ,N o .3 A u g u s t2 0 0 7 济源新安难处理高磷铁矿工艺矿物学特性 王 玲1 ,赵战锋1 ,刘广宇2 ,贺 强3 1 .北京矿冶研究总院,北京1 0 0 0 4 4 ;2 .河南省卢氏县地灵矿业开发有限公司,河南卢氏4 7 2 2 0 0 ; 3 .中国飞行试验研究院,西安7 1 0 0 0 0 摘要研究济源新安铁矿高P 和s 古量铁矿石的工艺矿物学特性。结果表明,矿石中铁主要以赤铁矿形式存在,杂质元素 P 和S 主要以菱磷铝锶矾形式存在,还可见少量磷灰石及黄铁矿。赤铁矿主要呈微细针状浸染于脉石矿物中,与菱磷铝锶矾、白云 母、高岭石等脉石矿物共生关系十分密切。根据矿石工艺性质,回收利用该铁矿,首先要细磨,尽量使赤铁矿与菱磷铝锶矾等脉石 矿物解离,其次要注意细磨条件下的矿浆分散。防止高蛉石等黏土矿物泥化后与已单体解离的赤铁矿相互结团、黏附。从而影响选 矿效果。 关键词- F 艺矿物学;铁矿;赋存状态;菱磷铝锶矾 中图分类号T D 9 1 2文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 7 0 3 0 0 8 0 0 5 在我国一些高磷铁矿石中磷大部分以磷灰石形 式存在,而济源新安铁矿石中磷主要以菱磷铝锶矾 形式存在,其次以磷灰石形式存在,查清矿石的工艺 特性,为选择合适的工艺流程对开发利用该矿具有 十分重要的意义。 1 矿石化学性质 矿石中铁含量较毹为5 0 .5 0 %,同时杂质元素 P 和S 含量也较高。矿石多元素分析结果及铁的化 学物相分析结果分别见表1 和表2 。 表1 矿石化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m l x e i t i o n o r e 铁含量/9 6 4 8 .8 81 .0 80 .4 1 5 0 .3 7 分布率/% 9 7 .0 4 2 .1 5O .8 11 0 0 .0 0 备注其他主要指菱礴铝锶矾中铁及微量硫化铁中铁。 2 矿石矿物组成 矿石中金属矿物主要为赤铁矿,其次有少量针 收稿日期2 0 0 7 0 2 0 6 作者简介王玲 1 9 7 4 一 。女。甘肃景泰县人。工程师,硕士.主要 从事工艺矿物学等方面的研究。 铁矿、水针铁矿、金红石、钛铁矿,还可见微量黄铁矿 等。脉石矿物主要为白云母、菱磷铝锶矾、高岭石、 伊利石等黏土矿物,其次为少量石英、错石、磷灰石, 另外还有微量绿泥石等。矿石X 射线衍射图见图 1 ,矿物组成见表3 。 2 - T h e t a o 图l 矿石x 射线衍射图 F i g .1X - r a yd i f f r a c t i o np a t t e r n so fo r e 袭3 矿石矿物组成 T a b l e3M i n e r a lc o m p o s i t i o no fo r e 普g_8一扫lsuIllH 万方数据 第3 期王玲等济源新安难处理高磷铁矿工艺矿物学特性 8 1 3矿石中重要矿物嵌布特征 嘉譬上不论从技术还是从经济角度都很难磨到如此 3 .1 赤铁矿鲕状赤铁矿与脉石矿物的共生关系很复杂,与 赤铁矿在矿石中的嵌布特征非常复杂,根据其针状赤铁矿相比,在一定磨矿细度下可以与脉石矿 产出形态大致可分为4 类,分别为 1 针状赤铁矿,物相对解离为富铁集合体及贫铁集合体。不论富铁 见图2 ,约占6 7 %; 2 鲕状赤铁矿,见图3 ,约占集合体还是贫铁集合体均是由针状赤铁矿与脉石矿 2 1 %; 3 棒状、云母片状赤铁矿,见图4 ,约占9 %;物以不同比例相互胶结聚集而成,见图5 和图6 。 4 粒状赤铁矿,约占3 %。棒状、云母片状赤铁矿嵌布特征较为简单,粒度 相对较粗,一般为0 .0 2 0 ~0 .2 m m ,与菱磷铝锶矾问 共生关系不甚密切,对提高铁的回收指标有益,但在 矿石中所占比例较低。 粒状赤铁矿含量很低,嵌布特征也较为简单,与 金红石共生关系较为密切,对铁回收指标影响较小。 图2 微细针状赤铁矿稠密浸染于脉石矿物中 F i g .2 F i n en e e d l e - l i k eh e m a t i t ed i s s e m i n a t i n gi ng a n g u e 图3 鲕状赤铁矿与脉石矿物紧密共生产出 F i g .3 O o l i t i ch e m a t i t ed i s s e m i n a t i n gi ng a n g u e 图4 棒状、云母片状赤铁矿呈粗粒嵌布 F i g .4 C o a r s eh e m a t i t ed i s s e m i n a t i n gi ng a n g u e 针状赤铁矿一般较稠密均匀地浸染于云母、高 岭石、菱磷铝锶矾等脉石矿物中,粒度细小,短径小 于0 .0 0 5 m m ,一般为0 .0 0 1 - - 0 .0 0 3 r a m ,长径一般为 0 .0 1 - - 0 .0 5 r a m ,这对于赤铁矿的单体解离十分不 利。就针状赤铁矿而言,需将矿石全部磨细到 0 .0 1 0 m m 以下,方能使赤铁矿较充分单体解离,而 图5 微细赤铁矿与菱磷铝锶矾、白云母紧密共生 F i g .5 F i n eh e m a t i t ei n t e r g r o w sw i t h s v a n b e r t i t ea n dD o l o m i t e 图6 针状赤铁矿稠密浸染于白云母中 F i g .6 H e m a t i t ed i s s e m i n a t i n gd e n s e l yi nd o l o m i t e 3 .2 菱磷铝锶矾 菱磷铝锶矾也叫磷硫铝锶矿,分子式为S r A l 3 [ P 0 4 ] [ S 0 4 ] O H 6 ,成分中锶常可被钙代替。菱磷 铝锶矾属三方晶系,透射镜下无色或浅褐色。自然 万方数据 有色金属第5 9 卷 光下无色、浅黄色、粉红色、红棕色,硬度5 ,密度 3 .2 。 菱磷铝锶矾是矿石中主要含P 和S 的矿物,平 均含P 和S 分别为1 2 .0 6 %和4 .7 9 %。其扫描电镜 能谱分析结果见表4 ,H 2 0 按理论值1 3 .3 4 %计算。 表4 菱磷铝锶矾扫描电镜能谱分析结果 T a b l e4S E Ma n a l y s i sr e s u l to fs v a n b e r g i t ei no l “ e 菱磷铝锶矾扫描电镜能谱分析结果表明其中常 含有一定量F e ,主要是由于菱磷铝锶矾中常包裹微 细针状赤铁矿所致。矿石中菱磷铝锶矾与赤铁矿、 白云母、粘土矿物共生关系紧密。扫描电镜较低放 大倍数下可见菱磷铝锶矾常呈不规则状、脉状、鲕状 产出,见图7 和图8 ,粒度范围为0 。0 5 ~0 .8 r a m ,最 大达1 .O m m 。在较高放大倍数下可见菱磷铝锶矾 中总是或多或少嵌布有微细针状赤铁矿,见图5 ,两 者无法彻底解离,这使得赤铁矿与菱磷铝锶矾之间 的分离十分困难。 3 .3 黄铁矿 一 矿石中有时可见黄铁矿呈细粒产出。粒度都小 于0 .0 2 0 m m ,由于在矿石中含量很低,与赤铁矿共 生关系并不密切,所以对铁精矿质量影响很小。 3 .4 磷灰石 矿石中磷灰石含量也较低,在2 ~0 r a m 综合样 中,见到磷灰石与石英、赤铁矿共生密切。磷灰石X 射线能谱分析结果为P 2 0 s4 3 .1 5 %。C a O5 2 。6 9 %, F4 .1 6 %。磷灰石对铁精矿质量影响较小。 图7 菱磷铝锶矾呈不规则状产出 扫描电镜面分布图2 5 0 F i g .7 D i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fs v a n b e r g i t ea n di t s m a i ne l e m e n t sd i s t r i b u t i o n S E Mi m a g e 图8 菱磷铝锶矾呈鲕状产出 扫描电镜面分布图2 5 0 F i g .8 D i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fs v a n b e r g i t ea n di t s m a i nd e m e n t sd i s t r i b u t i o n S E Mi m a g e 万方数据 第3 期壬玲等济源新安难处理高磷铁矿工艺矿物学特性 4 矿石中赤铁矿、菱磷铝锶矾等矿物 粒度分布特征 矿石中赤铁矿以细粒为主,粒度分布特征见表 5 。从表5 可以看出,赤铁矿以细粒为主,分布在 0 .0 1 0 r a m 粒级的赤铁矿占3 5 .0 4 %,大于0 .0 7 4 r a m 粒级的含量只占1 1 .1 4 %,所以需细磨一超细磨。 表5 赤铁矿粒度分布特征 T a b l e5P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no fh e m a t i t ei no r e 矿石中大部分菱磷铝锶矾的粒度本身并不细, 显微镜统计一般为0 .0 5 - - 0 .8 m m 。但由于其中总是 浸染微细针状赤铁矿,从该矿石除P 和S 的工艺角 度来说,菱磷铝锶矾的粒度范围比0 .0 5 ~0 .8 m m 细 很多。 矿石中主要含S i 的脉石矿物为白云母。高岭石 等,同样,其中也总是浸染微细针状赤铁矿,在很大 程度上细化白云母等脉石矿物的粒度。矿石中石 英、锫石等脉石矿物粒度较粗,一般为0 .0 2 0 ~ 1 .O m m ,且与赤铁矿间共生关系不密切,选矿过程 中易与赤铁矿分离,但这些脉石矿物含量低,对于提 高铁精矿品位作用有限。 5 矿石中赤铁矿在细磨矿条件下的解 离情况 由于该矿石中赤铁矿的粒度极细,且与菱磷铝 锶矾、白云母等脉石矿物间共生关系非常密切,初步 统计,当磨矿细度为一0 .0 7 4 m m 分别占6 5 %,7 5 %, 8 5 %,9 5 %时,赤铁矿单体解离度分别为3 0 %, 3 6 %,5 4 %,6 9 %。磨矿细度为一0 .0 3 8 m m 占8 6 % 时赤铁矿的单体解离度为7 3 %。需要说明的是,光 学显微镜下赤铁矿单体是一个相对概念,高倍扫描 电镜下赤铁矿与脉石间解离情况见图9 。 图9 磨矿细度为一0 .0 3 8 m m 占8 6 %时赤铁矿 。 的单体解离情况 2 0 0 0 F i g .9 L i b e r a t i o no fh e m a t i t ew i t hg r i n d i n gf i n e s s o f8 6 %u n d e r0 .0 3 8 m m 从图9 可以看出,当磨矿细度为一0 .0 3 8 m m 占 8 6 %时,可见部分赤铁矿单体解离,但很难看到表面 特别干净的脉石矿物,一方面是脉石矿物中浸染有 微细针状赤铁矿,另一方面是单体解离的赤铁矿又 黏附在脉石矿物表面,这些因素都将影响赤铁矿与 菱磷铝锶矾及白云母、高岭石等脉石矿物问分离。 另外,在如此细的磨矿条件下,高岭石等脉石矿物也 很容易泥化,使得矿物相互结团,进一步影响赤铁矿 与脉石矿物间分离,所以选别过程中还要注意矿浆 分散。 同时。从图9 还可以看出,虽然当磨矿细度为一 0 .0 3 8 m m 占8 6 %时,赤铁矿与脉石矿物解离不好, 但继续磨矿,赤铁矿与脉石矿物间解离情况不会有 太大改善,同时矿物间相互结团、黏附会更严重。 6结论 1 赤铁矿粒度极细,且与菱磷铝锶矾、白云母、 高岭石等脉石矿物嵌布关系十分密切,造成赤铁矿 与脉石矿物较难解离。 2 在细磨矿条件下,白云母、高岭石等脉石矿 物易于泥化,已单体解离的赤铁矿与脉石矿物相互 结团、黏附,进一步增加赤铁矿与菱磷铝锶矾、白云 母、高岭石等脉石矿物间选别分离。 3 矿石选别过程中获得高品位、高质量铁精矿 与提高铁选矿回收率间矛盾十分突出。 万方数据 有色金属 第5 9 卷 参考文献 [ 1 ] 孙克己,卢寿慈,王淀佐,等.梅山铁矿选择性反浮选磷灰石的试验研究[ J 】.矿冶,2 0 0 2 , 2 2 3 2 6 . [ 2 】李逸群.梅山高磷铁精矿磁选法降磷现状[ J ] .金属矿山,1 9 9 8 , 3 1 6 1 9 .。 [ 3 】陈雯.采用混选再分离工艺降低梅山铁精矿硫磷含量[ J ] .矿冶工程,1 9 9 6 , 4 2 2 2 4 . P r o c e s s i n gM i n e r a l o g i c a lF e a t u r e so fX i n ’a nJ i y u a nI r o nO r eC o n t a i n i n gH i g hP h o s p h o r u sa n dS u l f u r W A N GL i n 9 1 ,Z H A OZ h a n - f e n 9 1 ,L I UC r u a n g - y u 2 ,H EQ i a n 9 3 1 .B e O i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ,B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ,C h i n a ;2 .L u s h iD i l i n gM i n i n g D e v e l o p m e n tC o .L t d ,L u s h i4 7 2 2 0 0 ,H e n a n ,C h i n a ;3 .C h i n e s eF r i g h tT e s tE s t a b l i s h m e n t ,船7 a n7 1 0 0 0 0 .C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s s i n gm i n e r a l o g yo ft h ei r o no r ew i t hh i g hc o n t e n to fPa n dSf r o mX i n ’a n 。J i y u a n i nH e n a n P r o v i n c e i si n v e s t i g a t e d .T h er e s u l t ss h o wt h a tF ei nt h eo r ei sp r e d o m i n a n t l ya sh e m a t i t e ,w h i l et h ei m p u r i t i e s o fPa n dSa r em a i n l yi ns v a n b e r g i t e .A n dt h e r ea r eaf e wo fp h o s p h o r i t e sa n dp y r i t e si nt h eo r e .H e m a t i t e , m a i n l yi nf i n en e e d l es h a p e ,d i s s e m i n a t e si ng a n g u e ,a n di n t e r g r o w t hc l o s e l yw i t hs v a n b e r g i t e ,D o l o m i t e ,g a o l i n i t ea n do t h e rg a n g u e .A c c o r d i n gt ot h ep r o c e s s i n gc h a r a c t e r i s t i c so ft h eo r e ,i no r d e rf o rb e t t e rF er e c o v e r y , f i n eg r i n d i n gi sn e c e s s a r yt ot h el i b e r a t i o no fh e m a t i t e ,t h e nm u c ha t t e n t i o ns h o u l db ep a i dt ot h ep u l pd i s p e r s i n g t op r e v e n tt h em i n e r a l sf r o ms t i c k i n gt o g e t h e rt op r o d u c et h en e g a t i v ee f f e c t so nb e n e f i c i a t i n gr e s u l t s . K e y w o r d s p r o c e s s i n gm i n e r a l o g y ;i r o no r e ;o c c u r r e n c e ;s v a n b e r g i t e 万方数据
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