朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究 微信HTML全文.pdf

收稿日期 ２０１６ －０６ －１７ 基金项目 国家科技支撑计划项目２０１５ＢＡＢ１５Ｂ０２. 作者简介 唐志东１９９２ － ꎬ男ꎬ内蒙古通辽人ꎬ东北大学博士研究生ꎻ 韩跃新１９６１ － ꎬ男ꎬ内蒙古赤峰人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生 导师. 第３８卷第１２期 ２０１７ 年 １２ 月 东北 大 学 学 报 自 然 科 学 版 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ. ３８ꎬＮｏ. １２ Ｄｅｃ.２ ０ １ ７ ｄｏｉ １０.１２０６８/ ｊ. ｉｓｓｎ.１００５ －３０２６.２０１７.１２.０２１ 朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究 唐志东ꎬ 李文博ꎬ 高 鹏ꎬ 韩跃新 东北大学 资源与土木工程学院ꎬ 辽宁 沈阳 １１０８１９ 摘 要 采用传统工艺矿物学研究方法ꎬ结合光学显微镜、Ｘ 射线衍射、化学分析等分析手段ꎬ对朝阳地 区钒钛磁铁矿石的化学组成、元素赋存状态、矿物组成、矿物间的嵌布关系及粒度分布进行了详细研究. 结果 显示该铁矿石中铁矿物主要为磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿ꎬ长石是最主要的脉石矿物. 矿石中主要矿物嵌 布关系复杂ꎬ磁铁矿与钛磁铁矿颗粒结合紧密ꎬ大多结合成连生体ꎬ不利于铁矿物与钛矿物之间单体解离ꎻ主 要矿物嵌布粒度粗细不均ꎬ磁铁矿嵌布粒度相对较粗ꎬ钛磁铁矿和钒磁铁矿嵌布粒度相对较细. 该研究为该地 区钒钛磁铁矿资源的合理开发利用提供了依据. 关 键 词 钒钛磁铁矿ꎻ矿物学ꎻ矿物组成ꎻ嵌布特征ꎻ元素赋存状态ꎻ粒度分布 中图分类号 ＴＤ ９５１ 文献标志码 Ａ 文章编号 １００５ －３０２６２０１７１２ －１７６９ －０６ Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｖａｎａｄｉｕｍ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｍａｇｎｅｔｉｔｅ Ｏｒｅ ｉｎ Ｃｈａｏｙａｎｇ ＴＡＮＧ Ｚｈｉ￣ｄｏｎｇꎬ ＬＩ Ｗｅｎ￣ｂｏꎬ ＧＡＯ Ｐｅｎｇꎬ ＨＡＮ Ｙｕｅ￣ｘｉｎ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ＆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９ꎬ Ｃｈｉｎａ. Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ ＨＡＮ Ｙｕｅ￣ｘｉｎꎬ Ｅ￣ｍａｉｌ ｄｏｎｇｄａｆｕｌｏｎｇ＠ ｍａｉｌ. ｎｅｕ. ｅｄｕ. ｃｎ ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｅｌｅｍｅｎｔｓꎬ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｏｒｅ ｉｎ Ｃｈａｏｙａｎｇ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅꎬ ＸＲＤꎬ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｅｔｃ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｏｒｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｃｏｍｐｌｅｘ. Ｐｒｉｍａｒｙ ｒｅｃｏｖｅｒａｂｌｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａｒｅ ｍａｇｎｅｔｉｔｅꎬ ｔｉｔａｎｏｍａｇｎｅｔｉｔｅ ａｎｄ ｃｏｕｌｓｏｎｉｔｅꎬ ａｎｄ ｆｅｌｄｓｐａｒ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｇａｎｇｕｅ ｍｉｎｅｒａｌ. Ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ｍａｉｎ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘꎬ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｌｉｎｋｅｄ ｔｏ ｔｉｔａｎｏｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｔｏ ｂｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ. Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｓ ｃｏａｒｓｅꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｉｔａｎｏｍａｇｎｅｔｉｔｅ ａｎｄ ｃｏｕｌｓｏｎｉｔｅ ｉｓ ｆｉｎｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｍａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅꎻ ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙꎻ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎻ ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎻ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｅｌｅｍｅｎｔｓꎻ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 钒钛磁铁矿是伴生钒、钛等多种有价元素的 复合矿ꎬ利用价值很高ꎬ主要分布在我国的攀西、 承德和马鞍山地区[１]. 近来发现辽宁朝阳地区拥 有丰富的钒钛磁铁矿资源ꎬ总储量约为３０ 亿 ｔ[２]. 该地区钒钛磁铁精矿中ꎬ钒质量分数以 Ｖ２Ｏ５ 计为 １􀆱 ２％ １􀆱 ８％ ꎬ钛质量分数以 ＴｉＯ２计为 １６％ ２０％ ꎬ远高于攀枝花、承德等我国主体钒钛 磁铁矿区的钒品位０􀆱 ５％ ０􀆱 ８％ 和钛品位 ６％ １２％ ꎬ与世界上含钒量最高的南非钒钛 磁铁矿基本相当[３]ꎬ是我国独有的高钒钛、低铁 型钒钛磁铁矿. 合理开发利用这一钒钛磁铁矿资 源已成为辽西地区提升资源利用效率、发展区域 特色产业的当务之急. 详细的工艺矿物学研究对于资源高效开发利 用具有非常重要的作用[４ －５]ꎬ但目前未见关于朝 阳钒钛磁铁矿石工艺矿物学研究. 本文通过光学 显微镜、Ｘ 射线衍射、化学分析等手段对该矿石的 工艺矿物学特性进行了详细研究ꎬ主要包括化学 成分、矿物组成及含量、主要矿物浸染粒度及解离 度特征等[６ －８]. 采用的样品由朝阳喀左晟奥钒钛 科技有限公司提供ꎬ矿样在喀左县中三家镇采集ꎬ 试验样品为原生矿石ꎬ代表性良好. １ 矿石的化学组成 钒钛磁铁矿石的化学成分分析结果见表 １. 由表 １ 可知ꎬＦｅꎬＴｉꎬＶ 作为原矿中目标回收元素ꎬ 质量分数分别为 １３􀆱 １８％ ꎬ３􀆱 ０５％ ꎬ０􀆱 ０８５％ ꎻ硅和 铝含量较高ꎬ表明矿石中含有一定量石英和含铝 硅酸盐矿物ꎻ有害元素磷质量分数为 ０􀆱 ０７２％ . 为确定矿石中钛、铁赋存状态进行化学物相 分析ꎬ结果分别见表 ２ꎬ表 ３. 由表 ２ 知ꎬ矿石中以 硅酸铁形式存在的铁质量分数为 ５􀆱 ２６％ ꎬ占全铁 的 ３９􀆱 ９４％ ꎬ会严重影响铁的回收率ꎬ其余则分布 于磁铁矿ꎬ赤、褐铁矿及碳酸铁等矿物中. 表 ３ 表 明矿石中含钛矿物主要为钒钛磁铁矿ꎬ所占比例 为 ６１􀆱 ３１％ . 表 １ 原矿化学成分分析质量分数 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｗ ｏｒｅｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ％ ＴｉＯ２ＴＦｅＦｅ２Ｏ３ＳｉＯ２ＭｇＯＡｌ２Ｏ３ＣａＯＶＰＳＣｒ２Ｏ３ ３􀆱 ０５１３􀆱 １８１３􀆱 ５０４５􀆱 ６２４􀆱 ６６１１􀆱 １４７􀆱 ８９０􀆱 ０８５０􀆱 ０７２０􀆱 ００５０􀆱 ０１ 表 ２ 原矿中铁的化学物相分析 Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｈａｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｗ ｏｒｅ％ 变量磁铁矿中铁碳酸铁中铁黄铁矿中铁赤、褐铁矿中铁硅酸铁中铁全铁 铁质量分数４􀆱 ０４０􀆱 ５２０􀆱 １２３􀆱 ２３５􀆱 ２６１３􀆱 １７ 铁的分布率３０􀆱 ６８３􀆱 ９５０􀆱 ９１２４􀆱 ５２３９􀆱 ９４１００ 表 ３ 原矿中钛的化学物相分析 Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｈａｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｗ ｏｒｅ％ 变量钒钛磁铁矿中钛钛铁矿中钛金红石中钛硅酸钛中钛及其他累计 钛质量分数１􀆱 ８７０􀆱 ７２０􀆱 ０１０􀆱 ４５３􀆱 ０５ 钛的分布率６１􀆱 ３１２３􀆱 ６１０􀆱 ３３１４􀆱 ７５１００ ２ 矿石的矿物组成 钒钛磁铁矿的 Ｘ 射线衍射分析结果见图 １ꎬ 矿石中主要矿物组成结果如表 ４ 所示. 结合图 １ 和表 ４ 分析可知ꎬ矿石中主要含铁矿物为磁铁矿 和钛磁铁矿ꎬ主要脉石矿物为长石、辉石、角闪石 和绿泥石. 图 １ 原矿 ＸＲＤ 分析图谱 Ｆｉｇ􀆱 １ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｗ ｏｒｅ 表 ４ 原矿的矿物组成质量分数 Ｔａｂｌｅ ４ Ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｗ ｏｒｅｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ％ 磁铁矿钛磁铁矿钒磁铁矿钛铁矿铬铁矿赤、褐铁矿黄铁矿长石 ２４􀆱 ９２７􀆱 ７０１􀆱 ２３０􀆱 １８０􀆱 １１０􀆱 ７００􀆱 １８２２􀆱 ７４ 角闪石辉石绿泥石石英黑云母磷灰石泥铁质矿物 ９􀆱 ７５１５􀆱 ６０５􀆱 ２０３􀆱 ２５１􀆱 ３００􀆱 ６４６􀆱 ５０ ０７７１东北大学学报自然科学版 第 ３８ 卷 ３ 矿石中矿物嵌布特征 ３􀆱 １ 磁铁矿 磁铁矿是矿石中的主要金属矿物ꎬ质量分数 为 ２４􀆱 ９２％ . 矿石中的磁铁矿主要以半自形粒状 及粒状集合体产出图 ２ａꎬ少量以长条状、他形 粒状产出ꎬ呈浸染状分布在脉石中图 ２ｂꎬ在空 间分布较均匀ꎬ以粗粒嵌布为主. 部分磁铁矿被脉 石矿物沿解理、裂隙和孔洞充填分割成细小的粒 状ꎬ且脉石对磁铁矿有一定的交代作用. 磁铁矿与 钛磁铁矿有密切的共生关系ꎬ二者相邻产出ꎬ颗粒 相毗连或紧密结合形成连晶颗粒图 ２ｃꎬ使得铁 钛元素难以有效分离. 在磁铁矿解理缝中有钛铁 矿呈格子状分布ꎬ格片很薄ꎬ一般仅有几微米图 ２ｄ. 图 ２ 磁铁矿与其他矿物嵌布关系图像 Ｆｉｇ􀆱 ２ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａ磁铁矿粒状产出ꎻ ｂ磁铁矿长条状产出ꎻ ｃ连晶颗粒ꎻ ｄ钛铁矿呈格子状分布. ３􀆱 ２ 钛磁铁矿 钛磁铁矿是矿石中主要含钛矿物ꎬ占矿物总 量的 ７􀆱 ７０％ . 矿石中的钛磁铁矿主要以半自形粒 状、板状、片状及格子状产出图 ３ａꎬ图 ３ｂꎬ呈浸 染状星散分布在脉石中ꎬ粒度较磁铁矿细小图 ３ｃ. 钛磁铁矿被脉石矿物沿边缘、解理充填分割 成细粒状和平行排列的聚片状ꎬ并被脉石矿物交 代熔蚀现象较明显ꎬ有的只剩少量残余体图 ３ｃꎬ 图 ３ｄ. ３􀆱 ３ 钒磁铁矿 钒磁铁矿是矿石中主要含钒矿物ꎬ但含量不 多ꎬ仅占矿物总量的 １􀆱 ２３％ . 钒磁铁矿主要以半 自形粒状、他形粒状及不规则状嵌布在脉石中 图 ４ａꎬ图 ４ｂꎬ粒度较细小ꎬ与磁铁矿和钛磁铁 矿的嵌布关系不密切. ３􀆱 ４ 钛铁矿 钛铁矿在矿石中含量较少ꎬ质量分数仅为 ０􀆱 １８％ . 钛铁矿主要以格子状分布在磁铁矿、钛磁 铁矿的解理中ꎬ格片的厚度仅有几微米ꎬ少量钛铁 矿以细小粒状、板状产出ꎬ与磁铁矿、钛磁铁矿相 互嵌布共生图 ２ｄ. ３􀆱 ５ 长 石 长石是矿石中主要脉石矿物ꎬ属于铝硅酸盐 矿物ꎬ占矿物总量的 ２２􀆱 ７４％ . 矿石中的长石主要 以较粗大的自形、半自形板状及集合体产出ꎬ与辉 石、角闪石、绿泥石等交互嵌布ꎬ长石集合体常嵌 布细粒辉石图 ５ａꎬ图 ５ｄ. 有的长石裂隙中充填 细脉状的角闪石图 ５ｂꎬ图 ５ｃ. ３􀆱 ６ 辉 石 辉石ＣａꎬＭｇꎬＦｅꎬＡｌ２ＳｉꎬＡｌ２Ｏ６是矿石中 含量仅次于长石的脉石矿物ꎬ也是常见的造岩硅 １７７１第 １２ 期 唐志东等 朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究 酸盐矿物ꎬ占矿物总量的 １５􀆱 ６０％ . 辉石以短柱 状、粒状产出ꎬ晶粒不完整ꎬ粒度粗细不等ꎬ与长 石、普通角闪石交互嵌布ꎬ粒间有少量石英与之共 生图 ５ａ. 图 ３ 钛磁铁矿与其他矿物嵌布关系图像 Ｆｉｇ􀆱 ３ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐａｉｇｅｉｔｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａ板状产出ꎻ ｂ格子状产出ꎻ ｃ浸染状分布ꎻ ｄ聚片状分布. 图 ４ 钒磁铁矿与其他矿物嵌布关系图像 Ｆｉｇ􀆱 ４ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｕｌｓｏｎｉｔｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａ半自形粒状嵌布ꎻ ｂ他形粒状嵌布. ３􀆱 ７ 其他矿物 矿石中含有少量赤、褐铁矿ꎬ粒度较细ꎬ常与 磁铁矿连生ꎻ矿石中也见少量黄铁矿及微量铬铁 矿ꎬ黄铁矿是矿石中主要的硫化物矿物ꎬ铬铁矿是 矿石中主要的含铬矿物. 矿石中还含有一定量角闪石、绿泥石、石英等 脉石矿物. 角闪石以长柱状、纤维状晶体产出ꎬ与 长石、辉石交互嵌布ꎬ粒度不均匀图 ５ｂꎬ图 ５ｃ. 绿泥石分布较集中ꎬ以片状集合体产出ꎬ与角闪石 和长石相互嵌布ꎬ有的呈断续的脉状充填在长石 粒间图 ５ｂꎬ图 ５ｃ. 矿石中石英含量较少ꎬ主要 以半自形粒状产出ꎬ嵌布在长石、辉石粒间ꎬ粒度 较均匀图 ５ｄ. ４ 主要矿物浸染粒度及解离度特征 ４􀆱 １ 主要矿物浸染粒度 矿石中磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿为主要 回收矿物ꎬ对其进行粒度测定ꎬ结果见表 ５. 从表 中可以看出ꎬ磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿在 ２７７１东北大学学报自然科学版 第 ３８ 卷 ０􀆱 ０７５ ｍｍ 以上粒级中的分布率分别为 ８３􀆱 １４％ ꎬ ４６􀆱 ６９％ 和 ２３􀆱 ６９％ ꎬ在 ０􀆱 ０３７ ｍｍ 以下粒级中的 分布率分别为 ５􀆱 ２３％ ꎬ２０􀆱 ７８％ 和 １５􀆱 ３３％ ꎬ可见 磁铁矿的浸染粒度以粗粒嵌布为主ꎬ钛磁铁矿的 浸染粒度以中粒嵌布为主ꎬ而钒磁铁矿的浸染粒 度以细粒嵌布为主ꎬ铁矿物粒度不均匀ꎬ细粒钛磁 铁矿和钒磁铁矿含量高ꎬ不利于单体解离. 图 ５ 长石与其他矿物嵌布关系图像 Ｆｉｇ􀆱 ５ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅｌｄｓｐａｒ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｓ ａꎬｄ长石、辉石、石英集合体ꎻ ｂꎬｃ长石、角闪石、绿泥石集合体. 表 ５ 矿石中磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿粒度统计结果 Ｔａｂｌｅ ５ Ｇｒａｉｎ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｔｅꎬ ｔｉｔａｎｏｍａｇｎｅｔｉｔｅ ａｎｄ ｃｏｕｌｓｏｎｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｅ 粒度/ ｍｍ 磁铁矿钛磁铁矿钒磁铁矿 分布率/ ％累计/ ％分布率/ ％累计/ ％分布率/ ％累计/ ％ ＋０􀆱 １５０６０􀆱 ０８６０􀆱 ０８３４􀆱 ６４３４􀆱 ６４０􀆱 ０００􀆱 ００ －０􀆱 １５０ ＋０􀆱 １００１２􀆱 ５０７２􀆱 ５８６􀆱 ９３４１􀆱 ５７０􀆱 ０００􀆱 ００ －０􀆱 １００ ＋０􀆱 ０７５１０􀆱 ５６８３􀆱 １４５􀆱 １２４６􀆱 ６９２３􀆱 ６９２３􀆱 ６９ －０􀆱 ０７５ ＋０􀆱 ０５３２􀆱 ８１８５􀆱 ９５１５􀆱 ０６６１􀆱 ７５３５􀆱 ８８５９􀆱 ５７ －０􀆱 ０５３ ＋０􀆱 ０３７８􀆱 ８２９４􀆱 ７７１７􀆱 ４７７９􀆱 ２２２５􀆱 １０８４􀆱 ６７ －０􀆱 ０３７５􀆱 ２３１００２０􀆱 ７８１００１５􀆱 ３３１００ ４􀆱 ２ 主要矿物解离度特征 对该矿石中磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿的 解离情况进行考察ꎬ结果见表 ６. 可见ꎬ磁铁矿的 单体解离度较低ꎬ单体质量分数为 １０􀆱 ０７％ ꎬ连生 体主要为磁铁矿 － 钛磁铁矿 － 脉石矿物型连生 体ꎬ磁铁矿 － 脉石矿物型连生体ꎬ及磁铁矿 － 钛铁 矿 － 脉石矿物型连生体ꎬ还有少量磁铁矿 － 钒磁 铁矿 － 脉石矿物型连生体ꎬ与脉石矿物结合的磁 铁矿质量分数为 ８６􀆱 ０３％ ꎻ钛磁铁矿解离度低ꎬ单 体仅占 ５􀆱 ５２％ ꎬ连生体主要为钛磁铁矿 － 磁铁矿 － 脉石矿物型连生体ꎬ少量钛磁铁矿 － 脉石矿物 型连生体ꎬ及钛磁铁矿 － 钒磁铁矿 － 脉石矿物型 连生体ꎬ与脉石矿物结合的磁铁矿质量分数为 ９３􀆱 ４８％ ꎻ钒磁铁矿全部以连生体形式存在ꎬ主要 为钒磁铁矿 － 脉石矿物型连生体ꎬ少量钒磁铁矿 － 磁铁矿 － 脉石矿物型连生体和钒磁铁矿 － 钛磁 铁矿 － 脉石矿物型连生体. 由主要矿物解离情况 考察结果可知ꎬ磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿的单 体解离度均较低ꎬ多以连生体的形式存在ꎬ尽管可 以利用磁选技术对其进行回收获得钒钛磁铁精 ３７７１第 １２ 期 唐志东等 朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究 矿ꎬ但是所得精矿的铁品位不会太高ꎬ并且精矿中 的铁、钛、钒矿物难以实现有效分离. 所以由该矿 石的工艺矿物学结果分析可知ꎬ与传统选矿工艺 相比ꎬ采用选冶联合流程深度还原 － 磁选工艺 更易于实现该钒钛磁铁矿石的高效开发利用[９]. 表 ６ 矿石中主要矿物解离情况 Ｔａｂｌｅ ６ Ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｎ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｅ 磁铁矿钛磁铁矿钒磁铁矿 嵌布关系质量分数/ ％嵌布关系质量分数/ ％嵌布关系质量分数/ ％ Ｍｔ１０􀆱 ０７Ｔｍ５􀆱 ０２Ｖｍ － Ｇ８５􀆱 ７０ Ｍｔ － Ｉｌ３􀆱 ４０Ｔｍ － Ｍｔ１􀆱 ５０Ｖｍ － Ｍｔ － Ｇ１０􀆱 ０５ Ｍｔ － Ｔｍ０􀆱 ５０Ｔｍ － Ｇ１７􀆱 ０５Ｖｍ － Ｔｍ － Ｇ４􀆱 ２５ Ｍｔ － Ｇ２９􀆱 ０９Ｔｍ － Ｍｔ － Ｇ７５􀆱 ５８ Ｍｔ － Ｔｍ － Ｇ３５􀆱 ７１Ｔｍ － Ｖｍ － Ｇ０􀆱 ４０ Ｍｔ － Ｉｌ － Ｇ２０􀆱 ４１Ｔｍ － Ｌｉｍ － Ｇ０􀆱 ４５ Ｍｔ － Ｖｍ － Ｇ０􀆱 ８２ 合计１００１００１００ 注Ｖｍ钒磁铁矿ꎻＭｔ磁铁矿ꎻＩｌ钛铁矿ꎻＴｍ钛磁铁矿ꎻＬｉｍ褐铁矿ꎻＧ脉石矿物. ５ 结 论 １ 该铁矿石中铁矿物种类多ꎬ磁铁矿、钛磁 铁矿和钒磁铁矿为主要回收矿物ꎬ长石是最主要 的脉石矿物. 钛铁矿以格子状分布在磁铁矿和钛 磁铁矿中ꎬ可随磁铁矿和钛磁铁矿一起回收ꎬ褐铁 矿将损失在尾矿中ꎬ影响铁的回收率. ２ 矿石中主要矿物嵌布关系复杂ꎬ嵌布粒度 粗细不均. 磁铁矿与钛磁铁矿颗粒结合紧密ꎬ大多 结合成连生体ꎬ不利于铁矿物与钛矿物之间完全 解离ꎬ尤其以薄片状、格子状分布在磁铁矿中的钛 磁铁矿ꎬ彼此无法解离ꎬ使铁、钛分离困难. 磁铁 矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿的嵌布粒度不均匀ꎬ磁铁 矿嵌布粒度相对较粗ꎬ钛磁铁矿和钒磁铁矿在细 粒级中含量较高ꎬ给矿物的单体解离带来困难ꎬ可 采用分段磨矿来提高磨矿细度. ３ 该矿石工艺矿物学研究结果表明ꎬ采用传 统选矿方法很难实现铁、钛、钒矿物的有效分离ꎬ 应采用合理的选冶联合工艺ꎬ以达到综合回收利 用铁、钛、钒元素的目的. 参考文献 [１] Ｚｈｏｕ Ｍꎬ Ｊｉａｎｇ Ｔꎬ Ｙａｎｇ Ｓ Ｔꎬ ｅｔ ａｌ. Ｖａｎａｄｉｕｍ￣ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｏｒｅ ｂｌｅｎｄｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｂａｓｉｃ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ [ Ｊ ]. Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０１５ꎬ１４２１２５ －１３３. [２] 张亚楠. 辽西风化壳型钒钛磁铁矿矿床浅析及其意义[Ｊ]. 有色矿冶ꎬ２０１４ꎬ３０１５ －７. Ｚｈａｎｇ Ｙａ￣ｎａｎ. Ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｅａｎｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｃｒｕｓｔ ｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｄｅｐｏｓｉｔ ｏｆ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ [ Ｊ]. Ｎｏｎ￣ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙꎬ２０１４ꎬ３０１５ －７. [３] 刘兴华ꎬ赵礼兵ꎬ袁致涛. 朝阳某钒钛磁铁矿石工艺矿物学 特性研究[Ｊ]. 现代矿业ꎬ２０１１８２３ －２５. Ｌｉｕ Ｘｉｎｇ￣ｈｕａꎬ Ｚｈａｏ Ｌｉ￣ｂｉｎｇꎬ Ｙｕａｎ Ｚｈｉ￣ｔａｏ. Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｉｎｅｒａｌｏｇｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｉｎ Ｃｈａｏｙａｎｇ[Ｊ]. Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｉｎｉｎｇꎬ２０１１ ８２３ －２５. [４] Ｈｏｐｅ Ｇ Ａꎬ Ｗｏｏｄｓｙ Ｒꎬ Ｍｕｎｃｅ Ｃ Ｇ. Ｒａｍａｎ ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ [ Ｊ]. Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ２００１ꎬ １４ １２１５６５ －１５７７. [５] Ｓａｎｔｏｓ Ｌ Ｄꎬ Ｂｒａｎｄａｏ Ｐ Ｒ Ｇ. Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｇｏｅｔｈｉｔｅ ｉｎ ｉｒｏｎ ｏｒｅｓ ｆｒｏｍ Ｍｉｎａｓ ＧｅｒａｉｓꎬＢｒａｚｉｌ[Ｊ]. Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００３ꎬ１６１１１２８５ －１２８９. [６] Ｐｅｔｉｔ￣Ｄｏｍｉｎｇｕｅｚ Ｍ Ｄꎬ Ｒｕｃａｎｄｉｏ Ｍ Ｉꎬ Ｇａｌａｎ￣Ｓａｕｌｎｉｅｒ Ａꎬ ｅｔ ａｌ. Ｕｓｅｆｕｌｎｅｓｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌꎬ ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａｌꎬ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｏｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｔｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄ ｐｒｏｆｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｉｒｏｎ ｍｉｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ [Ｊ]. Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎꎬ２００８ꎬ９８３１１６ －１２８. [７] Ｄｏｎｓｋｏｉ ＥꎬＳｕｔｈｅｒｓ Ｓ ＰꎬＦｒａｄｄ Ｓ Ｂꎬｅｔ ａｌ. Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ]. Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００７ꎬ２０ ５４６１ －４７１. [８] Ｏｌｕｂａｍｂｉ Ｐ ＡꎬＮｄｌｏｖｕ ＳꎬＰｏｔｇｉｅｔｅｒ Ｊ Ｈꎬｅｔ ａｌ. Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｓｈｉａｇｕ Ｎｉｇｅｒｉａ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｕｌｐｈｉｄｅ ｏｒｅ [Ｊ]. Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２００８ꎬ８７ ３/４８３ －８９. [９] Ｃｈｅｎ Ｓ Ｙꎬ Ｃｈｕ Ｍ Ｓ. Ｍｅｔａｌｉｚｉｎｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｖａｎａｄｉｕｍｔｉｔａｎｏ￣ｍａｇｎｅｔｉｔｅｂａｓｅｄｏｎｈｏｔ ｂｒｉｑｕｅｔｔｉｎｇ[Ｊ]. Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＭｉｎｅｒａｌｓꎬＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１４ꎬ２１３２２５ －２３３. ４７７１东北大学学报自然科学版 第 ３８ 卷