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某磁铁精粉工艺矿物学特征研究

某磁铁精粉工艺矿物学特征研究

澳大利亚铁矿石资源非常丰富,为了更合理的开采该类铁矿石资源,实现其综合利用价值,红星机器厂对澳大利亚某磁铁精粉进行了工艺矿物学研究。并有效确定了该类铁矿精粉的最佳选矿选矿工艺,为该类矿石的选矿工艺研究提供了可靠的矿物学基础资料。

一、矿石物质组成

1、矿石化学组成和铁的化学物相

利用X荧光光谱分析对矿样进行了半定量分析,确定了矿石样品中的元素种类和含量范围。在XRf半定量分析的基础上,对矿石样品进行了化学多元素分析和铁的化学物相分析,可以看出矿样中Tfe含量为66.85%,杂质组分以SiO2和碱金属(Na2O和K2O)为主,三种杂质含量合计达6.25%,严重影响铁精矿的品位和质量。化学物相分析结果表明,样品中铁的赋存状态较为简单,主要以磁铁矿形式存在,磁铁矿中铁的分布率占98.15%。

2、矿石矿物组成

根据多元素分析结果,样品中的矿物成分以铁矿物为主,脉石矿物含量较低,为了准确界定脉石矿物的种类和相对含量,对样品进行阴离子反浮选后,对泡沫尾矿进行了X射线衍射分析(XRD),分析结果可以看出,样品中红的脉石矿物主要有石英、钠闪石、长石、铁白云石,尾矿中还含有少量的赤铁矿。

同时采用矿物参数自动定量分析系统MLa检测对矿石样品中主要矿物组成及含量进行了检测。经镜下鉴定、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析和矿物参数自动定量分析系统(MLa)综合研究查明,样品的组成矿物种类较为单一,铁矿物以磁铁矿为主,其含量为90.94%,其次为假象赤铁矿、赤铁矿和菱铁矿,三种次生铁矿物的含量合计约0.84%;金属硫化物为黄铁矿,但含量甚微,约为0.02%;脉石矿物以石英居多,含量4.53%,其次是钠闪石1.71%、钾长石0.95%、铁白云石0.97%、绿泥石和黑云母0.12%,其他微量矿物主要有磷灰石、锆石和金红石等。

二、矿石矿物学特征

1、主要铁矿物嵌布特征

(1)磁铁矿

由矿石的扫描电镜二次电子图像和矿相显微镜图像可以看出,矿石中的磁铁矿呈半自形或不规则粒状,沿边缘偶见氧化作用形成的假象赤铁矿交代,一般颗粒粒度小于0.03MM,个别粗粒粒度约0.04MM,磁铁矿大部分呈单体产出,其余部分主要与石英、钾长石、钠闪石或铁白云石等脉石毗连镶嵌而构成不同比例的连生体,少数则呈微粒包裹体嵌布在脉石内部或沿边缘嵌布。磁铁矿的扫描电镜能谱微区成分分析结果见表5,从表5中可看出,样品中磁铁矿质地较纯,本身并不含K2O、Na2O等杂质组分,平均fe3O4含量为99.68%,即平均全铁含量72.13%。

(2)赤铁矿

矿石中的赤铁矿呈形态规则的微细叶片状,晶体粒度多在0.002MM以下,主要呈星散浸染状包裹在部分石英中,与磁铁矿的交生关系不甚密切。赤铁矿粒度微细,且多与石英紧密镶嵌,进一步精选中赤铁矿极易随石英一起进入尾矿。

2、主要脉石矿物嵌布特征

(1)石英

石英是样品中含量最高的脉石矿物,呈不规则粒状,部分被钠闪石交代,粒度整体来说略粗于磁铁矿,通常介于0.005~0.04MM之间,除呈单体产出外,多与磁铁矿连生,特别是微粒磁铁矿包裹于其中的现象较为常见。

(2)钾长石

钾长石产出形式和粒度大小与石英基本一致,但其解离程度略低于石英。

(3)钠闪石

样品中的钠闪石大多为柱粒状,少部分为纤维状集合体,粒度0.005~0.04MM不等,交代石英、钾长石的现象较为普遍,部分呈单体产出,或与磁铁矿紧密镶嵌构成不同比例的连生体。样品中钠闪石的扫描电镜能谱微区成分分析记过可以看出,钠闪石平均含Na2O15.43%、feO29.87%、MgO9.41%、SiO52.90%、aL2O30.72%。

根据矿石中矿物成分含量和能谱微区成分分析结果可估算出分布在石英中的SiO2约占70%,分布在钠闪石和钾长石中的SiO2则分别占14%和10%左右。由此可见样品中SiO2的主要赋存矿物是石英,次为钾长石和钠闪石,而赋存在黑云母和绿泥石中的SiO2则较少。

样品中的Na2O主要赋存在钠闪石矿物中,钾长石次之。根据钾长石、钠闪石的矿物含量和扫描电镜能谱微区成分分析结果,可计算出赋存于钠闪石和钾长石中的Na2O分别占97%和3%左右。K2O则主要赋存与钾长石为样品中最重要的含的矿物,根据钾长石的矿物含量和扫描电镜能谱微区成分分析结果,可计算出样品中存在于钾长石中的K2O所占比例约98%。

3、矿物解离度分析

采用MLa对样品中磁铁矿、石英、钾长石和钠闪石的解离度进行了测定,结果可以看出,样品中呈单体产出的磁铁矿含量高达96.87%,理论上通过进一步分选可获得较高品位的铁精矿。石英、钾长石和钠闪石的单体解离度分别为37.34%、31.81%和32.26%,其余部分则多以各种形式与磁铁矿镶嵌构成不同比例的连生体。

三、提铁降杂工艺讨论

根据样品的化学组成、物相分析、主要矿物的嵌布特征和MLa分析结果可知,该铁精粉中有用矿物以磁铁矿为主,且磁铁矿单体解离度高达96.87%,因此在提铁工艺设计中,可暂不考虑物料细磨,直接分选即有可能达到较高品位。而矿粉中的赤铁矿嵌布粒度极细,晶体粒度多小于0.002MM,且与脉石矿物紧密结合,即使进行再磨再选,理论上也较难回收,并且赤铁矿含量仅为0.43%,为此而增加分选作业,从优化生产成本的角度来看是不太合理的。

根据国内提铁降硅技术的应用现状,该矿粉的提铁工艺主要考虑阴/阳离子反浮选和磁选机分选技术。

通过以上研究,清晰的了解到了该磁铁精粉的工艺学特征。红星机器厂并根据这些推荐了最佳的选铁工艺,为该铁矿的合理开采提供了理论依据及技术依据。

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