梅山铁矿深部矿石工艺矿物学研究及对选矿的影(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】5 结 语 (1)梅山深部矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿、赤铁矿(含假象矿),含量分别为24.02%和19.42%,少量菱铁矿,含量为8.45%。脉石矿物主要为碳酸盐、黏土
5 结 语
(1)梅山深部矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿、赤铁矿(含假象矿),含量分别为24.02%和19.42%,少量菱铁矿,含量为8.45%。脉石矿物主要为碳酸盐、黏土和石英,含量分别为16.92%、9.30%和9.12%,其他矿物含量较少,合计为12.77%。
(2)对矿石中铁矿物和主要脉石矿物的单矿物化学成分进行MLA扫描电镜EDS和WDS分析,主要铁矿物磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿单矿物含铁量略低于理论值,分别为71.88%、68.75%和44.75%,这对铁精矿品位会有所影响。有用矿物磁铁矿、赤铁矿单矿物品位高,为铁精矿生产回收的主要目的矿物。
(3)对深部矿石元素平衡计算可知,铁主要赋存在磁铁矿和赤铁矿(含假象矿)中,分布率为45.33%和35.56%,其次赋存在菱铁矿中,分布率为9.92%,其他矿物中分布较少。脉石矿物铁白云石和方解石含铁高造成选别时各工序尾矿中含铁品位较高。
(4)矿石中有害元素硅主要赋存于石英和黏土、长石中,分布率分别为47.42%和37.55%,其次分布在云母、绿泥石中,分布率分别为6.81%、6.46%,分布在其他硅酸盐矿物中的硅含量较少。因此,梅山精矿要降低SiO2含量不仅要脱除石英还需要脱除黏土、长石、云母、绿泥石等硅酸盐矿物。
[1] 张祖刚.梅山铁矿浮硫工艺回收率低的原因分析与对策[J].现代矿业,2017(1):145-148.
[2] 张祖刚,毕兵兵,周 润,等.球磨机精确化装补球应用实践[J].现代矿业,2017(12):157-159.
[3] 牛福生,张晋霞,刘淑贤,等.铁矿石选矿技术[M].北京:冶金工业出版社,2012.
南京梅山铁矿经过近60 a的建设,现已成为具备年采选综合生产能力500万t的国有大型矿业企业[1]。随着梅山铁矿开采向深部延伸至-330 m水平以下,矿石性质发生了较大变化,贫矿石比例增大,菱铁矿的比例显著增加,易选的磁铁矿比例减少,矿石的矿物组成、结构构造等变得更为复杂,矿石可选性变差。另外,梅山铁矿拟取消-50+20 mm粒级的弱磁干选—跳汰预选作业,将其破碎至-20 mm并分级,-20+2 mm单独进行弱磁—强磁干选,-2+0.5 mm、-0.5 mm粒级并入选厂对应的粒级进行选别[2]。为了验证深部矿石的可选性,给生产提供指导依据,开展梅山铁矿深部矿石的工艺矿物学研究显得尤为必要[3]。1 梅山深部矿石化学组成梅山深部矿石化学多元素分析结果见表1、铁物相分析结果见表2。表1 梅山深部矿石化学多元素分析结果%成分TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOS含量成分PK2ONa2OMnOTiO2V2O5烧损含量.67由表1可知,深部矿石中除铁外,其他有用元素含量较低,矿石中主要杂质为SiO2、Al2O3、S、P、K2O、Na2O,矿石中的S可考虑回收利用,杂质P、SiO2和Al2O3杂质含量较高,是选别工序提铁降杂主要脱除的有害组分;梅山深部矿石四元碱度为0.505,为半自熔性铁矿石。表2 梅山深部矿石铁物相分析结果%铁物相铁含量铁分布率磁铁矿之铁赤铁矿之铁碳酸铁之铁硅酸铁之铁1.112.92硫化矿之铁1.022.68全铁37..00由表2可知,深部矿石中有用铁矿物主要是磁铁矿、赤褐铁矿及菱铁矿,磁铁矿中的铁分布率为45.52%,赤褐铁矿中的铁分布率为35.21%,磁铁矿和赤褐铁矿中的铁品位较高,是选矿需要回收的主要目的矿物。2 梅山深部矿石的矿物组成及含量2.1 矿物组成对梅山深部矿石中的物质组成进行研究,矿石主要由以下矿物组成。(1)金属矿物:磁铁矿、赤铁矿(含假象、半假象矿)、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿。(2)脉石矿物:碳酸盐(方解石、白云石)、石英(含蛋白石)、绢云母、黑云母、长石、黏土(高岭石)、绿泥石、透闪石、石榴石、辉石、帘石、磷灰?矿物含量将2~0 mm深部矿石样进行分级后磨制光、薄片,分别为2~1 mm、1~0.5 mm、0.50~0.125 mm、0.125~0.076 mm和-0.076 mm,经对不同级别样品进行显微镜下矿物含量统计,并结合扫描电镜WDS、EDS单矿物化学成分分析结果及铁物相分析结果计算出矿物含量,所得结果为重量百分比。统计结果表明:矿石中主要金属矿物为磁铁矿,含量为24.02%;次要金属矿物为赤铁矿,含量为19.42%;菱铁矿含量为8.45%,褐铁矿微量。主要脉石矿物为碳酸盐类矿物方解石、铁白云石,含量为16.92%;次要脉石矿物为石英、黏土,含量分别为9.12%和9.30%,其他脉石矿物少量。脉石矿物中碳酸盐类矿物和黏土硬度低,磨矿易泥化,对浮选泡沫形成矿泥覆盖,降低浮选脱硫效果;降低磁选作业精度,不利铁精矿品位提高。矿物含量见表3。表3 梅山深部矿石矿物含量统计%矿物磁铁矿赤铁矿(含假象赤铁矿)菱铁矿黄铁矿、磁黄铁矿褐铁矿含量微矿物碳酸盐(方解石、铁白云石)石英黏土绿泥石石榴石含量矿物黑云母辉石长石绢云母磷灰石含量矿物其他合计含量0..003 矿石自然类型、结构构造及工艺粒度分析3.1 矿石自然类型根据矿物组成及矿物含量分析,矿石中主要工业铁矿物为磁铁矿和赤铁矿,少量菱铁矿,微量褐铁矿。主要脉石矿物为方解石,若按所含主要脉石矿物划分矿石自然类型,该矿属碳酸盐型铁矿?矿石构造矿石主要为灰黑色,少量灰白色。主要具块状构造,少量斑状构造、浸染状构造。从宏观看,斑状构造和浸染状构造的矿石不利于选矿预选粗粒抛尾,该部分矿石进入尾矿金属流失大,进入精矿降低粗精矿品位。(1)块状构造:呈致密块状,具灰—灰黑色,有用矿物主要为磁铁矿、赤铁矿,脉石矿物以方解石、白云石为主,含少量石英和硅酸盐矿物,见图1。(2)斑状构造:黄铁矿、磁黄铁矿呈斑状嵌于石英、碳酸盐中,两者呈黑白相间状,见图2。(3)浸染状构造:黄铁矿、磁黄铁矿呈细粒浸染状嵌于块状矿石中,见图3。图1 块状构造图2 斑状构造图3 浸染状构造3.3 矿石结构经显微镜下观察,矿石主要具以下几种主要结构。(1)粒状结构:主要见于磁铁矿和赤铁矿。两种矿物常呈自形、半自形或不规则形粒状分布。(2)斑状结构:磁铁矿呈斑状或组成不规则团块,常被脉石交代分割。(3)交代残余结构:主要见于磁铁矿和长石,磁铁矿常被赤铁矿局部交代,形成半假象矿,长石被细粒高岭石交代,两者呈过渡状态。(4)共晶结构:部分磁铁矿被褐铁矿、黄铁矿交代形成共晶。(5)脉状结构:黄铁矿和方解石呈次生脉状穿插于矿石。(6)鳞片状结构:绢云母呈鳞片状集合体嵌布。(7)网状结构:赤铁矿常呈网状,网眼中包裹细粒脉石而形成。(8)浸染状结构:部分细粒磁铁矿、赤铁矿呈浸染状嵌于脉石中。从微观看,细粒矿物的浸染状结构、共晶结构、脉状结构、网状结构增加了磨矿难度,需提高磨矿细度才能单体解离;铁矿物的交代残余结构降低了矿物含铁品位,不利于铁精矿品位的提高 矿物工艺粒度分析对矿石中有用工业铁矿物磁铁矿、赤铁矿和主要脉石矿物石英、长石(含黏土)以及碳酸盐进行工艺粒度分析,结果显示:主要有用矿物磁铁矿粒度呈均匀分布,+0.07 mm分布率为50.21%,-0.07 mm分布率与+0.07 mm分布率大致相等。次要铁矿物赤铁矿结晶粒度小于磁铁矿,+0.07 mm分布率为42.10%,菱铁矿的结晶粒度比其他有用铁矿物略粗,+0.07 mm分布率为55.99%。主要脉石矿物石英和硅酸盐矿物粒度小于铁矿物,石英+0.07 mm分布率为30.94%,长石、黏土+0.07 mm分布率为36.67%,但是碳酸盐矿物粒度较其他矿物要粗得多,粒度众值在+0.07 mm约占59.25%。粒度分布累计曲线见图4。图4 矿物粒度分析累积曲线从工艺粒度分析看,金属矿物和脉石矿物结晶粒度变细且有浸染状结构、共晶结构、脉状结构,需提高磨矿细度铁精矿才能提质降杂,有效去除矿石中的杂质S、P和SiO2含量,取得好的选别指标。4 Fe、Si、S、P的赋存状态研究4.1 单矿物化学成分分析对矿石中铁矿物和主要脉石矿物的单矿物化学成分进行MLA扫描电镜EDS和WDS分析,结果见表4、表5。表4 梅山深部矿石铁矿物化学成分WDS分析结果%分析点含铁量磁铁矿赤铁矿黄铁矿、磁黄铁矿172........01145.......0...............713平均71...370由表4、表5可知:①有用矿物磁铁矿、赤铁矿单矿物含铁量略低于理论值,平均为71.883%、68.751%。有用矿物磁铁矿、赤铁矿单矿物品位高,为高品质铁精矿生产回收的主要目的矿物;②菱铁矿由于其中铁与钙、镁形成类质同象,所以各个分析点铁含量处于波动范围,所测各点均低于理论值,单矿物含铁最低为35.67%,最高为49.97%,平均为44.96%。菱铁矿单矿物品位低,为高品质铁精矿生产需要分离抛弃的铁矿物;③脉石矿物铁白云石单矿物中镁与铁形成类质同象,所以各个分析点铁含量波动大,含铁最低为11.47%,最高为19.49%,平均为14.29%。方解石单矿物含铁平均为2.32%。因此,脉石矿物铁白云石和方解石含铁偏高,造成选别时各工序尾矿中含铁品位较高。表5 梅山深部矿石碳酸盐矿物化学成分EDS分析结果 %分析点含铁量方解石铁白云石菱铁矿.平均4.2 Fe、Si的平衡计算根据矿物含量统计结果和MLA扫描电镜EDS和WDS分析结果对矿石中Fe、Si元素进行平衡计算,其中碳酸盐矿物方解石、铁白云石按平均品位8.27%进行计算,配分结果见表6、表7。表6 梅山深部矿石中铁元素分布平衡计算%矿物矿物量含铁量分布量分布率累计分布率磁铁矿赤铁矿(含假象赤铁矿)黄铁矿磁黄铁矿菱铁矿碳酸盐绿泥石石榴石云母黏土辉石其他13.20合计注:平衡系数K=37.90/37.93=0.999,深部矿石含铁37.93%。由表6可知,有用元素铁主要赋存在磁铁矿和赤铁矿中,分布率分别为45.33%和35.56%,其次赋存在菱铁矿中,分布率为9.92%,其他矿物中分布较少。表7 梅山深部矿石样品Si元素分布平衡计算%矿物矿物量含硅量分布量分布率累计分布率石英黏土、长石绿泥石石榴石云母辉石.00磷灰石1.69其他0.14合计注:平衡系数K=8.52/7.87=1.082 6,深部矿石含SiO2为16.86%,折合成Si为7.87%。由表7可知,矿石中有害元素硅主要赋存于石英和黏土、长石中,分布率分别为47.42%和37.55%,其次分布在云母、绿泥石中,分布率分别为6.81%、6.46%,分布在其他硅酸盐矿物中的硅含量较少。因此,精矿要降低SiO2含量不仅要脱除石英还需要脱除黏土、长石、云母、绿泥石等硅酸盐矿物,由于云母、绿泥石等硅酸盐矿物为弱磁性矿物,增加了梅山铁精矿降硅的难度。其他有害元素硫主要以独立矿物黄铁矿、磁黄铁矿的形式存在,磷主要以磷灰石的形式存在。5 结 语(1)梅山深部矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿、赤铁矿(含假象矿),含量分别为24.02%和19.42%,少量菱铁矿,含量为8.45%。脉石矿物主要为碳酸盐、黏土和石英,含量分别为16.92%、9.30%和9.12%,其他矿物含量较少,合计为12.77%。(2)对矿石中铁矿物和主要脉石矿物的单矿物化学成分进行MLA扫描电镜EDS和WDS分析,主要铁矿物磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿单矿物含铁量略低于理论值,分别为71.88%、68.75%和44.75%,这对铁精矿品位会有所影响。有用矿物磁铁矿、赤铁矿单矿物品位高,为铁精矿生产回收的主要目的矿物。(3)对深部矿石元素平衡计算可知,铁主要赋存在磁铁矿和赤铁矿(含假象矿)中,分布率为45.33%和35.56%,其次赋存在菱铁矿中,分布率为9.92%,其他矿物中分布较少。脉石矿物铁白云石和方解石含铁高造成选别时各工序尾矿中含铁品位较高。(4)矿石中有害元素硅主要赋存于石英和黏土、长石中,分布率分别为47.42%和37.55%,其次分布在云母、绿泥石中,分布率分别为6.81%、6.46%,分布在其他硅酸盐矿物中的硅含量较少。因此,梅山精矿要降低SiO2含量不仅要脱除石英还需要脱除黏土、长石、云母、绿泥石等硅酸盐矿物。参考文献[1] 张祖刚.梅山铁矿浮硫工艺回收率低的原因分析与对策[J].现代矿业,2017(1):145-148.[2] 张祖刚,毕兵兵,周 润,等.球磨机精确化装补球应用实践[J].现代矿业,2017(12):157-159.[3] 牛福生,张晋霞,刘淑贤,等.铁矿石选矿技术[M].北京:冶金工业出版社,2012.
文章来源:《矿物学报》 网址: http://www.kwxbzz.cn/qikandaodu/2020/1111/375.html
上一篇:酸浸法去除烟气脱硫活性焦中酸溶性矿物的研究
下一篇:煤中典型矿物在高温下演变规律