工艺矿物学在矿物加工中的应用

2016-09-06云南磷化集团有限公司安宁矿业分公司云南安宁650300

地球 2016年1期

■付　磊（云南磷化集团有限公司安宁矿业分公司云南安宁650300）

工艺矿物学在矿物加工中的应用

■付磊
（云南磷化集团有限公司安宁矿业分公司云南安宁650300）

工艺矿物学主要以进行选矿加工的矿石作为研究对象，在矿物加工中具有十分重要的作用，能为加工流程提供矿物组成、粒度值、含量、脉石嵌布、解离度等基本信息。本文从阐述工艺矿物学与矿物加工的基本概述入手，分析了工艺矿物学在矿物加工中的应用途径，以期能促进我国矿物加工工程可持续发展。

工艺矿物学矿物加工应用研究

随着工业生产迅猛发展，矿物资源储备逐渐减少，因此，如何将大量低品位、细粒度以及共生组合复杂的矿物进行综合利用，是目前我国矿物加工工程所要面临的主要问题。一方面，矿物加工对选矿质量标准日益提升，这就为选矿行业提出了更高的技术要求，而选矿技术要进步离不开工艺矿物学的依托。另一方面，工艺矿物学所研究的矿物组成、原料、元素状态、粒度值以及单体解离度等方面都为矿物加工中分选工作提供了关键的技术支持。

1　工艺矿物学和矿物加工概述

1.1工艺矿物学概念

主要研究矿物原料加工过程中产生的矿物学问题，以便于确定矿物加工过程中矿物的行为规律，为矿物分析、预测、控制等环节提供数据和理论依据，对实现矿物资源的合理利用起到了促进作用，是对矿物加工研究和工业冶炼进行指导的基础性工作。在矿物加工的各个领域都涉及到工艺矿物学，例如采矿、选矿、冶金等等。例如选矿相关的研究内容主要包括研究矿石的物质组成（化学成分、矿物组成）、结构构造、元素赋存状态、粒度特性、单体解离性以及工艺特性和综合工艺性能等等，主要研究分析方法诸如显微镜分析、仪器分析（电子探针、红外光谱）、等等。

1.2矿物加工

矿物加工是研究矿物分离的一门应用技术，其主要目的是将脉石（无用矿物）和有用矿物进行分离，通过重选、磁选、浮选等方法将品位低的原矿富集成为人造富矿，为下一步冶炼工作做好准备。

2　工艺矿物学在矿物加工中的应用

2.1工艺矿物学对矿物加工工艺流程的指导应用

首先要对矿物样本进行化学组成分析，以云南某磷矿为例，矿物样本主要化学成分质量分数如下：F为2.04%、Al2O3为1.48%、SiO2为7.41%、MgO为4.72%、CaO为41.9%、Fe2O3为1.12%、P2O5为26.3%。对原矿进行元素分析能清楚的指导化学组成，但无法对其在矿物中的分布规律和存在形态进行全面了解。因此还需要对矿物中的元素赋存形态进行考察，结果如表1所示。

从表中可看出，胶磷矿中几乎赋存了全部的P2O5，而对选矿质量造成影响的MgO、Fe2O3以及Al2O3则分别大量赋存与碳酸盐矿物、铁碳质矿物和粘土云母类矿物中。因此，制药选去大部分碳酸盐矿物就能很好的满足浮选精矿的要求标准。

对矿物的赋存形态进行研究是工艺矿物学在矿物加工中应用的基础，通过研究矿物的元素赋存形态，能清晰的查明主要化学组成在矿物中的分布规律和存在形式，对制定合适的选矿工艺和方案具有十分重要的意义。

2.2工艺矿物学对浮选磨矿细度确定的指导应用

在浮选前进行磨矿作业是一项关键内容，其主要目的是解离矿石中的矿物，并将矿石粒度磨到适用于浮选的标准。具体可根据矿物嵌布粒度特征以及进行单体解离度测定，可将磨矿细度初步计算出来。可采用过尺线测法和显微镜分析法统计原矿石中胶磷矿的嵌布粒度，并将最小粒度确定为0.0392mm，在-0.074~0.045mm的范围内用直线法对主要矿物的单体解离度进行测量。通过测量可知，胶磷矿为中粒度嵌布，且矿物单体解离度较好，不需要进行高标准的磨矿作业，细度即可达到浮选标准，因此可将磨矿细度-0.074mm确定在60%左右。

2.3工艺矿物学对磷矿加工的辅助应用

磷矿加工方法可分为两种，一种为无机酸分解法，也就是通常所谓的湿法和酸法加工；另一种是热能分解法，即热法。通常情况下，湿法加工对矿石的质量要求要比热法高。例如对矿石中P O的品位要求高，最好是在30%以上，且MgO和P O的质量比要＜3.5%。而热法加工对矿石品位要求相对于湿法而言要显得宽松，P O的品位高于24%即可，但硅钙比例最好达到合适的要求。通过对矿石进行工艺矿物学研究，能得出矿石品位与脉石矿物的基本信息，从而为磷矿加工提供了一定的科学依据和辅助作用。例如可根据工艺矿物学研究结果，合理选择磷矿的加工方法，实现分类、分级利用，品位高的磷矿使用湿法加工，用于生产湿法酸，而品位较低的磷矿则使用热法加工，主要用于生产磷肥、黄磷，此外对于品味高的磷矿也可直接浮选，得到磷精矿，以满足高标准的加工需求，实现磷矿资源的综合利用。