榴辉岩综合利用分选工艺试验

董风芝，徐 良

(1.山东理工大学 资源与环境工程学院，山东 淄博 255049；2.邹平钼业公司，山东 邹平 256200)

榴辉岩综合利用分选工艺试验

董风芝1，徐 良2

(1.山东理工大学 资源与环境工程学院，山东 淄博 255049；2.邹平钼业公司，山东 邹平 256200)

分选工艺是影响矿物分选指标的重要因素.在对山东某榴辉岩矿物性质深入研究的基础上，通过磨矿细度、摇床重选、强磁选、电选等工艺试验，确定合理的分选流程为：一次闭路磨矿，分级摇床重选，石榴石强磁选，强磁选中矿、尾矿合并到一起进行两次电选. 试验结果表明，该工艺流程可以获得四种精矿：石榴石品位94.36%、回收率79.95%；绿辉石品位79.89%、回收率96.00%；白云母品位94.11%、回收率91.92%；金红石品位85.72%、回收率37.05%. 仅产生1.44%的矿泥尾矿，实现了榴辉岩的综合利用.

榴辉岩；石榴石；金红石；工艺流程；综合利用

榴辉岩是一种变质岩，主要由石榴石和绿辉石组成，含有少量的金红石、云母、石英等. 石榴石、绿辉石可作为高级研磨材料、水处理的过滤介质、耐磨填料等，用途广泛[1-2]. 山东某榴辉岩矿储量丰富，研究其分选工艺，实现多种矿物的综合利用，有利于提高综合效益，促进该矿产资源的开发利用.

1 矿石性质

矿石以条带状构造为主，即由石榴石、绿辉石矿物分别聚集分布形成的带状构造，二者多呈相间排列；其次为块状构造，即由中粗粒绿辉石、石榴石以及少量的石英、白云母、金红石等矿物紧密组合而成. 矿石的结构以中细粒、不等粒粒状变晶结构为主，次为包含结构(绿辉石、石榴石颗粒中常包有金红石小颗粒).

根据x射线衍射仪及x射线荧光仪分析，榴辉岩的矿物组成、化学组成分别见表1、表2.

表1 矿石主要矿物组成分析结果 %

矿物石榴石绿辉石金红石石英白云母黄铁矿绿泥石含量25.850.61.95.614.70.50.3

表2 矿石多元素分析结果 %

成分TiO2TFeSiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2OMnO含量1.9714.0844.2713.8310.986.320.162.700.23

由表1矿物分析结果可知，矿石中主要矿物为石榴石、绿辉石，次要矿物为白云母、石英、金红石等.

石榴石属含镁、钙的铁铝榴石，是回收的主要目的矿物. 石榴石在矿石中常呈浸染状产出，局部较为密集而呈不规则团块状或似条带状. 肉眼下呈微带玫瑰红的红褐色，镜下为微带褐色的肉红色或淡红色，少数颗粒显不均匀的异常干涉色. 石榴石多呈不规则的粒状集合体，集合体粒度大多介于0.20mm～2.0mm之间.

绿辉石呈自形、半自形柱粒状，镜下浅绿、黄绿色.集合体呈不规则团块状，与石榴石紧密镶嵌，集合体中常有0.2mm～2.0mm，少数可达3.0mm左右.

金红石大多呈半自形粒状或不规则粒状，沿石榴石、绿辉石粒间及裂隙充填. 粒度变化较大，小者仅0.01mm左右，大者大于0.4mm，一般0.04～0.35mm.总的来看，矿石中金红石与石榴石的关系较为密切，除沿石榴石和绿辉石粒间及裂隙充填外，在部分石榴石内部亦偶见极为细小的粒状、针状金红石包裹.

白云母颜色为白色，主要以自形、半自形片状产出，呈脉状分布. 粒度主要集中在1～2.5mm之间，矿物颗粒较粗，明显大于其他矿物.

根据矿石性质，确定分选产品方案为金红石、石榴石、绿辉石、白云母精粉. 分选工艺采用重选、磁选、电选联合工艺[2-4].

2 磨矿试验

矿样用颚式破碎机粉碎，再用2mm筛子筛分，筛上粗物料返回破碎机继续粉碎，直至所有物料均通过2mm筛孔. 用堆锥法混匀备用.

磨矿在XMCQ180×200锥形球磨机中进行，磨矿浓度70%，采用模拟闭路磨矿的方式：入磨物料先用0.25mm标准筛筛分，筛上物进球磨机进行磨矿，磨矿10min后用0.25mm标准筛筛分，筛上物返回磨机继续磨矿，经多次磨矿筛分循环，最终使所有物料均通过0.25mm标准筛，物料最终细度为小于0.075mm占45.02%. 磨后的物料在显微镜下观察，石榴石、绿辉石的单体解离度均在80%左右.

3 摇床重选试验

根据石榴石、金红石、绿辉石、白云母的矿物性质，采用摇床重选工艺可以实现良好的分离[4-5]. 将磨后的物料用0.12mm标准筛筛分，分成0.12～0.25mm和0～0.12mm两部分，分别用摇床进行分选. 针对不同物料细度分别设置不同的摇床工艺参数，以提高分选效果. 摇床分选结果见表3.

表3 摇床分选指标 %

粒级/mm产率产物主要矿物产率品位回收率0.12～0.2533.75精矿石榴石9.3587.2231.61中矿绿辉石25.7576.3838.87尾矿白云母5.839537.680～0.1266.25精矿石榴石13.3694.2448.80中矿1绿辉石35.0582.4757.13中矿2白云母9.229754.24尾矿矿泥1.44--

将粗、细两种原矿分选所得相同矿物产品合并，得石榴石、绿辉石、白云母三种精矿产品，综合指标见表4.

表4 摇床分选综合精矿指标 %

产品石榴石绿辉石白云母产率22.7160.8015.05品位91.3579.8994.11回收率80.4196.0091.92

从摇床试验结果看，石榴石、绿辉石、白云母精矿品位均达到了相关精矿产品质量要求，回收率也较高，但不能分离出金红石精矿产品. 由于金红石与石榴石密度相近，在摇床重选过程中金红石富集于石榴石精矿中. 经检测分析，石榴石综合精矿中TiO2含量为6.40%，回收率为73.78%.石榴石精矿产品的化学分析结果见表5.

表5 石榴石精矿化学分析结果 %

成分SiO2Fe2O3Al2O3CaOTiO2Na2O含量35.4220.6322.999.066.401.08

4 回收金红石试验

榴辉岩原矿中含有1.97%的TiO2，具有较高回收利用价值. 由于石榴石与金红石有一定的磁性、电性差异，所以可以采用强磁选对摇床重选的石榴石精矿进一步分选，分离出金红石，再采用电选获取合格金红石精矿[6].

4.1 石榴石强磁选试验

石榴石具有弱磁性，金红石磁性更弱，可用强磁选分离这两种矿物，并可进一步提纯石榴石精矿. 采用SLon高梯度强磁选机分选，磁场强度1特斯拉，分选出68.34%的精矿，24.70%的中矿，6.96%的尾矿.强磁选精矿为石榴石. 中矿、尾矿中金红石品位分别为6.13%和32.52%，但远未达到精矿质量要求，说明金红石多以与石榴石多以连生体形式存在，通过强磁选无法获得金红石精矿.

4.2 电选试验

由于石榴石、金红石导电性有差异，所以可以通过电选分选出金红石精矿. 强磁选精矿中TiO2品位比较低，仅为0.58%，所以只对石榴石强磁选的中矿、尾矿合并进行烘干、电选. 强磁选的中矿、尾矿合并后，TiO2品位为11.93%，回收率为43.55%.

电选试验条件：电压50 kV，物料入选温度80℃. 电选精矿磨细至0.075mm以下，再进行一次精选. 分选结果见表6.

表6 电选金红石精矿指标 %

产率品位回收率作业回收率一次电选精矿1.2164.3039.6491.02二次电选精矿0.8585.7237.0593.47

由表6可见，电选可以获得金红石精矿，但一次电选精矿品位不够高；二次电选精矿品位达到了标准要求，说明了精矿再磨再选的必要性. 损失的金红石主要是在石榴石、绿辉石精矿中的连生体，由于对石榴石、绿辉石精矿产品有一定的粒度要求，不能对所有物料细磨解离回收金红石，导致金红石精矿回收率偏低.

电选尾矿与强磁选精矿合并，作为最终石榴石产品，最终分选工艺流程见图1.

5 试验结论

(1)在小于0.075mm占45.02%磨矿细度下，该榴辉岩可以回收石榴石、绿辉石、白云母、金红石四种合格精矿产品，仅产生1.44%的矿泥尾矿，基本实现了无尾排放，资源综合利用率高.

图1 分选工艺流程

(2)采用闭路磨矿、分级摇床重选、强磁选、电选联合分选工艺，石榴石品位94.36%、回收率79.95%，绿辉石品位79.89%、回收率96.00%，白云母品位94.11%、回收率91.92%，金红石品位85.72%、回收率37.05%.

(3)大部分金红石由于连生或包裹在石榴石、绿辉石产品中，不能回收，所以金红石回收率偏低.

[1] 徐少康，徐子江. 苏北榴辉岩型金红石资源的综合利用[J]. 化工矿产地质，2009(3)：170-174.

[2] 魏健，张军，王丽，等. 山东某榴辉岩矿综合利用研究[J]. 有色金属(选矿部分)，2014(6)：59-61.

[3] 曲富军.榴辉岩资源综合开发试验研究[J]. 化工矿物与加工，2003(11)：4-6.

[4] 张裕书，杨耀辉，张少翔，等. 江苏某榴辉岩型金红石矿综合利用研究[J]. 化工矿物与加工，2012(6)：4-7.

[5] 余生根. 榴辉岩型金红石矿综合利用试验研究[J]. 矿产综合利用，2012(1)：24-27.

[6] 许时. 矿石可选性研究[M]. 2版. 北京：冶金工业出版社，2007.

(编辑：姚佳良)

Separation process of a eclogite for comprehensive utilization

DONG Feng-zhi1,XU Liang2

(1.School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China；2. Zouping Molybdenum Industry Company, Zouping 256200, China)

Separation process is one of the important factors affecting mineral separation index.Base on in-depth study in mineral properties for an eclogite in Shandong, we made experiments such as grinding fineness, gravity separation by tabling, strong magnetic separation and electric separation. The reasonable separation process includes a closed-circuit grinding, classification gravity separation by tabling, strong magnetic separation for garnet concentrate, and two electric separations for middling and tailing of strong magnetic separation. The test results show that the process can get four concentrates: garnet, omphacite, muscovite and rutile. Garnet grade was 94.36% and recovery rate was 79.95%. Omphacite grade was 79.89% and recovery rate was 96.00%. Muscovite grade was 94.11% and recovery rate was 91.92%. Rutile grade was 85.72% and recovery rate was 37.05%. Only 1.44% tailings were produced, and comprehensive utilization for the eclogite was realized.

eclogite; garnet; rutile; process flow; comprehensive utilization

2016-12-02

董风芝，男，dongfz@sdut.edu.cn

1672-6197(2017)05-0070-03

TD952

A