青海某石英岩型石墨工艺矿物学研究

2020-07-30陈攀熊馨刘玉川应永朋

科技视界 2020年16期

关键词：矿物学脉石细小

陈攀熊馨刘玉川应永朋

摘要

通过对青海省某石英岩型石墨矿进行工艺矿物学研究，查明了矿石中石墨的赋存状态，并就影响选矿指标的矿物学因素进行分析。工艺矿物学研究结果表明，该石墨矿属于微细粒鳞片状石墨，单体解离难度大，选别过程需要细磨和多次精选。

关键词

鳞片石墨;工艺矿物学;石墨的赋存状态;石英

中图分类号： TD97 文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.113

0 前言

石墨作为重要的非金属矿产资源，由于其特殊的碳原子sp2杂化方式与层状结构，使其具有耐高温性、抗热震性、导电导热性、润滑性、化学稳定性、密封性等众多的优异性能[1]，被广泛应用于冶金、机械、化工、电子、轻工、航天和核工业等领域。中国石墨资源储量位居世界第一，约为世界总量的77%，达到5500万t。石墨是“十三五”规划的战略资源，也是我国的优势矿种。本文通过对青海省某石英岩型石墨矿进行工艺矿物学研究，全面了解了该矿石的化学组成、矿物组成及相对含量、矿石的结构构造、矿石类型以及目的矿物石墨的赋存状态和嵌布粒度，为该地区石墨矿的可选性研究与综合利用提供了必要的基础[2]。

1 矿石工艺矿物学研究

1.1 矿石化学成分

原矿化学多项分析结果见表1。

1.2 矿石的矿物组成及相对含量

矿石中主要金属矿物为磁铁矿和黄铁矿，其次含少量褐铁矿。非金属矿物为石墨。主要脉石矿物为石英、云母类、斜长石和方解石等。矿石中主要矿物相对含量见表2。

2 矿石矿物组成特征

2.1 矿石的结构构造

2.1.1 矿石的结构

他形粒状结构：矿石中脉石矿物石英、方解石及少量金属矿物磁铁矿、黄铁矿在岩石中呈他形粒状结构，构成岩石的半自形-他形粒状结构。自形粒状结构：矿石中个别黄铁矿呈自形的四边形晶，构成岩石的自形粒状结构。显微细小鳞片状、纤维状结构：矿石中石墨呈显微细小鳞片状、鳞片状、纤维状，构成岩石的显微细小鳞片状、纤维状结构。隐晶质结构：矿石中部分石墨粒度极为细小，呈隐晶质土状石墨集合体，构成岩石的隐晶质结构。揉皱结构：部分岩石中石墨鳞片受后期动力作用影响，发生塑性变形，弯曲成褶曲状，构成岩石的揉皱结构。交代结构：部分矿石中黄铁矿后期轻微被少量褐铁矿交代，有些石英内部被云母类交代穿插，构成岩石的交代结构。

2.1.2 矿石的构造

细脉状构造：部分岩石中石墨沿岩石定向构造分布，构成岩石的细脉状构造。稀疏浸染状构造：部分矿石中石墨呈稀疏浸染状分布，构成岩石的稀疏浸染状构造。星点状构造：岩石中磁铁矿与黄铁矿含量较少，在岩石中呈星点状零星分布，构成岩石的星点状构造[3]。

2.2 矿石中石墨的嵌布特征

矿石中石墨的平均含量在8%。呈弯曲的针片状、显微细小鳞片状、纤维状，或隐晶质的土状石墨集合体等，多以显微细小鳞片状集合体形式产出，沿岩石片理分布，具定向性，石墨与脉石矿物的接触关系较为简单，呈稀疏浸染状、条带状分布于脉石矿物中或脉石矿物之间。受后期动力作用影响，部分石墨弯折比较明显，与脉石矿物呈港湾状接触。颗粒内夹杂其他矿物较少，基本未见[4]。根据线测法，在显微镜下统计石墨鳞片的片径，得到石墨的嵌布粒度特征，统计结果见表3。

由表3可知，石墨鳞片主要分布在-0.013 mm粒级，分布率高达87.05%。表明该石墨矿中石墨鳞片粒径整体非常细小，仅极少量细小鳞片状石墨。若要提高固定碳含量的同时保证较高的回收率，必须增加磨矿细度使石墨鳞片充分解离。

2.3 铁矿

矿石中铁矿物主要为少量磁铁矿和微量的黄铁矿，其次含褐铁矿。其中磁铁矿在岩石中主要呈他形不规则粒状，粒度大小一般在0.01mm-0.10mm之间，部分<0.01mm呈针点状出现，零星分布于石墨间隙或脉石矿物中。黄铁矿在岩石中多呈他形粒状，个别呈较自形的四边形切面，粒度极为细小，岩石中局部偶见。褐铁矿主要交代黄铁矿产出，局部偶见于黄铁矿边缘，含量极少。

2.4 石英

矿石中石英主要呈他形不规则粒状产出，粒度大小在：0.03mm-1.00mm之间，内部干净无蚀变，部分内部被纤维细小鳞片状云母穿插交代，彼此之间紧密镶嵌状分布。

2.5 云母类

矿石中云母主要为细小鳞片状绢云母及少量白云母，主要呈细小鳞片状、鳞片状集合体分布于石英、斜长石间隙，部分穿插进石英、斜长石中。

2.6 其他脉石矿物

矿石中还有一些斜长石、方解石，呈他形不规则粒状或微粒集合体状，零星散状分布于石英间隙。

3 矿石中影响选矿指标的矿物学因素

1）矿石中石墨嵌布粒度极为细小，大部分石墨在-0.013 mm粒级，完全单体解离难度极大，需细磨和多次精选，极易损失在尾矿中，对石墨的回收产生很大影响。

2）矿石中矿物种类较少，但脉石矿物中含有较多的云母类矿物，其具有较好的浮游性能，在浮选过程中需加强抑制[5]。

4 结论

1）矿石中总碳含量为9.11%，固定碳含量为8.86%，其大部分以石墨的形式产出，矿石中金属矿物主要有磁铁矿和黄铁矿，脉石矿物为石英、云母类、斜长石及方解石等。

2）矿石中石墨嵌布粒度较为细小，大部分石墨粒度在-0.013mm粒级，单体解离困难，回收难度较大。此外由于脉石矿物中含有部分云母类矿物，因此在浮选过程中需加强抑制。