安徽省某铁矿工艺矿物学研究

2022-06-28邹宗彬邓秀兰黄秋菊3

现代矿业 2022年5期

邹宗彬苏康邓秀兰黄秋菊3

（1.安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

碱金属含量是衡量铁精矿质量的重要指标之一［1］。铁精矿中碱金属含量超标，会对高炉生产带来诸多危害［2］。一方面碱金属含量过高会引起球炉壁结瘤、腐蚀炉衬、降低高炉寿命等；另一方面碱金属会恶化焦炭冶金性能，对还原性、还原粉化率、烧结矿软熔性能和球团矿都有一定的影响［3］。因此，选取南山矿业公司某选矿厂的入选原矿进行样品性质研究，查明有益、有害元素及含量，查明主要含钾、钠矿物的种类、含量及其赋存状态，为矿业公司后期选矿试验提供技术参考依据。

1 矿样性质

1.1 化学成分

取一部分缩分的原矿样进行化学成分分析，由结果（表1）可知，原矿中Na2O 及K2O 含量分别为2.28%，1.29%，全铁品位为22.16%。

表1 原矿多元素分析结果%

1.2 矿物组成及含量

采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、布鲁克能谱（EDS）、MLA 等测试分析手段，对矿样进行定性、定量分析，结果见表2。

由表2 可知，矿样中的主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿（含假象赤铁矿）、黄铁矿、菱铁矿等，磁铁矿含量最高，为20.48%；非金属矿物中钠长石含量最高，为20.02%，其次为黑云母、石英、黏土等。

2 工艺粒度分析

对矿样中主要的含钠、钾矿物钠长石、钾长石和黑云母进行工艺粒度分析，结果见表3。由表3可知，钠长石、钾长石的嵌布粒度总体较粗，在+0.07 mm 粒级中的分布率为69.74%，黑云母的嵌布粒度相对较细，在+0.07 mm粒级中的分布率为43.71%。

表3 原矿主要含钠、钾矿物粒度分布范围

3 矿石结构构造

原矿矿石主要呈灰白～灰黑色，主要有块状构造及角砾状构造2 种（图1）。经显微镜下观察，矿石主要结构包括交代残余结构、斑状结构、片状结构、鳞片状结构、浸染状结构、粒状结构、细脉结构等。

4 主要矿物嵌布特征及共生关系

对主要非金属矿物长石、黑云母、黏土、角闪石、石英、绿泥石及碳酸盐矿物嵌布特征进行研究，研究结果表明，原矿中的长石主要为钠长石，少量为钾长石，偶见钙长石。钠长石为主要的含钠矿物，是元素Na 的主要载体，钾长石为原矿中主要的含钾矿物之一。矿石中的长石主要有3种产出形式：①长石主要呈自形晶板状与铁矿物共生嵌布，有时黑云母也嵌布其中；②部分长石呈斑状嵌布，其中包含细粒铁矿物，且长石表面部分发生黏土化和绿泥石化；③部分长石表面发生绿泥石化，并与铁矿物、磷灰石共生嵌布［4］。主要矿物嵌布特征见图2。

矿石中的黑云母为原矿中主要的含钾矿物之一，黑云母主要呈不规则片状集合体嵌布（图3a），常与铁矿物和石英紧密共生，不易解离，有时黑云母与长石等其他矿物共生嵌布［5］。矿石中的石英一般呈不规则粒状集合体嵌布，常与铁矿物、长石、黑云母等共生（图3a）。黏土矿物为原矿中次要的含钾矿物，矿石中的黏土矿物主要为高岭石，多数由长石次生蚀变而形成，一般呈鳞片状叠置集合体嵌布，其中浸染细粒铁矿物（图3b）。

角闪石为原矿中的含钠矿物之一。矿石中的角闪石主要为阳起石，少量为透闪石。阳起石一般呈纤维状集合体与长石、铁矿物共生嵌布（图3c），且阳起石常常部分蚀变为绿泥石［6］。透闪石主要呈纤维状、放射状集合体嵌布（图3d）。矿石中的绿泥石主要由长石、阳起石蚀变而形成，绿泥石一般呈片状集合体嵌布，并与铁矿物、长石紧密共生（图3e）。碳酸盐矿物主要为铁白云石、菱铁矿和方解石，主要呈粒状集合体嵌布，并与铁矿物紧密共生（图3f）。

对主要金属矿物磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿嵌布特征进行研究表明，磁铁矿是矿石中的主要有用铁矿物。磁铁矿主要呈自形、半自形粒状嵌于脉石矿物中（图4a），磁铁矿部分常被赤铁矿交代形成半假象矿，并与黄铁矿、脉石矿物共生嵌布（图4b），少量磁铁矿呈致密集合体，裂开处被脉石矿物充填。赤铁矿为原矿中的次要铁矿物，主要为次生假象矿，少量为原生矿（图4c）。黄铁矿为原矿中主要的含硫矿物，一般呈粒状或斑状嵌布（图4d），常与脉石矿物、磁铁矿等共生。