安徽某露转井铁矿石工艺矿物学研究

杨召群 翟冰艳 尚超越 苏 康

（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）

我国作为最大的铁制品出口国和铁矿石进口国，铁矿资源是可持续发展的重要资源［1］。在房地产、基础建设、车辆等行业高速发展时期，对铁矿石的需求量也急剧增大［2-4］。但我国是一个富矿少、贫矿多的铁矿资源大国，97%的铁矿石品位低于30%，因此，我国在铁矿石资源开发上面临着巨大的压力［5］。

对于露天开采成本优势不断消失［6］的矿山，为高效、低成本开采剩余矿石资源，提高资源的利用率，部分矿山不得不转入地下开采阶段，了解这些转入地下开采的矿石的工艺矿物学特性，对矿石的高效处理具有重要的指导意义。

1 矿石性质

试验矿石为井下开采阶段的有代表性矿石，主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，主要矿物组成及含量见表3。

由表1 可以看出，矿石Fe 含量为36.29%，其他有价成分含量较低，不具备回收价值［7］；有害成分S 含量较低，P含量偏高。

由表2可以看出，矿石中的铁绝大部分以赤褐铁的形式存在，分布率为95.15%，其他铁分布率均较低。

由表3 可以看出，矿石中铁矿物主要为赤铁矿（含假象赤铁矿），其次为褐铁矿，菱铁矿、磁铁矿、黄铁矿等含量较低；脉石矿物主要为石英，含量为22.08%。

2 矿石的构造类型

矿石主要为块状和脉状构造。块状构造的矿石主要由灰黑色赤铁矿及浅色脉石矿物石英、长石组成（图1）；脉状构造的矿石主要由长石、石英、黏土等浅色脉石矿物组成，少量灰黑色赤铁矿呈脉状穿插其中（图2）。

3 矿石的工艺粒度

矿石中重要有价矿物的嵌布粒度是确定矿石磨矿工艺和磨矿细度的重要依据［7］。矿石中主要金属矿物赤铁矿、褐铁矿的工艺粒度分析结果见表4，主要非金属矿物工艺粒度分析结果见表5。

由表4 可以看出，粒径小于0.07 mm 的赤铁矿分布率为94.00%、小于0.03 mm 的分布率为77.86%、小于0.01 mm 的分布率为38.40%，属于细—微细粒范围；褐铁矿主要呈细粒分布，粒径小于0.07 mm 的分布率为88.25%。

由表5 可以看出，石英的嵌布粒度总体较细，但比赤铁矿、褐铁矿粗，粒径小于0.07 mm 的分布率为65.02%。

4 主要铁矿物嵌布特征

（1）赤铁矿。赤铁矿主要有以下产出形式：①主要呈细粒、微细粒浸染状或网脉状产出，与脉石矿物相互交织，紧密互嵌。粒径主要分布在5～30 μm，极难完全解离（图3、图4）。②一部分赤铁矿与褐铁矿和脉石矿物共生，颗粒形态为片状、不规则粒状（图5、图6）。③部分斑块状的赤铁矿中包裹少量的细粒脉石矿物，此类赤铁矿很难充分解离（图7）。④少量赤铁矿呈鲕状与脉石矿物紧密互嵌（图8）。⑤少量赤铁矿交代磁铁矿形成半假象矿并呈斑状嵌布（图9）。

（2）褐铁矿。褐铁矿是矿石中的次要铁矿物，它不以单一矿物的形式存在，而是以针铁矿、纤铁矿、细粒石英、锰的氧化物和黏土物质等混合物的形式存在［8］。褐铁矿主要与赤铁矿共生，以包裹细粒脉石的斑状颗粒形式产出（图10），部分褐铁矿颗粒中分布大量呈网眼，与赤铁矿共生，网眼中充填脉石矿物（图11）。

5 铁硅磷的赋存状态及平衡计算

（1）铁。为了最大程度利用矿石中的铁，需对其赋存状态进行研究，并进行平衡计算，配分结果见表6，铁的平衡系数为0.998。

注：磁铁矿、黄铁矿含量较少，均采用理论品位计算。

由表6 可以看出，绝大多数铁赋存在赤铁矿中，铁分布率为85.58%；赋存在褐铁矿中的铁分布率为9.80%，其他铁矿物中赋存少量至微量的铁，其他矿物中铁的分布率极低。

（2）硅、磷。矿石中的硅磷是影响分选、降低冶炼效率的有害成分，研究二者的赋存状态，可为后续选矿过程中去除提供依据。矿石中硅的平衡计算、配分结果见表7，硅的平衡系数为1.042；磷的平衡计算、配分结果见表8，磷的平衡系数为0.984。

由表7 可以看出，硅主要赋存在石英中，分布率为66.97%，其次赋存在黏土、钠长石和钾长石中，分布率分别为9.88%、7.98%和6.41%，少量赋存在绿泥石、云母和角闪石中，其他矿物不含硅。

由表8 可以看出，磷主要赋存在磷灰石中，分布率为90.32%，其次赋存在褐铁矿中，分布率为9.68%，其他矿物不含磷。

6 结论

（1）矿石的有价成分铁含量为36.29%，有害成分硫、磷含量分别为0.07%和0.63%，矿石中的重点可选矿物赤铁矿含量为45.20%。

（2）矿石中的赤铁矿粒径极细，94.00%的颗粒粒径小于0.07 mm、38.40%的颗粒粒径小于0.01 mm；石英的粒径总体较小，但比赤铁矿、褐铁矿粗，粒径小于0.07 mm的颗粒分布率为65.02%。

（3）赤铁矿产出形式主要为细粒、微细粒，颗粒形态表现为片状、不规则状、鲕状、斑状颗粒，常与脉石矿物共生，部分与褐铁矿共生；赤铁矿的共生形式包括浸染状、网脉状、斑状、粒状、包裹状互嵌，少量交代磁铁矿形成半假象矿。

（4）有价成分铁主要赋存在赤铁矿中，分布率为85.58%，其次赋存在褐铁矿中，分布率为9.80%，硅主要赋存在石英中，磷主要赋存在磷灰石中。