河北某铁尾矿工艺矿物学研究

王亚琴

(中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司)

随着钢铁工业的迅速发展，铁矿石在工业上的应用逐年增加，其开采量也随之剧增，但我国铁矿石品位普遍较低，需经过选矿加工后才能作为冶炼原料，产出大量的尾矿，尾矿堆存于尾矿坝中不仅占用大量土地，还会危害周边的生态环境。为给河北某铁尾矿综合利用提供技术依据，对其进行了工艺矿物学研究。

1 试样物质组成

1.1 试样化学成分分析

试样化学成分分析结果见表1。

表1 试样化学多元素分析结果 %

从表1可以看出，试样主要有用元素为铁，试样SiO2、Al2O3的含量相对较高，尤其SiO2含量达62.62%，选矿过程中应当注意脱硅。

1.2 试样矿物组成

试样XRD分析结果见图1所示。

图1表明，试样主要铁矿物为磁铁矿和赤铁矿，而主要脉石矿物为石英、正长石、铁云母、浊沸石等。

图1 XRD物相分析结果

1.3 试样铁物相分析

试样铁的化学物相分析结果见表2。

表2表明：试样赤(褐)铁矿中铁含量为6.21%，铁占有率为54.67%；磁性铁含量为1.79%，铁占有率为15.76%；碳酸铁中铁含量为2.17%，铁占有率为19.10%。试样主要回收对象为赤(褐)铁矿、磁铁矿和菱铁矿。

表2 铁化学物相分析结果 %

2 试样主要铁矿物产出特征

2.1 赤铁矿

赤铁矿主要以细微粒的粒状、鳞片状、针状产出，呈稀疏浸染状、稠密浸染状和细粒状集合体分布在脉石中(图2、图3)，赤铁矿晶体粒度极细小，集合体较粗大，但集合体中夹杂较多微细粒的脉石矿物。部分赤铁矿以隐晶质的土状产出(图4)，有的隐晶质赤铁矿吸附在脉石矿物中，呈铁染状分布。少量赤铁矿以板状、片状和脉状产出(图5)。赤铁矿常充填在磁铁矿的边缘和粒间，在赤铁矿集合体中有磁铁矿嵌布(图3)。

图2 赤铁矿以细小的粒状、鳞片状分布在脉石中

图3 赤铁矿以细粒状集合体形式产出，磁铁矿嵌布在赤铁矿集合体中

图4 赤铁矿以鳞片状和土状产出，磁铁矿以粒状产出，包裹土状赤铁矿

图5 赤铁矿以自形板片状产出，磁铁矿被赤铁矿沿粒间充填胶结

2.2 磁铁矿

矿石中磁铁矿多以自形、半自形粒状产出，浸染分布在脉石中和嵌布在赤铁矿的集合体中(图3、图6)，以中细粒嵌布为主，粒度较均匀。磁铁矿与赤铁矿的嵌布关系较密切，常见磁铁矿嵌布在赤铁矿集合体中，在磁铁矿的空隙中有土状的赤铁矿充填(图4)。

图6 磁铁矿以细粒浸染状分布在脉石中

3 主要矿物浸染粒度

对试样主要欲回收铁矿物磁铁矿和赤铁矿进行粒度测定，结果见表3。

表3 主要矿物粒度统计结果

从表3可见：磁铁矿在0.075 mm以上粒级中的分布率为15.93%，在0.037 mm以下粒级中的分布率为29.88%，磁铁矿的浸染粒度以细粒嵌布为主，粗细较均匀；未见有大于0.053 mm的赤铁矿颗粒，在0.037 mm以下粒级中的分布率为94.54%，其中68.69%分布在0.01 mm以下粒级中，赤铁矿以细微粒嵌布为主，赤铁矿难以单体解离。

4 主要铁矿物单体解离度

赤铁矿和磁铁矿为矿石中的主要铁氧化物，且为主要回收矿物，对其进行解离度考察，主要铁矿物解离度考察结果见表4。

表4 主要铁矿物解离度考察结果 %

注：Ht—赤铁矿；Mt-—磁铁矿；Py—黄铁矿；G—脉石矿物

由表4可见，样品中未见有单体赤铁矿，86.75%(86.50%+0.25%)的赤铁矿与磁铁矿和脉石矿物连生，13.25%的赤铁矿与脉石矿物连生；磁铁矿单体解离度很低，仅有2.30%的磁铁矿单体，78.56%(78.21%+0.35%)的磁铁矿与赤铁矿和脉石矿物连生，19.14%的磁铁矿与脉石矿物连生。镜下观察发现，赤铁矿主要呈细微粒分布在脉石中，磁铁矿以细粒状分布赤铁矿的集合体和脉石中。

5 结 论

(1)河北某铁尾矿金属矿物主要有赤铁矿和磁铁矿，少量铁存在于硫化铁中，主要脉石矿物为石英。

(2)赤铁矿主要呈微粒状、鳞片状、针状及和隐晶质的土状分布，另外还有一些隐晶质的赤铁矿吸附在脉石矿物中。赤铁矿的粒度极细小，大部分为微量级的，无法单体解离，赤铁矿集合体的粒度较粗大，但集合体中夹杂较多的脉石矿物，这些脉石矿物粒度极细小，无法从赤铁矿中解离出去，所以赤铁矿很难回收。

(3)磁铁矿主要呈自形、半自形粒状产出，粒度较细小均匀，嵌布关系较简单，相对容易单体解离，但磁铁矿含量低，试样中铁较难回收。