攀西红格矿区橄辉岩型钒钛磁铁矿矿石性质研究及对选矿工艺的影响

惠博，杨耀辉

（中国地质科学院矿产综合利用研究所，中国地质调查局金属矿产资源综合利用技术研究中心，四川 成都 610041）

红格钒钛磁铁矿不仅是攀西四大矿区之最，也是国内目前最大的钒钛磁铁矿矿床。矿体赋存于海西早期形成的巨大层状—似层状中碱性—基性—超基性分异杂岩体中，岩浆分异作用好，属晚期岩浆结晶分异矿床[1-4]。矿体形成8 个相对独立的大中型矿区，其中路枯矿区岩体厚度大，各类含矿层齐全，矿体规模大，研究程度最高，该区即所称 “红格矿区”，又分为 “南矿区” 和 “北矿区”。矿床以中、贫矿石为主，伴生有益组分种类多，是以铁钛为主的综合性特大型多金属矿床，其铬、钴、镍、铜 及铂族元素含量比攀西地区同类型矿床的含量高[5-7]。本文样品取自红格南矿区，通过详细的工艺矿物学研究，查清了矿石的基本性质，为后续选矿工艺提出了建议。

1 物质组成

1.1 化学组成

利用X 射线荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）等方法对样品进行了化学分析（表1）。

表1 化学分析结果/%Table 1 Chemical analysis results

1.2 矿物组成

攀枝花四大矿区中，红格矿区占有非常重要的地位，其矿石类型的特殊性集中表现在其矿物组成中[8]。利用矿相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X 射线能谱探针（EDS）等手段对样品中的矿物类型和矿物含量进行了综合研究，并与其他矿区的贫矿Fe3 综合样矿物组成进行了对比[9]（表2）。

表2 矿物组成对比/%Table 2 Comparison of mineral composition

按照矿石自然类型的划分标准和脉石矿物中主要硅酸盐矿物的相对含量，判断本次试样为橄辉岩型钒钛磁铁矿矿石。试样中全铁含量为22.29%，TFe/TiO2=2.49，属于高钛型钒钛磁铁矿贫矿。

2 工艺粒度

矿物工艺粒度是选择选矿方法和制定工艺流程的重要依据，因此，必须对粒度进行精确的测量和统计[9]。对于攀枝花地区钒钛磁铁矿，选矿工艺中的目的矿物为钛磁铁矿、钛铁矿和硫化物。脉石矿物为被排除的矿物，据此，将矿石中的矿物划分为四类：钛磁铁矿、钛铁矿、硫化物和脉石矿物，由于红格矿区样品的特殊性，本次单独统计了脉石矿物中辉石和橄榄石的工艺粒度（表3）。

表3 样品中主要矿物的工艺粒度Table 3 Process particle size of main minerals in samples

3 矿物学特征

在矿相显微镜研究的基础上，通过扫描电镜和能谱探针对样品中的主要矿物钛磁铁矿、钛铁矿、辉石、橄榄石等进行了详细的结构和成分分析，以此来查明钒钛的主要载体矿物，及矿石中的有益组分和有害组分（图1、2）。

图1 钒钛磁铁矿组构分析（背散射图像）Fig. 1 Texture analysis of vanadium titano magnetite (Backscatter Image)

图2 主要矿物X 射线特征能量谱线Fig. 2 X-ray characteristic energy spectral lines of main minerals

3.1 钛磁铁矿

钛磁铁矿是主要含铁的工业矿物，亦是钛、钒、铬、镓等有益组分的载体。钛磁铁矿是由主晶矿物磁铁矿和各种出溶物钛铁矿、尖晶石、钛铁晶石组成的复合矿物，系固溶体分解作用所形成。通过扫描电子显微镜和能谱探针，对样品中的典型钛磁铁矿进行了分析，钛磁铁矿的固溶体分离结构由两部分构成，主晶磁铁矿和客晶钛铁矿，二者在空间上表现为钛铁矿穿插于磁铁矿内部，将磁铁矿 “分割”。钛磁铁矿中钛铁矿的含量决定了钛磁铁矿的理论品位。

4 矿石性质对选矿工艺的影响

矿石性质对选矿工艺具有非常重要的影响[10-11]。本次样品为典型的橄辉岩型矿石，矿石性质特殊，主要从两个方面影响选铁和浮钛作业。

一是橄辉岩型钒钛磁铁矿中非磁性矿物斜长石含量大大降低，导致各矿物间磁性差异缩小, 表现为弱磁抛尾作业率下降；选铁过程中进入精矿的杂质增加，从而夹带更多的强磁性矿物，如磁黄铁矿，进而影响铁精矿品位；由于斜长石含量大大降低了，因而无法通过抛除斜长石而提高钛的品位，强磁选钛作业效率降低。二是辉石和橄榄石易蚀变泥化，内部普遍含有磁性包裹体，如赤铁矿和磁铁矿，磁性增强。这将导致，选铁作业时，磁性较强的辉石和橄榄石颗粒会进入铁精矿；选铁尾矿强磁富集钛铁矿时，辉石、橄榄石和钛铁矿无法通过强磁作业被完全分离，从而一同进入浮选分离作业阶段；浮钛作业阶段，辉石和橄榄石本身的结构特征和蚀变特征使其容易泥化，从而影响本阶段钛的回收率。