云南彌勒天裕中低品位磷塊巖工藝礦物學研究

龐建濤,楊紹彬,肖 喆,趙 雷

(云南磷化集團有限公司,云南 昆明 650600)

0 引 言

隨著云南國家級磷復肥基地的建成投產,優質磷礦的需求量將迅速增長,優質富礦的消耗速度將不斷加快,資源形勢將更為嚴峻,開發利用云南中低品位磷礦資源、支撐云南磷化工支柱產業經濟發展已迫在眉睫[1].

彌勒天裕磷資源儲量豐富,但高品位磷礦石不多,絕大數屬中低品位的磷塊巖,需要經過選礦才能利用.磷礦石的工藝礦物學研究主要為礦石的選別和化學加工提供基礎數據,對磷資源的評估、選礦工藝流程的確定等都起著基礎與先導的作用[2-3].

1 礦石的礦物組成特征

彌勒天裕磷礦礦石自然類型單一,僅有塊狀砂屑磷塊巖一種.根據彌勒天裕磷礦石化學多元素分析結果(表1),判定該區礦石工業類型為硅質磷塊巖[4].

表1 原礦化學多元素分析

由原礦化學多元素分析結果可以得出:試驗礦樣主要由膠磷礦、硅酸鹽和白云石礦物組成,褐鐵礦、粘土類等礦物含量較少.

礦石主要有用礦物以碎屑狀膠磷礦,團塊膠磷礦為主;脈石礦物主要有石英、玉髓、白云石,此外還有少量鐵泥質巖屑、長石、云母、電氣石等.利用Olympus BX51-P型偏光顯微鏡,采用過尺線測法,首先測定礦石中各礦物平均體積含量,然后依據比重計算礦石中各礦物平均重量百分比含量,各礦物重量百分含量見下表:

表2 各礦物在原礦中的含量

2 礦石主要元素的賦存狀態

2.1 不同粒級下主要考查組份分布、富集規律

先對原礦進行破碎至-1 mm,再讓其從大到小過不同粒度的篩,對不同粒級的礦石進行化學分析,其主要考查組份分布、富集規律如圖1,圖2.

圖1 P2O5、SiO2、CaO在不同粒級分布狀況

圖2 MgO、Fe2O3、Al2O3在不同粒級分布狀況

2.2 主要考查組份在礦石中的分配

表3為全層礦中主要考查組合在各礦物中的分配表.從表3可以看出,P2O5、CaO主要存在于膠磷礦之中,MgO、CO2主要存在于碳酸鹽礦物之中,SiO2主要存在于石英質礦物之中,Fe2O3主要存在于鐵碳質礦物之中,Al2O3主要存在于長石類礦物、粘土類礦物之中.

3 主要礦物的嵌布特征

3.1 膠磷礦

硅質磷塊巖中的膠磷礦主要呈不規則粒狀(凝膠狀、塊狀、內碎屑)產出(圖3).膠磷礦在單偏光下呈淺褐色～深褐色,正交偏光下全消光,而少量重結晶的膠磷礦呈現出碳氟磷灰石的晶體光學特征,正交偏光下呈Ⅰ級灰～灰白干涉色.

彌勒天裕中低品位磷塊巖屬細粒嵌布(圖4),粒度大于0.074 mm的約占67%,所以中低品位硅質膠磷礦磨礦粒度要足夠細,才能促使膠磷礦單體解離.

表3 全層礦中主要考查組分在各礦物中的分配表

圖3 膠磷礦(Clh)呈不規則粒狀嵌布,膠結物為白云石(Dol)

圖4 膠磷礦粒度分布直方圖

3.2 碳酸鹽礦物

本區礦石中,碳酸鹽礦物主要以白云石為主.顯微鏡下,白云石為不均勻的深灰色,淺土黃色,不規則粒狀集合體.閃突起,干涉色高級白(圖5).

圖5 白云石(Dol)膠結膠磷礦(Clh)

白云石呈細晶或微晶狀,嵌布較細(圖6),主要為膠磷礦的膠結物,粒度大于0.074 mm的約占39%.在選礦中要降低精礦中的MgO,就要盡可能多的除掉白云石.

圖6 白云石粒度分布直方圖

3.3 硅質礦物

本區中硅質礦物以石英為主,其次還有少量的玉髓.石英無色透明,呈不規則粒狀(圖7).薄片中玉髓無色透明,為隱晶質或非晶質微粒集合體,一般呈球粒狀,放射狀消光,折光率低于樹膠(圖8).

圖7 不規則粒膠磷礦(Clh)

圖8 球粒狀玉髓(Cln)

石英的嵌布也較細,粒度大于0.074 mm的約占36%,在選礦中,要想降硅,就得加大磨礦細度.

3.4 其他脈石礦物

本區膠磷礦中鐵碳質礦物含量較小,其礦物主要為褐鐵礦.經顯微鏡下觀測,發現鐵碳質礦物嵌布細小,呈分散分布,較小的顆粒多包裹于白云石之中(圖9).長石類礦物、粘土類礦物嵌布更小,主要以包裹的形式存在于膠磷礦和白云石之中.

圖9 鐵碳質礦物(Lm)

3.5 膠磷礦與脈石礦物的嵌布、嵌鑲關系

膠磷礦主要與白云石、石英、玉髓以及鋁硅酸鹽礦物毗連嵌鑲,脈石礦物呈膠結物狀嵌鑲在膠磷礦顆粒周圍(圖3),膠磷礦與石英界面相對平整,而與白云石呈港灣狀嵌鑲,界面彎曲,局部可見白云石交代膠磷礦的現象(圖5).膠磷礦中常包裹有粉砂級石英、白云石、粘土以及褐鐵礦,呈包裹型嵌鑲關系(圖3、圖5、圖8、圖9).

4 主要礦物的單體解離特征

通過對不同粒度磷塊巖粉體中膠磷礦的解離度進行測定,結果表明,膠磷礦主要與白云石、石英連生,少量與硅酸鹽及鐵碳質連生,還有少量的白云石、石英等礦物呈包裹體存在于膠磷礦之中.當礦石磨至-0.15 mm時,主要礦物的單體解離度見表4.

表4 主要礦物單體解離度表

5 結 語

a. 彌勒天裕中低品位磷塊巖工業類型為硅質磷塊巖,主要有用礦物為膠磷礦,脈石礦物為石英、玉髓、白云石,此外還有少量鐵泥質巖屑、長石、云母、電氣石等.

b. 當礦石磨至-1 mm時,膠磷礦向粗粒級富集,脈石礦物向細粒級富集.

c. 膠磷礦呈不規則粒狀產出,與白云石、石英連生,粒度大于0.074 mm的約占67%,屬細粒嵌布.脈石礦物嵌布細小或微小,粘土類礦物均為包裹體.

d. 礦石磨至-0.074 mm時,膠磷礦的單體解離度為93.28%;白云石的單體解離度為45.46%;石英的單體解離度為63.71%,解離性良好.

參考文獻:

[1]柏中能.對云南中低品位磷礦選礦的認識和建議[J].云南化工,2007,34(5):23-25.

[2]潘長云.云南磷礦資源及可持續利用對策研究[J].云南地質,2003,22(3):336-341.

[3]傅文章,洪秉信.工藝礦物學在選冶中的地位和作用[J].礦產綜合利用,1995(6):33-38.

[4]DZ/T 0209-2002.磷礦地質勘查規范[S].北京:地質出版社,2003:28.