工藝礦物學在礦物加工中的應用

■付　磊（云南磷化集團有限公司安寧礦業分公司云南安寧650300）

工藝礦物學在礦物加工中的應用

■付磊
（云南磷化集團有限公司安寧礦業分公司云南安寧650300）

工藝礦物學主要以進行選礦加工的礦石作為研究對象，在礦物加工中具有十分重要的作用，能為加工流程提供礦物組成、粒度值、含量、脈石嵌布、解離度等基本信息。本文從闡述工藝礦物學與礦物加工的基本概述入手，分析了工藝礦物學在礦物加工中的應用途徑，以期能促進我國礦物加工工程可持續發展。

工藝礦物學礦物加工應用研究

隨著工業生產迅猛發展，礦物資源儲備逐漸減少，因此，如何將大量低品位、細粒度以及共生組合復雜的礦物進行綜合利用，是目前我國礦物加工工程所要面臨的主要問題。一方面，礦物加工對選礦質量標準日益提升，這就為選礦行業提出了更高的技術要求，而選礦技術要進步離不開工藝礦物學的依托。另一方面，工藝礦物學所研究的礦物組成、原料、元素狀態、粒度值以及單體解離度等方面都為礦物加工中分選工作提供了關鍵的技術支持。

1　工藝礦物學和礦物加工概述

1.1工藝礦物學概念

主要研究礦物原料加工過程中產生的礦物學問題，以便于確定礦物加工過程中礦物的行為規律，為礦物分析、預測、控制等環節提供數據和理論依據，對實現礦物資源的合理利用起到了促進作用，是對礦物加工研究和工業冶煉進行指導的基礎性工作。在礦物加工的各個領域都涉及到工藝礦物學，例如采礦、選礦、冶金等等。例如選礦相關的研究內容主要包括研究礦石的物質組成（化學成分、礦物組成）、結構構造、元素賦存狀態、粒度特性、單體解離性以及工藝特性和綜合工藝性能等等，主要研究分析方法諸如顯微鏡分析、儀器分析（電子探針、紅外光譜）、等等。

1.2礦物加工

礦物加工是研究礦物分離的一門應用技術，其主要目的是將脈石（無用礦物）和有用礦物進行分離，通過重選、磁選、浮選等方法將品位低的原礦富集成為人造富礦，為下一步冶煉工作做好準備。

2　工藝礦物學在礦物加工中的應用

2.1工藝礦物學對礦物加工工藝流程的指導應用

首先要對礦物樣本進行化學組成分析，以云南某磷礦為例，礦物樣本主要化學成分質量分數如下：F為2.04%、Al2O3為1.48%、SiO2為7.41%、MgO為4.72%、CaO為41.9%、Fe2O3為1.12%、P2O5為26.3%。對原礦進行元素分析能清楚的指導化學組成，但無法對其在礦物中的分布規律和存在形態進行全面了解。因此還需要對礦物中的元素賦存形態進行考察，結果如表1所示。

從表中可看出，膠磷礦中幾乎賦存了全部的P2O5，而對選礦質量造成影響的MgO、Fe2O3以及Al2O3則分別大量賦存與碳酸鹽礦物、鐵碳質礦物和粘土云母類礦物中。因此，制藥選去大部分碳酸鹽礦物就能很好的滿足浮選精礦的要求標準。

對礦物的賦存形態進行研究是工藝礦物學在礦物加工中應用的基礎，通過研究礦物的元素賦存形態，能清晰的查明主要化學組成在礦物中的分布規律和存在形式，對制定合適的選礦工藝和方案具有十分重要的意義。

2.2工藝礦物學對浮選磨礦細度確定的指導應用

在浮選前進行磨礦作業是一項關鍵內容，其主要目的是解離礦石中的礦物，并將礦石粒度磨到適用于浮選的標準。具體可根據礦物嵌布粒度特征以及進行單體解離度測定，可將磨礦細度初步計算出來。可采用過尺線測法和顯微鏡分析法統計原礦石中膠磷礦的嵌布粒度，并將最小粒度確定為0.0392mm，在-0.074~0.045mm的范圍內用直線法對主要礦物的單體解離度進行測量。通過測量可知，膠磷礦為中粒度嵌布，且礦物單體解離度較好，不需要進行高標準的磨礦作業，細度即可達到浮選標準，因此可將磨礦細度-0.074mm確定在60%左右。

2.3工藝礦物學對磷礦加工的輔助應用

磷礦加工方法可分為兩種，一種為無機酸分解法，也就是通常所謂的濕法和酸法加工；另一種是熱能分解法，即熱法。通常情況下，濕法加工對礦石的質量要求要比熱法高。例如對礦石中P O的品位要求高，最好是在30%以上，且MgO和P O的質量比要＜3.5%。而熱法加工對礦石品位要求相對于濕法而言要顯得寬松，P O的品位高于24%即可，但硅鈣比例最好達到合適的要求。通過對礦石進行工藝礦物學研究，能得出礦石品位與脈石礦物的基本信息，從而為磷礦加工提供了一定的科學依據和輔助作用。例如可根據工藝礦物學研究結果，合理選擇磷礦的加工方法，實現分類、分級利用，品位高的磷礦使用濕法加工，用于生產濕法酸，而品位較低的磷礦則使用熱法加工，主要用于生產磷肥、黃磷，此外對于品味高的磷礦也可直接浮選，得到磷精礦，以滿足高標準的加工需求，實現磷礦資源的綜合利用。

表1　原礦中主要化成組成在各礦物中的賦存形態[分數/分布率（%）]

3　結束語

在礦產資源日益短缺，開采加劇的情況下，在礦物加工中應用工藝礦物學具有十分重要的意義，不僅能優化選礦流程，提高礦石精度，而且還能為礦物加工提供科學依據和輔助作用，減少加工能耗，滿足高標準的加工需求，促進我國礦物加工工程可持續發展。

[1]聶軼苗,牛福生,張悅等.工藝礦物學在礦物加工中的應用及發展趨勢[J].中國礦業, 2011,20(4):121-123.

[2]彭明生,劉曉文,劉羽等.工藝礦物學近十年的主要進展[J].礦物巖石地球化學通報,2012,31(3):210-217.

[3]王樹林,黃志良,郭偉斌等.宜昌膠磷礦伴生含鉀頁巖富集礦工藝礦物學研究[J].中國礦業,2014,18(9):125-128.

[4]田興,石和彬,趙靜等.湖北某中低品位硅質磷礦工藝礦物學研究[J].武漢工程大學學報,2012,34(3):45-50.

P57[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-372-2