榴輝巖綜合利用分選工藝試驗

董風芝，徐 良

(1.山東理工大學 資源與環境工程學院，山東 淄博 255049；2.鄒平鉬業公司，山東 鄒平 256200)

榴輝巖綜合利用分選工藝試驗

董風芝1，徐 良2

(1.山東理工大學 資源與環境工程學院，山東 淄博 255049；2.鄒平鉬業公司，山東 鄒平 256200)

分選工藝是影響礦物分選指標的重要因素.在對山東某榴輝巖礦物性質深入研究的基礎上，通過磨礦細度、搖床重選、強磁選、電選等工藝試驗，確定合理的分選流程為：一次閉路磨礦，分級搖床重選，石榴石強磁選，強磁選中礦、尾礦合并到一起進行兩次電選. 試驗結果表明，該工藝流程可以獲得四種精礦：石榴石品位94.36%、回收率79.95%；綠輝石品位79.89%、回收率96.00%；白云母品位94.11%、回收率91.92%；金紅石品位85.72%、回收率37.05%. 僅產生1.44%的礦泥尾礦，實現了榴輝巖的綜合利用.

榴輝巖；石榴石；金紅石；工藝流程；綜合利用

榴輝巖是一種變質巖，主要由石榴石和綠輝石組成，含有少量的金紅石、云母、石英等. 石榴石、綠輝石可作為高級研磨材料、水處理的過濾介質、耐磨填料等，用途廣泛[1-2]. 山東某榴輝巖礦儲量豐富，研究其分選工藝，實現多種礦物的綜合利用，有利于提高綜合效益，促進該礦產資源的開發利用.

1 礦石性質

礦石以條帶狀構造為主，即由石榴石、綠輝石礦物分別聚集分布形成的帶狀構造，二者多呈相間排列；其次為塊狀構造，即由中粗粒綠輝石、石榴石以及少量的石英、白云母、金紅石等礦物緊密組合而成. 礦石的結構以中細粒、不等粒粒狀變晶結構為主，次為包含結構(綠輝石、石榴石顆粒中常包有金紅石小顆粒).

根據x射線衍射儀及x射線熒光儀分析，榴輝巖的礦物組成、化學組成分別見表1、表2.

表1 礦石主要礦物組成分析結果 %

礦物石榴石綠輝石金紅石石英白云母黃鐵礦綠泥石含量25.850.61.95.614.70.50.3

表2 礦石多元素分析結果 %

成分TiO2TFeSiO2Al2O3CaOMgOK2ONa2OMnO含量1.9714.0844.2713.8310.986.320.162.700.23

由表1礦物分析結果可知，礦石中主要礦物為石榴石、綠輝石，次要礦物為白云母、石英、金紅石等.

石榴石屬含鎂、鈣的鐵鋁榴石，是回收的主要目的礦物. 石榴石在礦石中常呈浸染狀產出，局部較為密集而呈不規則團塊狀或似條帶狀. 肉眼下呈微帶玫瑰紅的紅褐色，鏡下為微帶褐色的肉紅色或淡紅色，少數顆粒顯不均勻的異常干涉色. 石榴石多呈不規則的粒狀集合體，集合體粒度大多介于0.20mm～2.0mm之間.

綠輝石呈自形、半自形柱粒狀，鏡下淺綠、黃綠色.集合體呈不規則團塊狀，與石榴石緊密鑲嵌，集合體中常有0.2mm～2.0mm，少數可達3.0mm左右.

金紅石大多呈半自形粒狀或不規則粒狀，沿石榴石、綠輝石粒間及裂隙充填. 粒度變化較大，小者僅0.01mm左右，大者大于0.4mm，一般0.04～0.35mm.總的來看，礦石中金紅石與石榴石的關系較為密切，除沿石榴石和綠輝石粒間及裂隙充填外，在部分石榴石內部亦偶見極為細小的粒狀、針狀金紅石包裹.

白云母顏色為白色，主要以自形、半自形片狀產出，呈脈狀分布. 粒度主要集中在1～2.5mm之間，礦物顆粒較粗，明顯大于其他礦物.

根據礦石性質，確定分選產品方案為金紅石、石榴石、綠輝石、白云母精粉. 分選工藝采用重選、磁選、電選聯合工藝[2-4].

2 磨礦試驗

礦樣用顎式破碎機粉碎，再用2mm篩子篩分，篩上粗物料返回破碎機繼續粉碎，直至所有物料均通過2mm篩孔. 用堆錐法混勻備用.

磨礦在XMCQ180×200錐形球磨機中進行，磨礦濃度70%，采用模擬閉路磨礦的方式：入磨物料先用0.25mm標準篩篩分，篩上物進球磨機進行磨礦，磨礦10min后用0.25mm標準篩篩分，篩上物返回磨機繼續磨礦，經多次磨礦篩分循環，最終使所有物料均通過0.25mm標準篩，物料最終細度為小于0.075mm占45.02%. 磨后的物料在顯微鏡下觀察，石榴石、綠輝石的單體解離度均在80%左右.

3 搖床重選試驗

根據石榴石、金紅石、綠輝石、白云母的礦物性質，采用搖床重選工藝可以實現良好的分離[4-5]. 將磨后的物料用0.12mm標準篩篩分，分成0.12～0.25mm和0～0.12mm兩部分，分別用搖床進行分選. 針對不同物料細度分別設置不同的搖床工藝參數，以提高分選效果. 搖床分選結果見表3.

表3 搖床分選指標 %

粒級/mm產率產物主要礦物產率品位回收率0.12～0.2533.75精礦石榴石9.3587.2231.61中礦綠輝石25.7576.3838.87尾礦白云母5.839537.680～0.1266.25精礦石榴石13.3694.2448.80中礦1綠輝石35.0582.4757.13中礦2白云母9.229754.24尾礦礦泥1.44--

將粗、細兩種原礦分選所得相同礦物產品合并，得石榴石、綠輝石、白云母三種精礦產品，綜合指標見表4.

表4 搖床分選綜合精礦指標 %

產品石榴石綠輝石白云母產率22.7160.8015.05品位91.3579.8994.11回收率80.4196.0091.92

從搖床試驗結果看，石榴石、綠輝石、白云母精礦品位均達到了相關精礦產品質量要求，回收率也較高，但不能分離出金紅石精礦產品. 由于金紅石與石榴石密度相近，在搖床重選過程中金紅石富集于石榴石精礦中. 經檢測分析，石榴石綜合精礦中TiO2含量為6.40%，回收率為73.78%.石榴石精礦產品的化學分析結果見表5.

表5 石榴石精礦化學分析結果 %

成分SiO2Fe2O3Al2O3CaOTiO2Na2O含量35.4220.6322.999.066.401.08

4 回收金紅石試驗

榴輝巖原礦中含有1.97%的TiO2，具有較高回收利用價值. 由于石榴石與金紅石有一定的磁性、電性差異，所以可以采用強磁選對搖床重選的石榴石精礦進一步分選，分離出金紅石，再采用電選獲取合格金紅石精礦[6].

4.1 石榴石強磁選試驗

石榴石具有弱磁性，金紅石磁性更弱，可用強磁選分離這兩種礦物，并可進一步提純石榴石精礦. 采用SLon高梯度強磁選機分選，磁場強度1特斯拉，分選出68.34%的精礦，24.70%的中礦，6.96%的尾礦.強磁選精礦為石榴石. 中礦、尾礦中金紅石品位分別為6.13%和32.52%，但遠未達到精礦質量要求，說明金紅石多以與石榴石多以連生體形式存在，通過強磁選無法獲得金紅石精礦.

4.2 電選試驗

由于石榴石、金紅石導電性有差異，所以可以通過電選分選出金紅石精礦. 強磁選精礦中TiO2品位比較低，僅為0.58%，所以只對石榴石強磁選的中礦、尾礦合并進行烘干、電選. 強磁選的中礦、尾礦合并后，TiO2品位為11.93%，回收率為43.55%.

電選試驗條件：電壓50 kV，物料入選溫度80℃. 電選精礦磨細至0.075mm以下，再進行一次精選. 分選結果見表6.

表6 電選金紅石精礦指標 %

產率品位回收率作業回收率一次電選精礦1.2164.3039.6491.02二次電選精礦0.8585.7237.0593.47

由表6可見，電選可以獲得金紅石精礦，但一次電選精礦品位不夠高；二次電選精礦品位達到了標準要求，說明了精礦再磨再選的必要性. 損失的金紅石主要是在石榴石、綠輝石精礦中的連生體，由于對石榴石、綠輝石精礦產品有一定的粒度要求，不能對所有物料細磨解離回收金紅石，導致金紅石精礦回收率偏低.

電選尾礦與強磁選精礦合并，作為最終石榴石產品，最終分選工藝流程見圖1.

5 試驗結論

(1)在小于0.075mm占45.02%磨礦細度下，該榴輝巖可以回收石榴石、綠輝石、白云母、金紅石四種合格精礦產品，僅產生1.44%的礦泥尾礦，基本實現了無尾排放，資源綜合利用率高.

圖1 分選工藝流程

(2)采用閉路磨礦、分級搖床重選、強磁選、電選聯合分選工藝，石榴石品位94.36%、回收率79.95%，綠輝石品位79.89%、回收率96.00%，白云母品位94.11%、回收率91.92%，金紅石品位85.72%、回收率37.05%.

(3)大部分金紅石由于連生或包裹在石榴石、綠輝石產品中，不能回收，所以金紅石回收率偏低.

[1] 徐少康，徐子江. 蘇北榴輝巖型金紅石資源的綜合利用[J]. 化工礦產地質，2009(3)：170-174.

[2] 魏健，張軍，王麗，等. 山東某榴輝巖礦綜合利用研究[J]. 有色金屬(選礦部分)，2014(6)：59-61.

[3] 曲富軍.榴輝巖資源綜合開發試驗研究[J]. 化工礦物與加工，2003(11)：4-6.

[4] 張裕書，楊耀輝，張少翔，等. 江蘇某榴輝巖型金紅石礦綜合利用研究[J]. 化工礦物與加工，2012(6)：4-7.

[5] 余生根. 榴輝巖型金紅石礦綜合利用試驗研究[J]. 礦產綜合利用，2012(1)：24-27.

[6] 許時. 礦石可選性研究[M]. 2版. 北京：冶金工業出版社，2007.

(編輯：姚佳良)

Separation process of a eclogite for comprehensive utilization

DONG Feng-zhi1,XU Liang2

(1.School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China；2. Zouping Molybdenum Industry Company, Zouping 256200, China)

Separation process is one of the important factors affecting mineral separation index.Base on in-depth study in mineral properties for an eclogite in Shandong, we made experiments such as grinding fineness, gravity separation by tabling, strong magnetic separation and electric separation. The reasonable separation process includes a closed-circuit grinding, classification gravity separation by tabling, strong magnetic separation for garnet concentrate, and two electric separations for middling and tailing of strong magnetic separation. The test results show that the process can get four concentrates: garnet, omphacite, muscovite and rutile. Garnet grade was 94.36% and recovery rate was 79.95%. Omphacite grade was 79.89% and recovery rate was 96.00%. Muscovite grade was 94.11% and recovery rate was 91.92%. Rutile grade was 85.72% and recovery rate was 37.05%. Only 1.44% tailings were produced, and comprehensive utilization for the eclogite was realized.

eclogite; garnet; rutile; process flow; comprehensive utilization

2016-12-02

董風芝，男，dongfz@sdut.edu.cn

1672-6197(2017)05-0070-03

TD952

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