攀西微細粒鈦鐵礦工藝礦物學研究

楊耀輝，惠博，嚴偉平，和奔流，王文超

( 1．中國地質科學院礦產綜合利用研究所,國土資源部釩鈦磁鐵礦綜合利用重點實驗室，四川 成都 610041；2.四川龍蟒礦冶有限責任公司，四川 攀枝花 617000)

隨著攀西地區礦產資源的開發，所開采原礦石的貧、細、雜資源特點不斷凸顯，加上市場對鐵精礦品位的要求不斷提高，從而導致選鈦廠的原礦（選鐵尾礦）粒度不斷減小，-19 μm 微細粒級鈦鐵礦在鈦鐵礦資源中的比重不斷提高。根據最新的研究表明[1]，攀枝花礦區選鐵尾礦中鈦的理論回收率可達到70%以上，由于-19 μm 粒級進入浮選系統中會嚴重惡化浮選過程，使鈦精礦質量嚴重降低，藥劑消耗大量增加。目前生產上采取預先脫泥的方法除去，-19 μm 粒級一直作為細泥丟棄是導致選鈦廠總回收率偏低的主要原因之一[2-3]。因此，開展-19 μm 微細粒級鈦鐵工藝礦物學研究，查明微細粒鈦鐵礦的工藝礦物學特性，為微細粒鈦鐵礦的高效回收具有重要指導作用。

1 物質組成

微細粒鈦鐵礦樣品為紅格北礦區選鈦廠現場二段強磁精礦的斜板濃密箱的溢流產品。

1.1 化學組成

通過化學多元素分析，分析了樣品的化學組成，見表1。

表 1 主要化學成分分析結果/%Table 1 Analysis results of main chemical composition

由表可知溢流產品中有價元素為Ti，其TiO2的含量達到了16.8%，高出了現行工業指標中鈦鐵礦的最低工業品位（DZ/T 0208-2002）[4]。

1.2 礦物組成

采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線衍射、能譜探針（圖2）對樣品進行綜合鑒定，查明溢流產品中的目的礦物為鈦鐵礦和鈦磁鐵礦，其含量分別為32.37%和3.7%，主要脈石礦物為輝石（39.65%）和橄欖石（9.84%），總量達63.71%。各種礦物具體含量見表2。

表 2 溢流產品中主要礦物組成/%Table 2 composition of main minerals in overflow products

圖1 主要礦物特征能量譜線Fig. 1 characteristic energy spectral lines of main minerals

2 礦物工藝粒度特征

對微細粒級鈦鐵礦物料進行粒度分析及考察有用元素 Ti 在各粒級中的分布，結果見圖2。

圖 2 主要礦物粒度分布Fig. 2 Distribution in particle size of main minerals

由圖2 可知，樣品為二段強磁選的斜板溢流，鈦鐵礦大部分集中在-0.019 mm，溢流產品的粒度較細，產率占79.22%，TiO2分布率達87.82%，基本已到了浮選粒級的下限[5-8]。工藝礦物學的重點是在查清溢流的物質組成的基礎上，統計樣品的粒度和解離度[9-10]，并對選鈦工作提出合理建議。

3 掃描電鏡和能譜分析

通過掃描電鏡和能譜探針詳細鑒定了其主要礦物及其類型，并分析了其嵌布特征和主要元素組成（圖3、表3）。鈦鐵礦是樣品中最重要的，也是含量最高的金屬礦物，掃描電鏡下其亮度高于其他脈石礦物，從能譜探針分析結果來看，測點含鈦34.74%，含鐵32.59%，含鎂1.91%。輝石主要是透輝石，含量39.65%，測點含鎂9.48%，含鈣19.57%，含鐵6.08%，含鈦1.31%。橄欖石礦物含量為9.84%，其含鎂27.59%，含鐵4.14%。斜長石礦物含量為2.31%，其含鈣8.46%，含鈉5.19%；樣品中偶見金屬硫化物，如黃鐵礦。黑云母礦物含量2.25%，呈薄片狀分布于脈石礦物中，鉀元素含量8.36%，鎂元素含量7.71%，鈦含量2.75%，鐵含量21.61%。

表 3 主要礦物能譜探針分析結果/%Table 3 Energy spectrum probe analysis results of main minerals

圖 3 主要礦物掃描電鏡分析BES 圖像Fig. 3 Scanning electron microscope analysis of BES images of main minerals

4 解離度分析

運用MLA 礦物自動分析儀對礦物的解離度[11]進行了詳細的分析，由于顆粒非常細小，肉眼觀察鈦鐵礦解離較充分，鈦鐵礦被脈石礦物緊密包裹，大量脈石發生了泥化現象。具體來看主要礦物解離度，鈦鐵礦解離度75.84%，黃鐵礦解離度69.97%，透輝石解離度80.51%，橄欖石解離度81.51%，長石解離度為63.73%。

值得注意的是，由于粒度非常微細導致很多顆粒相互粘連，實際的解離數據應該優于表4。結合顯微鏡觀察結果，認為鈦鐵礦解離充分，沒有進一步磨礦的必要，選礦工作的重點應放在強化鈦鐵礦與輝石和橄欖石分離的方面，特別注意這種細粒級脈石在浮選過程中的行為研究。

表 4 解離度分析數據Table 4 Analysis Data of Dissociation Degree

5 結 語

研究樣品為二段強磁選的斜板溢流產品，鈦鐵礦大部分集中在-0.019 mm，產率 79.22%，TiO2分布率達87.82%，基本已到了浮選粒級的下限。樣品綜合鑒定表明，鈦鐵礦含量32.37%，鈦磁鐵礦3.7%，黃鐵礦0.22%，脈石礦物總量為63.71%，輝石39.65%，橄欖石9.84%。溢流產品中主要礦物解離度依次為鈦鐵礦（75.84%）、黃鐵礦（69.97%）、透輝石（80.51%）、橄欖石（81.51%）、斜長石（63.73%）。鈦鐵礦解離充分，沒有進一步磨礦的必要，選礦回收工作的重點應放在強化鈦鐵礦與輝石和橄欖石分離研究方面，特別注意這種微細粒級脈石在浮選過程中的行為研究。