攀西紅格礦區橄輝巖型釩鈦磁鐵礦礦石性質研究及對選礦工藝的影響

惠博，楊耀輝

（中國地質科學院礦產綜合利用研究所，中國地質調查局金屬礦產資源綜合利用技術研究中心，四川 成都 610041）

紅格釩鈦磁鐵礦不僅是攀西四大礦區之最，也是國內目前最大的釩鈦磁鐵礦礦床。礦體賦存于海西早期形成的巨大層狀—似層狀中堿性—基性—超基性分異雜巖體中，巖漿分異作用好，屬晚期巖漿結晶分異礦床[1-4]。礦體形成8 個相對獨立的大中型礦區，其中路枯礦區巖體厚度大，各類含礦層齊全，礦體規模大，研究程度最高，該區即所稱 “紅格礦區”，又分為 “南礦區” 和 “北礦區”。礦床以中、貧礦石為主，伴生有益組分種類多，是以鐵鈦為主的綜合性特大型多金屬礦床，其鉻、鈷、鎳、銅 及鉑族元素含量比攀西地區同類型礦床的含量高[5-7]。本文樣品取自紅格南礦區，通過詳細的工藝礦物學研究，查清了礦石的基本性質，為后續選礦工藝提出了建議。

1 物質組成

1.1 化學組成

利用X 射線熒光光譜（XRF）、電感耦合等離子體發射光譜（ICP-AES）等方法對樣品進行了化學分析（表1）。

表1 化學分析結果/%Table 1 Chemical analysis results

1.2 礦物組成

攀枝花四大礦區中，紅格礦區占有非常重要的地位，其礦石類型的特殊性集中表現在其礦物組成中[8]。利用礦相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線能譜探針（EDS）等手段對樣品中的礦物類型和礦物含量進行了綜合研究，并與其他礦區的貧礦Fe3 綜合樣礦物組成進行了對比[9]（表2）。

表2 礦物組成對比/%Table 2 Comparison of mineral composition

按照礦石自然類型的劃分標準和脈石礦物中主要硅酸鹽礦物的相對含量，判斷本次試樣為橄輝巖型釩鈦磁鐵礦礦石。試樣中全鐵含量為22.29%，TFe/TiO2=2.49，屬于高鈦型釩鈦磁鐵礦貧礦。

2 工藝粒度

礦物工藝粒度是選擇選礦方法和制定工藝流程的重要依據，因此，必須對粒度進行精確的測量和統計[9]。對于攀枝花地區釩鈦磁鐵礦，選礦工藝中的目的礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦和硫化物。脈石礦物為被排除的礦物，據此，將礦石中的礦物劃分為四類：鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硫化物和脈石礦物，由于紅格礦區樣品的特殊性，本次單獨統計了脈石礦物中輝石和橄欖石的工藝粒度（表3）。

表3 樣品中主要礦物的工藝粒度Table 3 Process particle size of main minerals in samples

3 礦物學特征

在礦相顯微鏡研究的基礎上，通過掃描電鏡和能譜探針對樣品中的主要礦物鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、輝石、橄欖石等進行了詳細的結構和成分分析，以此來查明釩鈦的主要載體礦物，及礦石中的有益組分和有害組分（圖1、2）。

圖1 釩鈦磁鐵礦組構分析（背散射圖像）Fig. 1 Texture analysis of vanadium titano magnetite (Backscatter Image)

圖2 主要礦物X 射線特征能量譜線Fig. 2 X-ray characteristic energy spectral lines of main minerals

3.1 鈦磁鐵礦

鈦磁鐵礦是主要含鐵的工業礦物，亦是鈦、釩、鉻、鎵等有益組分的載體。鈦磁鐵礦是由主晶礦物磁鐵礦和各種出溶物鈦鐵礦、尖晶石、鈦鐵晶石組成的復合礦物，系固溶體分解作用所形成。通過掃描電子顯微鏡和能譜探針，對樣品中的典型鈦磁鐵礦進行了分析，鈦磁鐵礦的固溶體分離結構由兩部分構成，主晶磁鐵礦和客晶鈦鐵礦，二者在空間上表現為鈦鐵礦穿插于磁鐵礦內部，將磁鐵礦 “分割”。鈦磁鐵礦中鈦鐵礦的含量決定了鈦磁鐵礦的理論品位。

4 礦石性質對選礦工藝的影響

礦石性質對選礦工藝具有非常重要的影響[10-11]。本次樣品為典型的橄輝巖型礦石，礦石性質特殊，主要從兩個方面影響選鐵和浮鈦作業。

一是橄輝巖型釩鈦磁鐵礦中非磁性礦物斜長石含量大大降低，導致各礦物間磁性差異縮小, 表現為弱磁拋尾作業率下降；選鐵過程中進入精礦的雜質增加，從而夾帶更多的強磁性礦物，如磁黃鐵礦，進而影響鐵精礦品位；由于斜長石含量大大降低了，因而無法通過拋除斜長石而提高鈦的品位，強磁選鈦作業效率降低。二是輝石和橄欖石易蝕變泥化，內部普遍含有磁性包裹體，如赤鐵礦和磁鐵礦，磁性增強。這將導致，選鐵作業時，磁性較強的輝石和橄欖石顆粒會進入鐵精礦；選鐵尾礦強磁富集鈦鐵礦時，輝石、橄欖石和鈦鐵礦無法通過強磁作業被完全分離，從而一同進入浮選分離作業階段；浮鈦作業階段，輝石和橄欖石本身的結構特征和蝕變特征使其容易泥化，從而影響本階段鈦的回收率。