工艺矿物学在矿物加工中的应用分析

工艺矿物学在矿物加工中的应用分析

王洪权

河南省三门峡黄金工业学校河南三门峡472000

摘要：工艺矿物学的主要研究内容就是选矿并加工矿石，将矿石作为主要研究对象，对其矿物组成、含量、粒度大小、与脉石的嵌布状态、矿物自身的解离度等进行分析。本文分析工艺矿物学在国内矿物加工领域的研究应用现状，并探讨某含金磁铁矿主要矿物工艺特征研究。

关键词：工艺矿物学；矿物加工；应用分析

1工艺矿物学概述

1.1工艺矿物学研究目的

工艺矿物学研究的目的在于:对矿床进行合理地综合评价，对矿床、矿石和矿物的物理、化学性质进行研究，为选择与确定最佳的矿石处理方案提供有力的依据。矿物学是一门综合性很强的学科。一方面要用地质学方法观察这种天然化合物的产状，另一方面要用化学和物理学的方法研究他们的化学成分、结晶和物理性质，然后综合地质学、化学和物理学理论进行分析解释。

1.2工艺矿物学研究方法

偏光显微镜:通过薄片研究和鉴定透明矿物种类、含量、粒度及相互之间关系等。

反光偏光显微镜:通过光片研究和鉴定不透明矿（金属矿物）种类、含量、粒度及嵌布关系。

单矿物分离:基本上与选矿所采用的方法相同，仅是规模不同。

双目镜下单矿物鉴定和挑选，（1）进行单矿物化学分析；（2）进行同位素测定；（3）进行未知矿物X射线分析；（4）称重各种单矿物重量百分含量；（5）包裹体测温等。

X射线分析:（1）鉴定矿物；（2）测定矿物含量；（3）测定矿物的晶包参数。

差热分析:鉴定含水矿物、碳酸盐、含水硼酸盐及硫酸盐矿物，如粘土矿物，方解石，白云石，菱镁矿等都可以通过差热分析而准确鉴定。

电子探针:光片中偶然见的一颗微小矿物（>0.002mm）矿相显微镜下不能确定其矿物名称时，用电子探针即可直接测定该矿物化学成份，达到鉴定矿物的目的。经验证明对鉴定铂族矿物很有效。

电镜扫描:研究金等贵金属元素在黄铁矿中赋存状态是十分有效的。

2工艺矿物学在国内矿物加工领域中的研究应用现状

就我国目前的工艺矿物学研究而言，它在配合选矿工艺实施研究应用过程中就主要发挥了两点重大功能作用。

（1）技术指导应用。工艺矿物学一般围绕原矿研究展开，它希望深入了解矿物的基本组成、粒度以及含量等重要指标，以有效确定该矿物的可选性和可用性，从理论上确定选矿指标，为选矿指标优化奠定基础。

（2）辅助指导应用。如上文所述，工艺矿物学研究中遭遇难选矿问题是在所难免的，也可能出现最终矿石产品选矿指标不达标的情况，所以工艺矿物学所研究更多的就是要对症下药。以工艺矿物学在转炉渣中的研究应用为例，其中转炉渣中有50%的元素矿物处于易磨晶间分布中，而另外50%的元素矿物则组分嵌布于脉石矿物中，所以此时要做的就是提高磨矿细度，保证嵌布其中的矿物与脉石矿物能够被完全分离，为选矿加工工艺改进提供有利科学依据，全面提升选矿标准。所以说，善用工艺矿物学可为矿物选矿加工应用起到良好的辅助作用。不过客观讲，由于某些原矿的粒度较小且组分中存在大量的非常规金属矿物成分，所以在工艺研究应用与选矿中还存在一定的缺陷问题，为选矿工艺流程的验证与反证过程带来不便。

从工艺矿物学的研究本质来看，它的研究核心就是如何设计选矿流程的指导思想，进而促进矿物加工科学的有效推进，明确选矿流程中可能存在的技术缺陷问题。因此，工艺矿物学应该本着以矿物学研究的精度与速度来展开，不断优化各种选矿流程，做到以小博大、低成本高效率，凸显工艺矿物学在选矿生产中所发挥的关键作用。

3某含金磁铁矿工艺矿物学研究

3.1矿石性质

3.1.1化学成分

原矿化学成分分析结果见表1，金化学物相分析结果见表2，铁物相分析结果见表3。

表1原矿化学成分分析结果

3.1.3矿石结构构造

矿石结构主要包括:（1）他形晶粒状结构。其是矿石中最主要的结构。矿石中大多数矿物受后期动力作用影响，被改造成他形晶粒状结构。（2）自形—半自形晶粒状结构。矿石中毒砂呈特征性的菱形等自形—半自形晶粒状结构嵌布于脉石矿物中。（3）交代结构或交代残余结构。黄铁矿被磁黄铁矿交代，磁黄铁矿被黄铜矿交代，闪锌矿被黄铜矿交代，磁铁矿被黄铁矿交代。（4）包含结构。矿石中可见黄铁矿与磁铁矿互相包裹、磁铁矿与磁黄铁矿互相包裹。（5）揉皱结构。磁铁矿受后期动力作用影响，发生塑性变形，弯曲成微型摺曲，呈揉皱结构。（6）乳滴状结构。黄铜矿交代闪锌矿，在闪锌矿中呈乳滴状分布。（7）交错结构。磁铁矿与黄铁矿受韧性剪切作用影响，二者互相交错穿插，呈交错结构。

矿石构造主要包括:（1）浸染状构造。稠密浸染状构造、中等浸染状构造、稀疏浸染状构造等。（2）团块状构造。矿石中磁铁矿、黄铁矿等矿物呈团块状分布，构成团块状构造。（3）条带状构造。黄铁矿局部范围内由于受到后期应力作用被压扁、拉长，发生重结晶，并且沿同一个方向分布，形成条带状或脉状构造。

3.2主要矿物工艺特征

3.2.1黄铁矿

黄铁矿在矿石中的相对含量为0.46%。黄铁矿呈团块状、稀疏浸染状或条带状分布。黄铁矿为后期金属热液矿沿岩石破碎裂隙矿化形成，局部可见黄铁矿与脉石矿物呈蠕虫状交生；受后期动力作用影响，部分黄铁矿发生破碎，部分被拉长呈拔丝状，部分呈细脉状分布，局部可见黄铁矿与磁铁矿受韧性剪切作用，二者互相交错穿插，呈交错结构（见图2-a））；黄铁矿被磁黄铁矿交代，与磁黄铁矿紧密共生（见图2-b））。本矿区黄铁矿可分为2类：第一类为受后期韧性剪切作用影响发生破碎、拉长的黄铁矿，粒径主要为0—0.1mm；呈条带状或细脉状产出；局部可见黄铁矿与磁铁矿互相穿插，呈交错结构，且与其他金属矿物互相包裹；该类黄铁矿解离较为困难。第二类黄铁矿呈团块状构造或稀疏浸染状构造，以集合体形式分布，集合体粒径0.1—1.0mm，该类黄铁矿粒度较粗，解离较为容易。

图5金银矿显微特征

3.2.5其他金属矿物

矿石中除以上金属矿物外，还有黄铜矿、闪锌矿、毒砂、方铅矿、钛铁矿等矿物。其中，黄铜矿、闪锌矿在部分矿石中集中分布，主要与磁黄铁矿紧密共生，对磁黄铁矿的选矿有一定影响。

3.2.6脉石矿物

矿石中脉石矿物主要为透辉石、橄榄石、蛇纹石、角闪石、方解石等。其中，蛇纹石和透辉石作为矿石中主要的脉石矿物，在矿石中含量较高，磨矿时极易泥化，且抑制困难，会严重影响硫化矿物浮选工艺指标。

3.2.7金矿物嵌布特征

通过偏光显微镜观察，镜下未发现单体自然金，仅观察到少量金银矿，但浮选富集的金精矿中金品位达16.7g/t，金回收率80.88%，尾矿中金品位0.42g/t。为了进一步确定金的赋存形式，磨制金精矿和铁精矿砂光片进行镜下鉴定。

1）金精矿中主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铁矿，其次为少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿、毒砂、金银矿。

2）铁精矿中主要金属矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等矿物。其中，磁铁矿质量分数92%左右，单体解离度95%左右，未解离磁铁矿多与黄铁矿、磁黄铁矿和脉石矿物连体。黄铁矿质量分数1%左右，未解离黄铁矿多与磁铁矿、磁黄铁矿连体。磁黄铁矿质量分数<1%，未解离磁黄铁矿多与黄铁矿、磁铁矿和脉石矿物连体。脉石矿物质量分数7%左右，多未单体解离。

由上述分析可知，金主要以极细分散状态分布于硫化矿物中，载金矿物主要为黄铁矿和磁黄铁矿。铁精矿中铁主要以磁铁矿为主，黄铁矿、磁黄铁矿为有害杂质，会影响铁精矿质量。

3.3结论

1）查明了矿石矿物种类、嵌布特征及矿石结构特征。矿石矿物主要为磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、金银矿。矿石工业类型属于含金硫化矿磁铁矿矿石，可回收矿物为金和磁铁矿。2）查清了矿石中金的嵌布特征，原矿金品位2.87g/t，其中硫化物包裹金2.12g/t，分布率74.39%，这部分金主要以极细分散状态分布于硫化矿物中，镜下未发现单体自然金，仅发现少量金银矿。同时通过对富集的金精矿进行镜下观察，未发现单体自然金，主要载金矿物为黄铁矿和磁黄铁矿，因此选矿回收的含金矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿和金银矿。13.33%的金主要以微细粒显微金包裹于硅酸盐矿物和碳酸盐矿物中，细磨不仅难以使其解离且容易产生泥化，恶化含金硫化物的浮选环境。剩余12.28%的金以裸露及半裸露形式存在。3）矿石中的黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿之间的嵌布关系复杂，磨矿时难以充分解离，容易形成磁铁矿-黄铁矿、磁铁矿-磁黄铁矿、黄铜矿-磁黄铁矿类型的连生体，影响硫化物与磁铁矿分离，进而影响精矿回收率和品位。4）矿石中矿物粒度大小不一，各矿物的解离性质存在较大差异，影响各矿物之间的单体解离。一部分磁铁矿呈交代残留结构，沿黄铁矿解理分布，这部分磁铁矿很难解离，对富集的铁精矿质量有很大影响。5）该矿石属于难选矿石，推荐采用先浮选含金硫化物，再磁选回收铁的选矿工艺。同时，在磨矿过程中应选择合适的磨矿细度，既能最大程度地使含金硫化物与磁铁矿解离，又不会发生泥化，影响浮选效果。

结语

本文深入研究工艺矿物学就希望做到通过先进技术做好工艺矿物学检测工作，以此来明确矿物选矿及加工技术运行流程。

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