高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

收稿日期：2009-05-15基金项目：贵州省科学技术基金（黔科合J 字［

2007］2182号）；2008年教育部春晖计划项目；中国科学院矿床地球化学国家重点实验室专项经费

文章编号：1000-

4734（2010）01-0130-06高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

黄芳1，2，刘世荣2，王华1，李军旗3，陈义

3

（1.昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093；2.中国科学院地球化学研究所，贵州贵阳550002；

3.贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003）

摘要：利用电子探针背散射电子成像分析和微区成分分析功能，对贵州瓮福高镁磷尾矿的矿石结构和矿物组成进行了研究，以探索尾矿与其原矿之间的差异，为综合开发利用磷尾矿提供必要的依据。结果表明该高磷尾矿的矿石结构可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。前者矿物组成包括白云石单矿物、

磷灰石单矿物、褐铁矿单矿物、石英单矿物；后者包括白云石-磷灰石多矿物、磷灰石-白云石-石英多矿物，属高镁低品位磷矿。矿物组成类型按其含量从高到低依次为白云石质尾矿、

白云石磷灰石质尾矿、磷灰石白云石石英质尾矿、石英质尾矿、磷灰石质尾矿、褐铁矿质尾矿，白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物，白云石颗粒是含量最高的碎屑类型。关键词：高镁磷尾矿；综合利用；矿石结构；矿物组成中图分类号：P579；TD985

文献标识码：A

作者简介：黄芳，女，1975年生，副教授，博士研究生，从事冶金物理化学和冶金环保研究.E-

mail ：hfcy-215@ 贵州瓮福磷尾矿是磷矿原矿采取反浮选工艺

产生的，每年原矿反浮选后产生的尾矿量大，平均含MgO 17.3%，P 2O 56.7%，尚未得到很好利用。考虑到尾矿中丰富的镁及达到工业边界品位可利用的磷，综合回收利用尾矿显得尤为重要。由于尾矿在矿物特性、组成、粒度、表面状况等方面与原矿有一定差异，这种差异将导致尾矿具有独特的个性，

也决定了其综合利用方法的差异。因此，通过尾矿矿石结构和矿物组成的研究可对其综合回收提供必要的理论依据，同时可对尾矿的质量进行评价，以期更好地实现磷矿资源的二次利用。

目前，对磷尾矿已有一些研究［1-6］

，主要是采用酸法，从工艺条件、酸解动力学进行探讨和表

征。由于矿石酸解反应特性与其构造和结构有很大的关系，本文依据不同尾矿颗粒的矿物组成，从研究尾矿内部结构出发，对其矿物组成类型进行分析，为该尾矿综合利用提供必要的基础资料。

1尾矿来源及分析技术

研究尾矿为瓮福磷矿B 层碳酸盐类型氟磷

灰石矿经反浮选而获得。

将尾矿制成表面严格抛光的砂光片，喷镀

100nm 厚的导电碳膜后，采用电子探针背散射电子成像分析和微区成分定量分析技术，对尾矿内部结构特征和矿物组成类型进行研究。

2尾矿化学组成和物相组成

尾矿主要由钙镁的碳酸盐组成，化学组成见

表1，主要成分为CaO ，MgO ，P 2O 5。尾矿含镁物质主要是白云石，约占87%；含磷物质主要是磷灰

石，约占8%；含铁矿物为褐铁矿，含铝矿物为粘土，量极少，还含有少量非晶质，属于高镁低品位磷矿。

表1

尾矿矿样化学成分（w B /%）

Table 1.Chemical compositions of the samples

P 2O 5MgO Fe 2O 3SiO 2CaO Al 2O 3酸不溶物灼减5.79

18.04

0.63

0.23

32.29

0.39

1.58

39.25

3

矿石结构

3.1

单矿物结构

单矿物结构是指碎屑颗粒由单一的矿物组

成。尾矿中单矿物颗粒的背散射电子图像及成分

分析谱图如图1所示，碎屑颗粒内部衬度均一，表

第30卷第1期2010年3月

矿物学报

ACTA MINERALOGICA SINICA

Vol.30，No.1

Mar.，

2010

图1单矿物颗粒的背散射电子图像及成分分析谱图

Fig. 1.Back scattered electrons image of monosize particles and composition analytical

spectrogram.

白云石和磷灰石的连生体颗粒磷灰石、白云石与石英的连生体颗粒

图2多矿物颗粒的背散射电子图像

Fig. 2.Back scattered electrons image of polysize particles.

明其组成物相单一。分析颗粒依次为白云石、磷

灰石、

褐铁矿、石英。探针检出白云石内部微区组成元素为C 、O 、Ca 、Mg ，没有其他杂质元素，Ca 、Mg 原子比值接近1ʒ1；磷灰石内部微区组成元素主要为F 、

P 、Ca ；褐铁矿内部微区组成元素为Fe 、O ，石英内部微区组成元素为Si 、O ，所示单矿物颗粒的成分分析数据见表2。3.2

多矿物碎屑结构

尾矿粉中，存在有部分颗粒，其内部包含两种或两种以上的矿物，碎屑颗粒是多矿物的连生体。多矿物颗粒的背散射电子图像如图2所示。磷灰石、白云石与石英的连生体颗粒内部结构较为复杂。背散射电子图像中，石英与白云石因平均原子系数比较接近，衬度相差不大，他们共同胶结灰白衬度的磷灰石，石英、白云石与磷灰石的接触

表2

单矿物颗粒的成分分析

Table 2.Chemical compositions of monosize particles

单矿物名称Element

w B /%x B /%CO 249.3151.62白云石

MgO 20.9623.95CaO 29.7324.43F 2O

1.96

2.74磷灰石

P 2O 542.5722.63CaO 55.4774.63FeO 94.1393.44褐铁矿

SiO 2 3.78 4.49CaO 1.07 1.36Al 2O 3 1.020.72SiO 293.4494.42石英

P 2O 5 2.320.99CaO

4.24

4.59

界面蜿蜒曲折，矿物间相互穿插粘结，增加分离的

难度。

1

31第1期黄芳等.高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成