尼日利亚某高磷铁矿石工艺矿物学研究

元素分 析 结 果 。可 以看 出 ，该 矿 石 中铁 的 品 位 较 高 ，达到 了 ５ ． ８ ｏ ０ ０ Ｋ ，同时 磷 的含 量 也较 高 ，达 到 ０ ８ 。杂质成 分 中 硅 的含 量 较 低 ，但 铝 的 含 量 ．２
较 高 。硫 元 素 的含 量 较低 ，只有 ０ ０ ６ 。矿 石 的 ． １
世界 高 磷 铁 矿 石 的 主 要 产 区 在 北 美 、北 欧 、 澳 大利亚 、沙 特 阿 拉 伯 和 我 国 的 长 江 流 域 。这 些 含磷 弱磁 性 铁 矿 石 主 要 有 热 液 型 和 沉 积 型 ，热 液 型 铁矿石 中 的 磷 主 要 以磷 灰 石 形 态存 在 ，沉 积 型
集合体 嵌 布 ， 疏地 浸染 在矿 石 中 。 稀 ２ ）包 含结 构 。微 细 粒赤 铁 矿 常 包 裹 石 英 、绿
显 ，大都 是 由呈 微 粒 （ 径 为 ｌ ｍ） 半 自形 晶及 粒 ｔ ｚ
包裹 体形 式 的赤 铁 矿 组 矿物 等 的胶 结 在 一起 组 成 的 。 鲕粒 问基 质 为 含 铁 矿 物 （ 铁 矿 、绿 泥 石 ） 以及 褐 黏土 矿物 等 的胶 结 物 ，少数 为 这 些 矿 物 的碎 屑及 石英 碎屑 。部 分 碎 屑看 上 去 像 是 残 破 的 鲕 粒 ，黏 土矿 物等 填 充 于 鲕 粒 间 隙 中 。 团粒 状 和 鲕 状 的 赤 铁矿 里 ，或 者 其 边缘 部 分 常 包 裹 有 小 颗 粒 的 石 英
９ ２
中 国 矿 业
第２ 卷 ｌ
分别将磁选获得的精矿和尾矿做 Ｘ射线衍射 （ 图
出来 。原 因是铁矿中的赤铁矿单 晶颗粒极 细 ， 以解 难
５ ）和扫描 电镜 。结 果表 明 ，磁 选效 果差 ，精 矿 和尾 矿差距不大 ，仍不能将铁矿物和脉石矿物有 效的分选
离进行选别 ；精矿中大都是赤铁矿集合体 且胶结现象
铁 矿物 等共 生 关 系 密 切 ，多 浸 染 于 氧 化 铁 矿 物 颗 粒 的边缘 ，或 嵌 布 于 石 英 或 碳 酸 盐 矿 物 中 ，少 量
铁矿 物 和脉 石 矿 物 的嵌 布粒 度 均 较 细 。 当铁 矿 物 单体 解 离 度 ８ 时 ，矿 物 颗 粒 直 径 通 常 达 到 ５
中 国 矿 业
第２ 卷 １
型矿 石 的选 矿 工 艺 矿 物 学 进 行 了 研 究 分 析 ，阐 明
了该 铁矿 中主 要 矿 物 的 嵌 布 特 征 和 磷 在 矿 石 中 的 赋存 状态 ，为 赤 铁 矿 、褐 铁 矿 提 铁 降磷 工 作 提 供 基 础 资料和 理论依 据 。
１ 矿 石 的 化 学 成 分
量较 少 。
表 ２ 铁 的化 学 物 相 分 析 结 果
赤 铁矿粒 度 细 小 ，与 脉 石 矿 物 交 织 在 一 起 ，难 以 充 分解离 。部 分 铁 矿 物 以较 致 密 的 集 合 体 形 态 存
在 ，呈 破 碎 的 角 砾 状 构 造 。
注 ： “ 他 Ｆｅ 主 要 指 硅 酸 盐 矿 物 中 的 铁 。 其 ”
ＸＵ ａ Ｙ ｎ， ＳＵ Ｎ ｉｃ ａｎ Ｔ — ｈ ｇ， ＹＡ Ｎ Ｇ Ｚｈｉｃ ｏ，ＬＩ — ｈａ Ｕ Ｚｈａ — ａ ｎ ｈｕ
（ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｂ ｉｎ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｅｊ ｇ ｅｊ ｇ１ ０ ８ ，Ｃｈｎ ） ｙ ｉ ｉ ｉａ
是 由鲕 状 颗 粒 中心 向 外 呈 不 规 则 壳 状 层 层 包 裹 ，
形成 多层 状 构 造 ，铁 矿 物 层 与 脉 石 层 之 间界 限 不 是 十分 明显 ，而 呈 现 过 渡 现 象 ，同 时 此 类 铁 矿 中
铁 矿石 中 的磷 主 要 以鲕 粒 状 胶 磷 矿 形 态存 在 ，与
图 ５ 矿 石产 品 与原 矿 Ｘ 射 线 衍 射 对 比 图
６ 磷 的 赋 存 状 态 的 初 步 研 究
磷在 矿石 中 含量 为 ０ ８ ，但 ｘ 射 线 衍射 与 ．２ 扫描 电镜 中 均未 发 现 主 要 的含 磷 独 立 矿 物 。单 一 的岩矿 鉴定 的方 法 难 于 确 定 磷 的状 态 ，因此 通 过
自然 碱 度
表 １ 矿 石 多 元 素 分 析 结 果
（ ａ ＋ Ｍｇ ＣＯ Ｏ） ／ （ ｉ ２＋ Ａ１ 。 ： ＳＯ ２ ） Ｏ
表 １ 尼 日利 亚铁 矿石 （ 是 以下 简称 矿石 ）的多
０ ０ ５为酸性 矿石 。 ．３
２ 矿石 中铁 的化 学物 相分析 表 ２是铁 的化学 物相 分析 结果 。可 以看到 ，铁 主 要 以赤 （ ）铁 矿 的形 式存 在 ， 占 ８ ． ３ ；硅 褐 ８ ４
碎屑 。
泥石 等脉 石 矿 物 等 ，构 成 包 裹 结 构 集 中 或 零 星 的 分散 在褐 铁 矿 基 质 中 。这 种 结 构 形 式 的 赤 铁 矿 粒
度 很 细 ，难 以从 脉 石 中充 分 解 离 。
３ 网脉结 构 。一些 脉 石 矿 物沿 褐 铁 矿 的 网脉 ） 裂 隙充填 交代呈 网脉 状 。
（ 京科技 大 学 ，北 京 １０ ８ ） 北 ０ ０ ３
摘
要 ： 用 化 学 多 元 素 分 析 、化 学 物 相 分 析 、ｘ射 线 衍 射 、扫 描 电 镜 和 电 子 能 谱 等 综 合 手 段 ，研 利
究 了尼 日利 亚 某 铁 矿 石 的 化 学 组 成 、矿 物组 成 、结 构 构 造 特 点 、嵌 布 特 征 及 磷 的 赋 存 状 态 。结 果 表 明 ：
中 图分 类 号 ：Ｐ ７ ． ４ ５８ ４ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： ０ ４ ４ ５ （ ０ ２ ４ ０ ９ ０ １ ０ — ０ １ ２ １ ）０ —０ ８ — ５
～一 一～ 一一 ～～ ～～ 一一 一一 ～ 一一 一 ～ ～ ～
Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｒ ｌ ｇ ｔ ｄ ｎ ｓ ｍ ｅ ｈ ｇ ｈｏ ｐ ｏ ｏ ｓ ｉ ｏ ｒ ｎ Ｎｉ ｅ ｉ ｏ ｅ ｓ ｍ ｎｅ ａ ｏ ｙ ｓ ｕ ｙ ｏ ｏ ｉ ｈ ｐ ｓ ｈ ｒ ｕ ｒ ｎ ｏ ｅ ｉ ｇ ｒ ａ
～＿ 一Ⅲ 一 ～ 一 一 一 一 一一 一 一 暑 一～～ 一 ～～～ 一一一 一～～ 一一 一
鲕状 赤 铁 矿 多 形 成 大 型 沉 积 铁 矿 床 ，如法 国 的洛林铁 矿 、美 国 的 克林 顿 铁 矿 。鲕 状 赤 铁 矿 因 其 鲕状 构造 ，一 般 嵌 布 粒 度 极 细 。在 地 质 成 矿 过 程 中 ，赤 、褐 铁 矿 与 石 英 、黏 土 类 脉 石 矿 物 一 般
严重 ，而作为胶结物 的一部分铁矿 进入尾矿 中。
ｋＶ ｅ
ｋ Ｖ ｅ
１ 能谱 赤铁 矿 点
２ 能谱 褐 铁矿 点
图 ４ 赤 铁 矿 和 褐 铁 矿 能 谱 图
可 以 看 出 ，磷 的 溶 解 量 非 常 少 ， 只 能 达 到 ０ １ 左 ．
右 ，大部 分 的 磷 仍 然 在 残 渣 中 。试 验 证 明 ，此 矿 石 中只有 极少 量 以胶 磷矿 形式 存在 的磷 。
４ ）压 碎结 构 。可能 是 由铁 矿 石 受 到构 造 应 力
作 用后被 压碎 成角砾 状所 形成 的结构 。 ５ ）斑 状结 构 。脉石 矿 物 在 较 细粒 的基 质 中呈
巨 大 的 斑 晶 ，这 些 斑 晶具 有 一 定 程 度 的 自形 。
除 了鲕 状 构 造 外 ，还 有 浸 染 状 构 造 和 角 砾 状
土 矿 物 。有 的 鲕 粒 则 是 无 核 心 、无 环 带 的 铁 质 凝 胶 团 粒 。鲕 粒 的 环 带 较 为 特 殊 ，层 数 少 且 较 不 明 ３ ２ 矿 石 结 构 ．
从图 ｌ 、２可 以看 出 ，该 矿 石 以他 形 粒 状 结 构
和 包 含 结 构 为 主 ， 另 外 还 有 网 脉 、 斑 晶 和 压 碎 结构。 １ 粒 状 结 构 。 赤 铁 矿 呈 半 自形 、不 规 则 他 形 ）
矿 石 以鲕 状 构 造 为 主 ，有 用矿 物 为赤 铁 矿 和褐 铁 矿 ，脉 石 矿 物 很 少 且 难 以 确 定 。铁 矿 物 嵌 布 粒 度 细 ，且
与 脉 石 矿 物 共 生 紧 密 ，不 易 充 分解 离 ，将 给 分 选 带 来 困难 。矿 石 中有 害 元 素 磷 的独 立 矿 物 较 少 ，杂 质磷 主要 以类 质 同象 和 极 细 的机 械 混 入 物 的 形 式 存 在 于 铁 矿 中 。该 矿石 属 于 高磷 难 选 铁 矿 石 。 关键 词 ：赤 铁 矿 ；褐 铁 矿 ；高 磷 ；鲕 状 构 造 ；工 艺 矿 物 学
工艺 设备 的极 限而造成 鲕状 赤铁 矿分选 困难 。
尼 日利 亚某 高 磷 铁 矿 石 是 鲕 状 构 造 为 主 的沉
积 型铁矿 。有 用 矿 物 主 要 为 赤 铁 矿 和 褐 铁 矿 。该
收 稿 日期 ： Ｏ １ ０ — １ ２ｌ— ８ ２
作 者 简 介 ：许 言 （ ９ ８ ，女 ，博 士 研 究 生 ，从 事 高 磷 鲕 状 赤 铁 １ ８ 一）
一
赋存 于铁 矿物 的 晶格 中 。磷 灰 石 晶 体 主要 呈 柱 状 、
针状 、集 晶或 散粒 状 嵌 布 于铁 矿 物 及 脉石 矿 物 中 ， 粒度 较小 ，有 时甚至 在 ２ ｍ 以下 ，不 易分 离 ，这 种铁 矿石 属难选 铁矿 石Ｌ ］ ｌ 。
２ ｍ左 右 。由于这 一粒 径 范 围 已超 过 现行 选 矿 ０
矿 综合 利 用方 向研 究 。Ｅ ｍａ ：ｘ １ ８ ８ ９ １６ ｃｒ。 — ｉ ｙ ９ ８２ ＠ ２ ．ｏ ｌ ｎ
铁 矿石 品位 为 ５ ． ８ ，含 磷 ０ ７ 。为配合 尼 日 Ｏ Ｏ ．２
利 亚高磷 铁 矿 石 的 开 发 利 用 ，对 赤 铁 矿 、褐 铁 矿
９ Ｏ
构 造 。赤 铁 矿 主 要 呈 星 点 状 或 不 规 则 状 矿 物 集 合 体 分散 在 褐 铁 矿 及 脉 石 矿 物 构 成 的 基 质 中 ，构 成
稀 疏 浸 染 状 和 星 散 浸 染 状 构 造 。 呈 浸 染 状 分 布 的
酸 铁 的含 量较 高 ，占 １ ． ２ ；其他 形存 在 的铁 含 １ ３
３ 矿 石 的 结 构 和 构 造 ３ １ 矿 石 构 造 ． 显 微 镜 观 察 表 明 ，矿 石 构 造 类 型 较 为 简 单 ，
主 要为 鲕状 构 造 。矿 石 为 红 色 ， 以赤 铁 矿 和 褐 铁 矿 为 主 ，由胶体形 成 的 他形 细粒 集 合 体 ，赤 铁 矿 、 褐 铁矿 与脉 石层 间分布 形成鲕 状构 造 。从 图 １可 以
第 ２ 卷第 ４ １ 期
２１ ０ ２年 ４月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｉ Ｉ Ｍ Ｎ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ． １ ２１。Ｎ Ｏ ．４
Ａ Ｄｒ ． ２ ２ Ｏ１
尼 日利 亚 某 高磷 铁 矿 石 工 艺矿 物 学研 究
许 言，孙体 昌，杨志超，刘 占华
看 出 ，鲕 粒 大 都 呈 椭 圆 形 ，有 的 鲕 粒 呈 团 块 状 ，
图 １ 矿 石 鲕 粒 扫 描 电 镜 图 （０ ２ Ｘ）
矿 体 边 界 不 清 楚 ，不 平 整 ，参 差 不 齐 ，呈 姜 结 仁 状 ；有 的包 裹 较 多 的 碎 屑 矿 物 ，成 为假 鲕 粒 。鲕 粒 的大 小不 一 ，最小 直 径仅 有 ０ ３ｍｍ，而 最 大直 ． 径 可达 １ ５ｍｍ，平 均 粒 径 约 １ｍｍ。鲕 粒 核 心 十 ． 分 复 杂 ，主要 是 石 英 砂 粒 、赤 铁 矿 内碎 屑 以及 黏