某菱锰矿石工艺矿物学研究_王彦.pdf

某菱锰矿石工艺矿物学研究 王彦 1， 2 李艳军 1， 2 （1. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110819； 2. 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心， 辽宁 沈阳 110819） 摘要某低品位难选锰矿石中有用矿物为菱锰矿， 锰品位为14.50。为给该矿石选矿工艺流程制定提供依 据， 通过光学显微镜、 化学分析、 X射线衍射等分析手段， 对矿石化学成分、 矿物组成及嵌布特征等进行了系统研 究。结果表明， 矿石中主要含锰矿物为菱锰矿、 水锰矿、 硬锰矿， 其中菱锰矿含量为19.17； 脉石矿物主要有石英、 白云石和绢云母等， 其中石英含量达32.05。矿石主要呈薄层状构造、 片状构造、 块状构造、 条带状构造和浸染状 构造分布； 矿石中矿物的结构主要有自形半自形晶结构、 他形晶结构、 填隙结构等。菱锰矿主要以自形半自形粒状 及粒状集合体产出， 与石英、 白云母、 绿泥石等相互嵌布。石英主要以自形半自形粒状产出， 粒度细小， 与菱锰矿、 白云石、 绿泥石、 白云母相互嵌布。白云石多以细小粒状及粒状集合体产出， 与石英、 白云母相互嵌布。菱锰矿的 嵌布粒度呈两极分化， 且在细粒级中分布率较高。研究结果对矿石分选工艺流程的制定具有指导意义， 可以为该 类难处理锰矿石的开发利用提供借鉴。 关键词菱锰矿石工艺矿物学嵌布粒度 中图分类号TD912文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -02-188-04 DOI10.19614/ki.jsks.201902036 Research on Process Mineralogy of a Carbonaceous Rhodochrosite Ore Wang Yan1， 2Li Yanjun1， 22 （1. School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819， China； 2. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology， Shenyang 110819， China） AbstractThe useful mineral in a low-grade refractory manganese ore is rhodochrosite，and the manganese grade is 14.50. In order to provide technique basis for the beneficiation of the ore，the chemical composition，mineral composition and embedding characteristics of the ore were systematically studied by means of optical microscopy，chemical analysis and X-ray diffraction. The results show that the main manganese-bearing minerals in the ore are rhodochrosite， manganite and py⁃ rolusite，of which the content of rhodochrosite is 19.17；the gangue minerals are mainly quartz，dolomite and sericite， among which the quartz content is 32.05. The structure characterize of the ore is mainly thin layer structure，flaky struc⁃ ture， massive structure， strip structure and disseminated structure； the structure of minerals in ore is mainly characterized by self- and semi-self， crystal structure， and the interstitial structure carbonate mineral. The rhodochrosite is mainly occur⁃ rences in automorphic，semi-automorphic granular and granular aggregates. Rhodochrosite is produced by fine granular and granular aggregates，interwoven with quartz and muscovite. Quartz is mainly occurrences in the of automorphic，semi- automorphic with granules in small grain size， intercalated with rhodochrosite， dolomite， chlorite and muscovite.. Dolomite is mainly occurrences in fine granule and granular aggregate， embedded with quartz and mica. The size of the inlaid grain of rho⁃ dochrosite is polarized and the distribution rate is higher in the fine fraction. The research results have guiding significance for the ulation of ore sorting process， which can provide reference for the development and utilization of such refractory man⁃ ganese ore. KeywordsRhodochrosite ore， Process mineralogy， Dissemination size 收稿日期2018-12-10 作者简介王彦 （1993） ， 男， 硕士研究生。 总第 512 期 2019 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 512 February 2019 目前， 中国的钢材产量世界第一， 支撑了锰矿石 的需求量。尽管我国的锰矿石资源比较丰富， 但是 锰矿石以贫矿为主， 近年来我国锰矿石进口量逐年 增加， 预计未来几年我国锰矿石进口量还将持续升 188 ChaoXing 高 ［2-4］。锰矿石对外依存度的居高不下， 不仅对我国 钢铁工业的技术进步、 产业升级和可持续发展具有 重大影响， 对中国经济的健康可持续发展也构成了 威胁 ［5-6］。因此， 对某低品位菱锰矿石进行了工艺矿 物学研究， 以期为此类矿石分选工艺流程确定提供 理论指导， 为解决类似贫锰矿石的高效利用问题提 供借鉴。 1矿石物质组成 1. 1矿石化学多元素分析 矿石主要化学成分分析结果见表1。 表1表明 矿石主要有用元素为锰， 矿石锰品位 为14.50， 说明矿石属于贫锰矿石； 有害元素铁、 磷 的含量均较低； 矿石中SiO2、 Al2O3、 CaO、 MgO的含量 及烧失量较高， 说明矿石含硅酸盐和碳酸盐。锰是 矿石中主要有价元素， 其他元素的工业利用价值较 小。 1. 2锰化学物相分析 矿石中锰物相分析结果如表2所示。 表2表明， 矿石中锰主要赋存于碳酸盐矿物和氧 化物中， 分别占总锰的69.79和21.66， 还有少量锰 赋存于硅酸盐中。 1. 3矿石的矿物组成 矿石的XRD图谱如图1所示， 矿石的矿物组成 及含量见表3。 从图1可以看出， 矿石中主要矿物为石英、 白云 石、 方解石和菱锰矿。含量较低的矿物在XRD图谱 中无法显示。 注 氧化锰矿物主要有水锰矿、 褐锰矿、 硬锰矿等； 硫化物主要有 黄铜矿、 黝铜矿、 黄铁矿、 方铅矿等； 铁矿物主要为磁铁矿、 赤铁矿、 褐 铁矿等。 由表3可知 矿石的矿物组成十分复杂； 矿石中 大部分为碳酸盐类矿物和氧化矿物， 硅酸盐矿物含 量较少， 硫化矿物含量极少； 碳酸盐类矿物主要为菱 锰矿、 白云石和菱铁矿， 含量分别为19.17、 21.63 和4.54， 3者都是方解石型结构； 脉石矿物除白云石 外， 主要有石英、 绢云母、 绿泥石， 含量分别为 32.05、 9.48和5.12， 另有少量白云母、 长石和黏 土矿物等； 杂质金属矿物有菱铁矿、 金属硫化物和含 铁矿物等， 含量均较低， 另外还含有一些泥质、 碳质 矿物。 2矿石构造和矿物结构 2. 1矿石构造 （1） 薄层状、 片状构造。矿石中菱锰矿主要以薄 层状、 片状集合体产出， 形成薄层状、 片状构造。 （2） 块状构造。矿石中的菱锰矿、 白云石以致密 粒状集合体产出， 形成块状构造。 （3） 条带状构造。部分菱锰矿集合体与石英等 脉石矿物呈多组大致平行、 相间排列的充填条带分 布， 形成条带状构造。 （4） 浸染状构造。矿石中菱锰矿颗粒不均匀地、 无定向地排列嵌布在石英、 白云石等脉石矿物中， 形 成浸染状构造。 2. 2矿物结构 （1） 自形半自形晶结构。矿石中菱锰矿、 石英以 自形晶颗粒产出， 晶面较完好， 晶形较完整， 形成自 形晶结构， 有的菱锰矿、 白云石保持部分晶面较完 好， 形成半自形晶结构。 （2） 他形晶结构。矿石中绿泥石以他形晶充填 在石英、 菱锰矿、 白云石粒间， 不具任何完好晶面， 形 成他形晶结构。 （3） 填隙结构。矿石中菱锰矿、 白云石沿矿石的 裂隙充填， 形成填隙结构。 2019年第2期王彦等 某菱锰矿石工艺矿物学研究 189 ChaoXing 3矿石中主要矿物的嵌布特征 3. 1菱锰矿 菱锰矿的嵌布特征如图2所示。部分菱锰矿呈 细小的自形、 半自形的粒状及粒状集合体产出， 颗粒 细小， 与石英、 白云母、 绿泥石等相互嵌布， 粒间常有 石英充填胶结， 颗粒较粗大 （图2 （a） 、（b） 、（c） ） ； 另一 部分菱锰矿呈半自形粒状、 条带状、 薄层状和脉状产 出， 常与白云石共生， 二者相互嵌布， 互有包裹， 颗粒 粗大， 菱锰矿颗粒中常嵌布细粒石英、 白云母、 黏土 矿物等 （图2 （d） 、（e） 、（f） ） 。 3. 2石英 石英的嵌布特征如图3所示。石英是矿石中最 主要的脉石矿物， 占矿物总量的30以上， 主要以自 形、 半自形粒状产出， 粒度细小， 与菱锰矿、 白云石等 碳酸盐矿物及绿泥石、 白云母相互嵌布， 粒间充填绢 云母 （图2 （a） 、 图3） ， 有的细粒石英分布在粗大的菱 锰矿、 白云石颗粒及集合体中 （图2 （b） 、（c） ） 。 3. 3白云石 白云石与菱锰矿产出特征相似， 多以细小粒状 及粒状集合体产出， 与石英等相互嵌布 （图4 （a） ） ， 集 合体中包含细粒石英、 白云母等， 粒间充填绢云母、 绿泥石等 （图2 （b） 、 图4 （b） 、 （c） ） ， 有的以半自形粒 状、 脉状、 条带状产出， 与菱锰矿相互嵌布， 互有包 裹。 3. 4绢云母 绢云母以鳞片状集合体产出， 充填在碳酸盐矿 物、 石英、 绿泥石等矿物的粒间及碳酸盐矿物裂隙中 （图2 （f） 、 图3） 。 3. 5绿泥石 绿泥石以叶片状产出， 以他形晶充填在绢云母、 石英、 白云母粒间， 有的呈细脉状充填在矿石中， 少 量包裹在碳酸盐矿物中， 粒度较细小， 分布较集中 （图2 （b） 、 图3 （a） 、 图4 （b） 、 图5） 。 4 菱锰矿的嵌布粒度 矿物的嵌布粒度特征是矿石的重要性质， 对选 矿工艺流程确定有较大的影响。对菱锰矿的原生粒 度进行统计， 分析结果见表4。 由表4可知， 菱锰矿在0.15 mm粒级分布率为 26.66， 在-0.037 mm 粒级分布率为 52.23， 在 金属矿山2019年第2期总第512期 190 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ 0.037～0.15 mm粒级中含量较少， 可见菱锰矿的粒度 呈两极分化， 且在细粒级中分布率较高。 5结论 （1） 矿石中矿物种类较多， 主要有菱锰矿、 白云 石和菱铁矿等碳酸盐矿物， 石英、 绢云母、 绿泥石等 脉石矿物， 少量氧化锰矿物、 金属硫化物和氧化铁矿 物等金属矿物。 （2） 矿石主要呈薄层状构造、 片状构造、 块状构 造、 条带状构造和浸染状构造分布； 矿石中矿物的结 构主要有自形半自形晶结构、 他形晶结构、 填隙结构 等。 （3） 菱锰矿、 白云石和菱铁矿均属碳酸盐矿物， 相互之间嵌布关系密切， 菱锰矿与石英、 绢云母、 白 云母、 绿泥石及黏土矿物等之间嵌布关系密切。菱 锰矿嵌布粒度呈两极分化， 在粗粒级和细粒级中含 量均较高， 中间粒级分布率较低。 参 考 文 献 张泾生， 乐毅.锰系铁合金产业的现状与展望 ［J］ .中国锰业， 2006 （3） 1-5. 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