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宜昌磷矿重介质选矿工艺矿物学

来源:哗拓教育
第35卷第11期 武汉工程大学学报 V01.35 N0.11 2013年11月 J. Wuhan Inst.Tech. NOV. 2O13 文章编号:1674—2869(2013)11—0027—05 宜昌磷矿重介质选矿工艺矿物学 王树林 ,黄志良 ,刘 苗 ,池汝安 ,赵静 (1.武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074; 2.武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430074) 摘 要:为探究宜昌磷矿中主要组分的赋存状态和矿物条带的工艺性能以确定其重介质选矿工艺的可行性, 对宜昌磷矿进行了工艺矿物学研究.首先使用化学成分分析和荧光成分分析对矿石中各条带的矿物成分和 化学成分进行测定,再对矿石中各条带解离性进行测定,并用重液浮沉法对各条带的比重分布进行测试.结 果表明,宜昌磷矿石中98.98 的五氧化二磷分布在磷块岩条带中,同时磷块岩条带含有2.29 倍半氧化物, 磷块岩条带重量百分比为81.32 ;磷块岩条带和脉石条带宽度大且各条带之间存在硬度差别,磷块岩条带 易于单体解离;在密度范围2.7~2.9,磷块岩条带与粘土质条带可通过重介质选矿选别.因此宜昌磷矿采用 重介质选矿,可先选别出矿石中的磷块岩条带,然后再处理倍半氧化物,可获得合乎要求的优质磷精矿. 关键词:磷块岩;工艺矿物学;重介质选矿 中图分类号:TD 913 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1674—2869.2013.11.007 分析,本次所采得的宜昌磷矿石自然类型可分为 U 5I 胃 致密条带状磷块岩、白云质条带状磷块岩和粘土 宜昌磷矿分布于湖北省西部宜昌、远安、兴山 质条带状磷块岩,其所含矿物及特点见表1. 县境内,是我国五大重点聚磷区之一.但经长期开 结合显微镜下分析可知,矿石中磷酸盐矿物 采,目前随着富矿储量日益减少,目前其磷矿的平 和脉石矿物在空间上呈不均匀分布.磷酸盐矿物 均品位低,绝大部分为原矿P 0 18 ~30 中低 主要以泥晶状碳氟磷灰石形式存在,聚集成磷块 品位资源[1 ].重介质选矿作为磷矿石主要的选矿 岩条带;碳酸盐类主要以白云石形式存在,聚集成 工艺之一,根据其相应特点,应用较为广泛.而通 白云岩条带;铝硅酸盐类以水云母,高岭土,长石 过对磷矿石的工艺矿相学研究可为磷矿石的选别 等矿物形式存在,组成粘土质(和少量粉砂岩)条 和化学加工提供基础数据,对磷资源的评估、重介 带.白云岩和粘土条带中虽然仍有少量工业矿物 质选矿工艺流程的确定都起着基础与先导 类,但含量很低,没有工业意义.因此应当研究上 作用 ' . 述各类条带中磷矿物和脉石矿物集合体的工艺 1 研究方法 性质. 研究样品是由宜化集团采自宜昌各矿区,依 3 磷块岩条带和脉石条带的工艺性质 据开采条件要求(顶板:上贫矿:中富矿:下贫 3.1 各类条带的化学成分及其主要组份的分布 矿:底板等5个层位按照一定的比例)全层采得 经过尺线测法得到各矿物平均体积含量,再 的混合矿石样,用于原矿工艺矿相研究. 依据各矿物比重可得到磷块岩、白云岩、粘土条带 样品处理:将原矿样品的块体制成偏光显微 的质量百分比为:81.32:11.32:7.36.磷块岩、 镜用薄片.将混合矿石样的粉体制成:①压模光片 白云岩、粘土条带的各主要考查组分的化学成分 ②化学成份分析样③荧光成份分析样. 见表2. 2矿石的矿物成分和结构构造 根据课题组前期研究[5 ]及矿石显微镜矿物 收稿日期:2013-05-17 基金项目:湖北省自然科学重点基金(No.2011CDA050);国家973预研(No.2011CB411901);教育部长江学者与创 新团队项目(No.IRT974);国家科技支撑计划(No.2013BAB07B01) 作者简介:王树林(1978一),男,湖北洪湖人,讲师,硕士.研究方向:矿物材料.*通信联系人 28 武汉工程大学学报 第35卷 磷白粘 块 一 岩岩 土 ¨ L L 孙 n ¨ % 船 鼹 % % O 1 卯 ㈣ 船 L L 卯 1 O l 卯 由表2可知:磷块岩条带中,P O 平均 33.42 ,MgO平均为o.58 ,R O。平均为 2.29 ,可以看出P。O >31.5 ,MgO≤1.0 , 带,就可以丢弃掉矿石中大部分的MgO和R。0。. 3.2条带的宽度分布 选矿的目标应是回收和富集磷块岩条带,丢 能满足优质磷精矿的工业要求.但R。O。>2.0 9/5, 因此,应先采用重介质选别出矿石中的磷块岩条 带,然后再处理R O。,即可获得合乎要求的优质 弃脉石条带,如果采用先选别磷块岩条带,然后再 处理R O。,这就必须首先使它们之间相互解离. 为提供合理的磨矿粒度,通过尺线测法对磷块岩 和脉石条带的宽度进行了测量和计算,测量工作 是依全层样完成的,共测条带4 786条,总线长 27 768.3 mm.计算工作按原矿石配比完成,计算 磷精矿.同时磷块岩条带中P。O 分布率占 98.98 ,因此,选别出磷块岩条带,不仅能获得优 质磷精矿,理论上还可回收矿石中98.98 左右的 P O .MgO主要分布在白云岩中(78.22 ), Al O。约有47.42 在粘土质中,Fe O。约有 7O.23 也在粘土条带中,丢弃白云岩和粘土条 结果列于表3,累计分布曲线如图1所示. 由表3,图1可以得知,磷块岩条带和脉石条 带宽度较大,磷块岩条带宽度大于4 mm者占 第11期 王树林,等:宜昌磷矿重介质选矿工艺矿物学 29 83.89 ,大于6 mm者占67.82 9/6,脉石条带宽度 大于4 mm者占69.27 ,大于6 mm者占 61_41%.因此,从条带宽度来看,矿石已具备了解 离的可能性. 挺 3.3条带的解离特征 Ⅲjl} 通过对白云岩条带、粘土质条带和磷块岩条 带进行可磨性试验,结果见表4,可知磷块岩的可 磨度<粘土质的可磨度<白云岩的可磨度. 磷块岩、白云岩和粘土质的抗压性见表5,白 。 条带 ,mm 。 踟 云岩抗压力F一17.3~78.3 kg,平均49.5 kg;粘 土质抗压力F一31.8~64.9 kg,平均5O.1 kg;磷 块岩抗压力F一4.21~92.6 kg,平均62.3 kg.由 图1各条带的宽度累计曲线图 Fig.1 Cumulative curve of the band width 此可知,磷块岩抗压强度>粘土质抗压强度>白 云岩抗压强度. 表3原矿石中各条带的宽度分布 Table 3 The band width distribution 表4条带的可磨性试验 Table 4 The grindability test of strip 表5条带的抗压测试统计 Table 5 The compressive test statistics of strip 压力区间/ 白云岩 粘土质 磷块岩 kg 频数频率/ 频数频率/ 频数频率/ 研究表明,宜昌磷矿矿石的条带状构造,是由 于每一条带沉积后沉积环境突变或有短暂沉积间 歇所致,所以条带界面比较平整光滑.加之条带之 间存在硬度差别以及条带宽度大,使矿石的条带 易于单体解离. 3.4条带的比重分布 磷块岩条带与粘土质条带的密度差较大,在 2.7~2.9的密度范围内,两者之间的比重交叉部 采用重介质选别条带,是以比重差为条件的.为 分,只有不足5 的矿石含量.因此,它们之间易于 分选,而磷块岩条带与白云岩条带之间的密度差 相对较小. 此,考察磷块岩、白云岩和粘土质条带的比重分布,比 重测量方法为重液浮沉法.原矿石中磷块岩条带,白 云岩条带和粘土质条带的密度分布列于表6. 30 武汉工程大学学报 第35卷 4 结 语 a.所采得的宜昌磷矿石自然类型可分以致密 条带状磷块岩、白云质条带状磷块岩和粘土质条 带状磷块岩. b.由于在磷块岩条带中,P O 平均33.42 9/5, MgO平均为0.58 ,R2Os平均为2.29 9/6,同时磷 块岩条带中P 05分布率占98.98 ,因此可先采 用重介质选别出矿石中的磷块岩条带,然后再处 理R O。,即可获得合乎要求的优质磷精矿. c.采用重介质选矿中,磷块岩条带与粘土质 条带的比重差较大易于分选;磷块岩条带与白云 岩条带之间的比重差相对较小,可根据实际要求 进行取舍. 致 谢 感谢国家科学技术部、国家教育部、湖北省科 技厅的经费资助. 参考文献: [1] 彭三国,姚敬劬.湖北磷矿资源的保护[J].中国矿 业,2005,14(12):30—33. 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Key words:phosphate rock;process mineralogy;heavy medium separation 本文编辑:龚晓宁 

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