浅谈伊朗某地石英砂矿实验室选矿方法的选择

浅谈伊朗某地石英砂矿选矿试验中所运用的原矿性质分析方法 摘要：文章结合伊朗某地石英砂矿的选矿试验工作，阐述了化学成分全分析、矿物组成分析、铁的赋存状态分析等原矿性质分析方法，在硅质原料选矿试验中对选矿工艺流程确定的重要意义。论证了原矿性质研究在选矿试验过程中的重要性。 关键词：选矿试验  原矿性质研究  矿物组成  铁的赋存状态 一、 前言 选矿试验是选矿厂设计之前的一项必不可少的工作，选矿试验资料是选矿工艺设计的主要依据，选矿试验成果不仅对选矿设计的工艺流程，设备选型、产品、技术经济指标等的合理确定有着直接影响，而且也是选矿厂投产后能否顺利达到设计指标和获得经济效益的基础。对于玻璃用硅质原料的选矿试验来说也同样如此。在选矿试验的过程中，我们首先要考虑的是原矿性质的研究，原矿性质的研究对于选择合适的选矿方法，进而确定合理的工艺流程有着重要的指导意义。对于原矿石性质的研究取决于矿石本身的性质和选矿试验的目标，一般有粒度分析、化学成分分析、矿物组成、物相分析等方法。本文将以伊朗某地石英砂矿选矿试验为例，浅谈原矿性质研究在选矿试验应用中的重要性。在本次试验的过程中，主要采用了粒度分析、矿物组成分析、铁的赋存状态分析等方法，分析结果为试验方案的确定，起到了重要的作用，避免了“摸着石头过河”式的盲目和不科学性。希望本文中关于硅质原料原矿性质分析的相关内容，能为同行业的工作者提供一定的参考作用。 二、原矿性质研究的常用方法 光谱分析 查明各种元素的大约含量及有无稀散元素和其它可供综合回收的元素。 多元素分析或全分析 查明矿石中主要组分、伴生有益和有害组分的含量。必要时还要进行矿浆性质的化学分析，测定可溶性盐类等。 试金分析 查明金、银和其它贵金属的种类及其含量（含有金、银等贵金属时才进行）。显微镜鉴定 查明矿石类型、矿物组成及含量、矿石的结构构造、矿物粒度及嵌布特征和共生关系等。进行选矿目的矿物挑纯分析。 物相分析 对矿石主要有用组分及伴生有益及有害组分的赋存状态，即对它们的不同矿物产出形式进行测定。例如，铜矿石需测定自然铜、原生硫化物、次生硫化物、氧化物及铜的盐类等的相对含量；铁矿石需测定磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、镜铁  矿、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿和硅酸铁等的相对含量。 粒度分析 通过筛析和水析，测定矿石粒度特性和原生矿泥的各粒级含量、金属分布率。必要时用不同密度的重液，测定各粒级按不同密度部分的产率及金属分布率，为重液分离提供依据。 重液分离 在钨、锡、沿、锌铁等矿石和稀有金属矿石中，如有可能使大部分脉石不经细磨即可分离出来时，应进行重液分离试验，为进行重介质预选试验提供依据。 矿石物理机械性质测定 为确定合理的选矿方法，对伊朗某地石英砂原矿性质进行了详细的研究，主要包括原矿粒度组成，化学成分分析，矿物组成，以及铁的赋存状态。 三、本次试验中所运用的原矿性质分析方法及结果 本次试验的目的，是对伊朗某地的石英砂矿，采用一系列的选矿方法，使最终的精砂成品达到如下要求：SiO2≥98% ,Al2O3 ≤0.8% ,Fe2O3≤0.03%；粒度要求：0.5～0.1mm，占原矿的95%。针对原矿的性质和本次试验的目的，特采用了如下一些原矿性质分析方法，具体如下 （一）粒度组成 原矿为中细粒石英砂，因此选择了圆振筛对其进行粒度筛析，所得粒度筛析结果见表1 原矿粒度筛析结果        表1 粒 级 (mm) 产 率 (%) 累 积 产 率 (%) +0.5 0.35 0.35 -0.5 +0.3 42.05 42.40 -0.3 +0.2 31.24 73.64 -0.2 +0.1 22.86 96.50 -0.1 3.50 100.00 合计 100.00         （二）化学成分全分析 根据建材行业，在对伊朗某地石英原矿进行化学成分全分析时采用了如下方法，SiO2的测定采用容量法，Al2O3的测定采用络合滴定法，Fe2O3的测定采用原子吸收法，TiO2的测定采用比色法，其余K、Na、Ca、Mg的测定采用原子吸收法，具体试验结果见表2 原砂化学成分全分析结果            表2 元素名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 Na2O K2O lgloss 含量(%) 97.48 1.30 0.048 0.03 0.04 0.031 0.018 0.53 0.48                     （三）矿物组成分析 矿物组成分析主要运用显微镜鉴定的方式，具体结果详见表3。 矿物组成表                  表3 矿物 粒度 >0.4mm 0.3-0.4mm 0.3-0.2mm <0.2mm 锆石 0 0 1318 较多 赤、褐、磁铁矿 3296 19773 46322 较多 电气石 1318 5273 123912 较多 白钛矿 0 659 40865 较多 磷灰石 0 0 1977 少量 黄铁矿 0 0 0 少量 金红石 0 0 0 偶见 孔雀石 0 0 0 偶见 轻矿物 主要为石英砂 备 注 1、取1500g试样进行分析； 2、矿物颗粒数单位为：颗/吨； 3、“0”表示没有，<0.2mm因颗粒数较多未作具体统计； 4、试样中未发现铬铁矿、刚玉、蓝晶石类矿物等。           （四）铁的赋存状态分析 铁的赋存状态考查是对原矿进行一系列的选矿和化学流程处理后，再对各阶段流程产物的矿物组成情况做出分析所得出的结论。本次铁的赋存状态考查流程图见图一，流程各阶段产物矿物组成分析如下 原矿：主要为白色颗粒状石英，表面少量粉末粘附，见有暗色片状、板状赤（褐）铁矿、圆球状磁铁矿及少量其它暗色矿物等。试样中单体暗色矿物主要是赤（褐）铁矿，颗粒大小和石英基本一致（照片1）。少部分石英颗粒和赤（褐）铁矿镶嵌在一起（照片2和3）。另有部分显色颗粒为铁染的石英，赤铁矿分布在石英颗粒的边缘或裂隙（照片2和4）。 泥质：占原矿的0.12%，主要为细粒石英，微量长石颗粒，微细粒泥质，黄色或白色。 磁性矿物：占原矿的2.65%，依次为磁铁矿，赤褐铁矿，电气石，粘土矿物集合体，铁染石英等颗粒。 重矿物：（密度大于2.80），占原矿的0.09%，有锆石、磷灰石、电气石、金红石、白钛矿、孔雀石等，粒度较小，多小于0.2mm。 草酸处理效果：处理前的样品，整体呈白色，镜下观察小颗粒集合体较多，颗粒裂隙较多。处理后呈明显白色，矿物表面较洁净，集合体较少，多呈近圆形颗粒，偶见灰黑色颗粒。 王水处理效果：通过王水48小时浸泡，可溶性矿物即被溶掉，矿物表面洁净，集合体很少，矿物主要为石英，少量灰黑色硅质颗粒。 原  矿 水 洗 脱 泥 磁 选 重 液 分 离 泥质 草 酸 擦 洗 磁 性 矿 物 脱 酸 重 矿 物 王 水 处 理 草酸酸液 溶于王水中铁 最 终 精 砂 图一  铁的赋存状态考查流程图 照片1  试样中的赤（褐）铁矿单体  照片2  试样中的赤（褐）铁矿和石英镶嵌在一起  照片3 试样中分布在石英颗粒边缘的赤（褐）铁矿 照片4  试样中分布在石英颗粒裂隙中的赤铁矿 四  原矿性质分析结果对本次试验的指导性意义 粒度组成 由粒度筛析结果可知，原矿粒度主要集中在0.5～0.1mm，占原矿的96.15%,粒度组成满足要求。 化学成分全分析 由原矿化学成分全分析结果看出，原矿中主要回收成分SiO2的含量较低，主要有害杂质Al2O3及Fe2O3含量较高，因此在试验的过程中主要是降低Al2O3及Fe2O3含量，同时提高SiO2的含量。 矿物组成分析及铁的赋存状态 要确定合理的选矿方法，就要知道原矿中的脉石矿物主要有哪些，通过对原矿的矿物组成分析，知道原矿中的脉石矿物主要有锆石，赤、褐、磁铁矿，电气石，白钛矿等。同时，通过铁的赋存状态分析知道，原矿中重矿物（密度大于2.80）含量占原矿的0.09%，所占比例极少，故在试验中将不考虑重选手段。而原矿中的铁主要赋存于含铁矿物（磁铁矿，赤、褐铁矿，电气石），泥质及粘土中，少量赋存于碳酸岩及胶结物，长石晶格及矿物颗粒内部裂隙中残存极少量铁。因此，为提高精砂品位，擦洗（除去泥质，粘土及石英表面胶结物）、磁选（除去磁铁矿，赤、褐铁矿等）、酸处理（石英表面及颗粒内部的铁质）将是试验中重点考查的流程。 试验情况 根据以上原矿性质分析结果的情况，最终确定对原矿采用擦洗-磁选-酸处理的选别手段，最终所得精砂化学成分含量为SiO2=99.1% ,Al2O3 =0.5% ,Fe2O3=0.01%；达到了试验目标。 四、 结束语 本次试验再次表明，在选矿试验中，做好原矿性质的研究，对选矿工艺方案的确定有着重要的意义。对于硅质原料来说，各地的硅质原料中矿物含量变化很大，化学成分亦有很大的不同，所以在做原矿性质的研究时也不是一成不变的，具体选用什么样的原矿性质分析手段，还要根据原矿特性及试验目标而定，但无论对何种矿石，原矿性质研究在选矿试验的过程中都是必不可少的，它为我们选择合理的选别工艺提供科学的依据，使我们在试验的过程中少走许多弯路。