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铝土矿艺术特性探讨

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作者:惠博曾令熙刘飞燕单位:成都理工大学中国地质科学院矿产综合利用研究所

矿石结构构造

区别于岩浆成因和变质成因的矿产,铝土矿的沉积成因特性决定了矿石结构构造的特殊性。手标本和光学显微镜鉴定表明,一水硬铝石的粒度一般在0.009~0.055mm之间,颗粒紧密排列,表面常具有铁染现象;部分一水硬铝石呈柱状、片状晶体产出,多出现矿石的裂隙中或者孔洞附近。矿石具有典型的豆状构造和土状构造。

1)豆状构造。矿石中,按照矿物富集相对程度划分为豆粒部分(图1,图2)和基质部分(图3,图4)。豆体不具有典型沉积颗粒,具有圈层结构,一般具有一个干净的包壳,包壳宽度集中在0.1~0.3mm;沉积矿产中,鲕粒的核心一般为碎屑物质,如石英或者方解石,区别于此类颗粒,铝土矿胶粒的核心一般为黏土类或者相似的层状硅酸盐矿物集合体。核心和包壳的关系:边界不清,相互包含。豆粒度大小一般为2~10mm。

2)土状构造。矿石矿物分布均匀,不具有豆、鲕、条带等不均匀体,表面似松散的土状。由于强烈的风化或者成岩作用,有时会过度成为蜂窝状构造,表现为疏松多孔状。

3主要矿物的工艺粒度特征

矿物的工艺粒度与矿物的自然粒度(图5,图6)不同,它是根据矿物加工工艺的需要而测量的一种粒度。在成矿过程中,一部分一水硬铝石产生重结晶等变化,在此过程中脱除一部分硅,使一水硬铝石变成较规则的粒状、柱状、板状、纺锤状等富集合体(图5,图6)。在这种集合体中,虽然仍有少量的微细粒状态存在的高岭石、绿泥石等含硅脉石矿物,但这些富集合体的铝硅比已经达到或者超过了铝精矿的质量要求,所以将这些富集合体作为一水硬铝石的整体来测量。按照这种方法测定的粒度,就是矿物的工艺粒度。利用扫描电镜及普通低倍光学显微镜,统计了一水硬铝石的工艺粒度(表4)。从测量结果来看,本样品中的胶粒集合体的工艺粒度较粗,0.1mm以上的含量达到80.82%,0.074mm以下(200目)的集合体含量仅为14.04%。

铝和硅的赋存状态和平衡配分

根据主要矿物的化学成分、矿物含量,计算出了铝和硅在各矿物中的分布情况。单矿物化学成分采用能谱探针平均数据。

1铝在矿物中的赋存状态和平衡配分

铝元素的平衡分配结果见表5。由表5说明,矿石中铝主要以一水硬铝石的状态存在;其次是黏土矿物(以高岭石为主);其他形式的铝少量。矿石中以铝矿物状态存在的铝占63.37%。黏土矿物中的铝占到了36.63%。

2硅在矿物中的赋存状态和平衡配分

硅元素的平衡分配结果见表6。由表6说明,矿石中硅元素主要是以铝硅酸盐(黏土矿物)矿物状态存在的。其余形式的硅极少;黏土矿物中硅的分布率达到了98.92%。铝矿物中的硅仅占1.08%,所以提高精矿的铝硅比,主要是降低精矿中的高岭石、绿泥石等铝硅酸盐矿物的含量。

元素的分布规律

通过能谱探针面扫描技术,研究铝土矿中主要元素的分布规律(图7)。

1)铝元素主要分布在胶粒边部,呈包壳状;其次分布在基质中小的胶粒中,呈独立的铝土矿集合体。铝和铁呈反向分布,铝和硅呈反向分布。

2)铁和硅呈正相关关系,紧密结合。主要分布在胶粒核心,其次作为基质背景围绕小的胶粒分布。

3)钛分布在钛矿物(金红石、板钛矿等)中,稀散分布在矿石中。

4)镁没有和其他元素结合的特征,分布十分稀散,推断是作为其他元素的类质同相形式存在。

矿石性质对选矿工艺的影响及选矿工艺研究方向

铝土矿特殊的成矿机制,决定了其特色的矿物嵌布特征和元素赋存状态;而矿石的这些性质又是矿物分离利用的基础。本次研究围绕富集除杂(富铝、降硅、降铁、降硫等)这一选冶目标,全面研究了铝土矿物工艺矿物指标,阐述了矿石工艺性质对选矿工艺的影响,指明重庆地区铝土矿选矿预脱硅工艺研究方向。

1选别对象的确定

该铝土矿为沉积型一水硬铝石低铁低硫铝土矿。主要组成矿物为一水硬铝石和黏土矿物,含量分别为40.12%和53.12%。二者呈集合体状态产出,矿物界限不清。一水硬铝石是矿石中最重要的铝矿物,其铝的占有率达到了60.11%,故一水硬铝石是选矿的目标矿物。

2工艺粒度对磨矿作业的影响

矿石的工艺粒度,对选矿脱硅、提高铝硅比具有重要意义。由于一水硬铝石集合体0.1mm以上的含量达到80.82%,矿石经粗磨后这部分集合体就成为富连生体,它的铝硅比已经达到或者超过了铝精矿的质量要求。所以磨矿时,只要以一水硬铝石富连生体作为选矿捕集和回收的对象,这就为铝土矿选矿脱硅,粗磨入选、放粗铝精矿的粒度提供了理论依据。由于铝土矿中各组份在结构稳定性、硬度和相对含量上存在较大差别,通过改变磨矿方式、磨矿介质等操作条件,控制不同矿物的选择性解理,就可通过选择性磨矿的方式实现对矿物的分离。

3提高铝硅比的途径

1)提铝降硅。黏土矿物中硅的分布率达到了98.92%。所以提高精矿铝硅比的主要途径是降低精矿中的高岭石、绿泥石等铝硅酸盐矿物的含量。无论是采用正浮选工艺还是反浮选工艺,提高铝硅比的途径无非就是两个方面,一方面加强回收对象的选择性、捕收剂能力阳离子或者阴离子捕收剂的开发研究,另一方面选择合理的有机与无机抑制剂,可以达到对排除矿物有效抑制的目的。

2)脱硫。矿石中的含硫矿物一般集中在黄铁矿中,碎屑状分散。可以在选矿预脱硅之前,先行通过浮选作业脱除。

3)降铁。矿石中铝元素和铁元素呈反向分布,铝和硅呈反向分布。铁主要伴随黏土矿物分布,故降硅的过程同时也是除铁的过程。

铝土矿艺术特性探讨责任编辑:陈老师    阅读:人次