方解石艺术矿物功能探索范文

作者：曹占芳钟宏宋英刘广义王帅夏柳荫单位：南大学化学化工学院中南大学有色资源化学教育部重点实验室浙江工业大学药学院

矿物组成及含量

矿石在肉眼下总体呈白色，部分显淡绿色或紫色，少量矿块中颜色较深．肉眼下矿石多具粗晶结构，块状构造，少量见角砾状构造．经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿石中矿物组成较为复杂，主要矿物为萤石和石英，其次有方解石、长石、绢云母、高岭石等，此外还含有少量褐铁矿和微量的黄铁矿［15］．两个矿样的X射线衍射分析结果分别见图1和2，矿石中主要矿物的重量含量列于表4．矿物鉴定结果表明，两个样品的主要矿物组成基本一致，均以萤石和石英为主要矿物，且含量相差不大．主要差别在于，横坑坪矿中方解石明显高于坑口样．1．3主要矿物的产出形式矿石中的主要有用矿物，为等轴晶系均质体矿物．

矿物解理明显，大多结晶较为粗大，呈自形－半自形粒状，粒径一般0．2～2．5mm，个别粗粒大于6mm，亦有少量细小者小于0．1mm．比较而言，坑口样中萤石结晶较好，粒度相对粗大．粗粒矿物中常包裹夹杂有细粒石英、长石等矿物，或有细小石英脉穿插，结果见图3～8．部分萤石呈有压碎脆裂状出现，使得原粗大颗粒碎裂组成众多细小颗粒，结果见图9～10．较细粒的萤石多呈碎裂状与石英等脉石交生，呈稀疏不等的混杂嵌布，在萤石密集处表现为脉石充填在萤石间隙间，在脉石密集处表现为萤石稀疏分布在脉石间隙中，结果见图11～12．此外有少量萤石呈脉状穿插在石英中（见图13）．矿物中的方解石晶粒微细，一般小于0．08mm．扫描电镜分析结果见图12和图14～15，方解石一般以以下几种形式出现．一是以较密集的集合体出现，其中混杂少量微细粒石英等矿物，并有碎裂状萤石嵌布（图12）；二是以不均匀稀疏浸染状、团块状充填在石英和长石间隙中（图14）；三是呈断续脉状穿插在脉石中，此时矿物晶粒相对较粗（图15）．

方解石在横坑坪HKP样中，含量较多，3种形式均可见到；而在坑口KK样中，方解石仅在少数矿块中集中出现，但结晶较好，晶粒相对较粗，总体上看，部分粗粒萤石中包裹细粒脉石、方解石和碎裂状细粒萤石是影响萤石解离和选别提纯的主要不利因素．比较而言．2个样品中以横坑坪（HKP）样中细粒碎裂状萤石较多，且粗粒萤石中包裹的细小脉石和方解石较多．工艺矿物学研究表明，横坑坪样萤石的浮选难度应该比坑口困难．

萤石的嵌布粒度

为给制订合理的选矿工艺流程、确定适当的磨矿细度提供依据，在显微镜下对矿石中萤石的嵌布粒度进行了测定统计，结果列于表5．从表5可以看出，2个样品中萤石的嵌布粒度总体均属中粗粒分布范畴，但坑口样粗粒者明显较多．横坑坪和坑口两个样品中，大于0．21mm粒级分别达到84．74％和88．01％．但矿石中仍有相当部分的萤石为细粒嵌布，要获得高纯度的精矿仍需要进行细磨．

单纯从嵌布粒度角度考虑，如欲使95％左右的萤石单体解离，对横坑坪和坑口2个矿区的矿石，磨矿细度分别要达到小于0．074mm和小于0．105mm．前述工艺矿物学研究表明，2个样品中，坑口矿选别难度相对低，而横坑坪矿中因方解石含量高且嵌布更为复杂，要想通过浮选得到合格的萤石精矿产品，必须更大程度的磨矿使方解石与萤石解离，并通过选取合适的药剂提高对方解石的抑制和萤石的选择性富集，最终得到优质萤石精矿产品。

浮选试验

磨矿粒度试验

以碳酸钠为调整剂，水玻璃为抑制剂，油酸为捕收剂，按图16所示流程进行了磨矿细度试验，试验结果见表6．结果表明，坑口矿磨矿至小于0．074mm占60％时，浮选所得粗精矿中CaF2品位和回收率分别已经达到84．31％和96．52％，能取得满意的浮选指标；而对于横坑坪矿，磨矿至小于0．074mm占60％时，能取得CaF2品位和回收率为71．56％和83．50％的粗精矿，提高到70％时，也仅能取得CaF2品位和回收率为77．38％和90．31％的粗精矿．说明横坑矿的矿物解离相比坑口矿需要更大程度的磨矿，这与前述工艺矿物学结果一致．70％，考察了油酸、KY－110等捕收剂对坑口萤石矿和横坑萤石矿的浮选性能，其中KY－110是中南大学化工冶金研究所根据萤石和方解石浮选性能新开发的一种改性脂肪酸新型萤石捕收剂，对萤石具有优良的选择性．

矿浆浓度30％，加入1400g／t碳酸钠调整矿浆pH＝8．5，加入水玻璃，粗选用量400g／t，搅拌3min；加入油酸或KY－110，搅拌3min，在常温（20～35℃）条件下浮选5min；泡沫产品经一次空白精选（5min），所得精选泡沫产品再磨至小于0．038mm占41％；从第2次精选开始加200g／t水玻璃，第1次、第2次所得中矿产品与扫选泡沫产品（扫选作业时加入油酸或KY－110，搅拌2min，在常温（20～35℃）条件下浮选3min）合并后一起返回粗选段；第3次、第4次精选所得中矿合并后返回再磨；第5、6、7次精选中矿依次返回前一作业，结果见表7．由表7可以看出，对于坑口矿，采用油酸为捕收剂，就可以得到CaF2品位为97．29％的萤石精矿，且回收率高达96．41％．

而对于横坑坪萤石矿，采用油酸进行浮选则得不到大于97％的合格的萤石产品；若采用KY－110为捕收剂，则可以得到CaF2品位为97．11％的合格萤石精矿，但牺牲了回收率，CaF2回收率仅为69．90％．说明相比坑口萤石矿，因横坑坪萤石矿方解石含量较高，萤石浮选分离要困难的多，这与工艺矿物学结果一致．

结论

1）横坑坪矿和坑口矿2种矿石的结构类型基本一致，均属中低品位的单一硅酸盐（石英）型萤石矿．2种矿石的主要区别在于，横坑坪矿中方解石含量明显较高；方解石在横坑坪矿中含量达到5．4％，且嵌布关系较为复杂，这直接导致横坑坪样的选别难度相对较大．

2）矿石中少量细粒萤石的存在是影响萤石提纯和回收的不利因素，欲使95％左右的萤石单体解离，横坑坪矿的磨矿细度需达到小于0．074mm，而坑口矿则为小于0．105mm．

3）对于坑口矿，采用油酸为捕收剂，可以得到CaF2品位为97．29％的萤石精矿，且回收率高达96．41％．而对于横坑坪矿，采用油酸进行浮选则得不到大于97％的合格萤石产品；若采用KY－110为捕收剂，则可以得到CaF2品位为97．11％的合格萤石精矿，但CaF2回收率仅为69．90％．相比坑口萤石矿，因横坑坪萤石矿方解石含量较高且嵌布复杂，萤石浮选分离较困难，与工艺矿物学结果一致。