方解石藝術礦物功能探索范文

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作者：曹占芳鐘宏宋英劉廣義王帥夏柳蔭單位：南大學化學化工學院中南大學有色資源化學教育部重點實驗室浙江工業大學藥學院

礦物組成及含量

礦石在肉眼下總體呈白色，部分顯淡綠色或紫色，少量礦塊中顏色較深．肉眼下礦石多具粗晶結構，塊狀構造，少量見角礫狀構造．經鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明，礦石中礦物組成較為復雜，主要礦物為螢石和石英，其次有方解石、長石、絹云母、高嶺石等，此外還含有少量褐鐵礦和微量的黃鐵礦［15］．兩個礦樣的X射線衍射分析結果分別見圖1和2，礦石中主要礦物的重量含量列于表4．礦物鑒定結果表明，兩個樣品的主要礦物組成基本一致，均以螢石和石英為主要礦物，且含量相差不大．主要差別在于，橫坑坪礦中方解石明顯高于坑口樣．1．3主要礦物的產出形式礦石中的主要有用礦物，為等軸晶系均質體礦物．

礦物解理明顯，大多結晶較為粗大，呈自形－半自形粒狀，粒徑一般0．2～2．5mm，個別粗粒大于6mm，亦有少量細小者小于0．1mm．比較而言，坑口樣中螢石結晶較好，粒度相對粗大．粗粒礦物中常包裹夾雜有細粒石英、長石等礦物，或有細小石英脈穿插，結果見圖3～8．部分螢石呈有壓碎脆裂狀出現，使得原粗大顆粒碎裂組成眾多細小顆粒，結果見圖9～10．較細粒的螢石多呈碎裂狀與石英等脈石交生，呈稀疏不等的混雜嵌布，在螢石密集處表現為脈石充填在螢石間隙間，在脈石密集處表現為螢石稀疏分布在脈石間隙中，結果見圖11～12．此外有少量螢石呈脈狀穿插在石英中（見圖13）．礦物中的方解石晶粒微細，一般小于0．08mm．掃描電鏡分析結果見圖12和圖14～15，方解石一般以以下幾種形式出現．一是以較密集的集合體出現，其中混雜少量微細粒石英等礦物，并有碎裂狀螢石嵌布（圖12）；二是以不均勻稀疏浸染狀、團塊狀充填在石英和長石間隙中（圖14）；三是呈斷續脈狀穿插在脈石中，此時礦物晶粒相對較粗（圖15）．

方解石在橫坑坪HKP樣中，含量較多，3種形式均可見到；而在坑口KK樣中，方解石僅在少數礦塊中集中出現，但結晶較好，晶粒相對較粗，總體上看，部分粗粒螢石中包裹細粒脈石、方解石和碎裂狀細粒螢石是影響螢石解離和選別提純的主要不利因素．比較而言．2個樣品中以橫坑坪（HKP）樣中細粒碎裂狀螢石較多，且粗粒螢石中包裹的細小脈石和方解石較多．工藝礦物學研究表明，橫坑坪樣螢石的浮選難度應該比坑口困難．

螢石的嵌布粒度

為給制訂合理的選礦工藝流程、確定適當的磨礦細度提供依據，在顯微鏡下對礦石中螢石的嵌布粒度進行了測定統計，結果列于表5．從表5可以看出，2個樣品中螢石的嵌布粒度總體均屬中粗粒分布范疇，但坑口樣粗粒者明顯較多．橫坑坪和坑口兩個樣品中，大于0．21mm粒級分別達到84．74％和88．01％．但礦石中仍有相當部分的螢石為細粒嵌布，要獲得高純度的精礦仍需要進行細磨．

單純從嵌布粒度角度考慮，如欲使95％左右的螢石單體解離，對橫坑坪和坑口2個礦區的礦石，磨礦細度分別要達到小于0．074mm和小于0．105mm．前述工藝礦物學研究表明，2個樣品中，坑口礦選別難度相對低，而橫坑坪礦中因方解石含量高且嵌布更為復雜，要想通過浮選得到合格的螢石精礦產品，必須更大程度的磨礦使方解石與螢石解離，并通過選取合適的藥劑提高對方解石的抑制和螢石的選擇性富集，最終得到優質螢石精礦產品。

浮選試驗

磨礦粒度試驗

以碳酸鈉為調整劑，水玻璃為抑制劑，油酸為捕收劑，按圖16所示流程進行了磨礦細度試驗，試驗結果見表6．結果表明，坑口礦磨礦至小于0．074mm占60％時，浮選所得粗精礦中CaF2品位和回收率分別已經達到84．31％和96．52％，能取得滿意的浮選指標；而對于橫坑坪礦，磨礦至小于0．074mm占60％時，能取得CaF2品位和回收率為71．56％和83．50％的粗精礦，提高到70％時，也僅能取得CaF2品位和回收率為77．38％和90．31％的粗精礦．說明橫坑礦的礦物解離相比坑口礦需要更大程度的磨礦，這與前述工藝礦物學結果一致．70％，考察了油酸、KY－110等捕收劑對坑口螢石礦和橫坑螢石礦的浮選性能，其中KY－110是中南大學化工冶金研究所根據螢石和方解石浮選性能新開發的一種改性脂肪酸新型螢石捕收劑，對螢石具有優良的選擇性．

礦漿濃度30％，加入1400g／t碳酸鈉調整礦漿pH＝8．5，加入水玻璃，粗選用量400g／t，攪拌3min；加入油酸或KY－110，攪拌3min，在常溫（20～35℃）條件下浮選5min；泡沫產品經一次空白精選（5min），所得精選泡沫產品再磨至小于0．038mm占41％；從第2次精選開始加200g／t水玻璃，第1次、第2次所得中礦產品與掃選泡沫產品（掃選作業時加入油酸或KY－110，攪拌2min，在常溫（20～35℃）條件下浮選3min）合并后一起返回粗選段；第3次、第4次精選所得中礦合并后返回再磨；第5、6、7次精選中礦依次返回前一作業，結果見表7．由表7可以看出，對于坑口礦，采用油酸為捕收劑，就可以得到CaF2品位為97．29％的螢石精礦，且回收率高達96．41％．

而對于橫坑坪螢石礦，采用油酸進行浮選則得不到大于97％的合格的螢石產品；若采用KY－110為捕收劑，則可以得到CaF2品位為97．11％的合格螢石精礦，但犧牲了回收率，CaF2回收率僅為69．90％．說明相比坑口螢石礦，因橫坑坪螢石礦方解石含量較高，螢石浮選分離要困難的多，這與工藝礦物學結果一致．

結論

1）橫坑坪礦和坑口礦2種礦石的結構類型基本一致，均屬中低品位的單一硅酸鹽（石英）型螢石礦．2種礦石的主要區別在于，橫坑坪礦中方解石含量明顯較高；方解石在橫坑坪礦中含量達到5．4％，且嵌布關系較為復雜，這直接導致橫坑坪樣的選別難度相對較大．

2）礦石中少量細粒螢石的存在是影響螢石提純和回收的不利因素，欲使95％左右的螢石單體解離，橫坑坪礦的磨礦細度需達到小于0．074mm，而坑口礦則為小于0．105mm．

3）對于坑口礦，采用油酸為捕收劑，可以得到CaF2品位為97．29％的螢石精礦，且回收率高達96．41％．而對于橫坑坪礦，采用油酸進行浮選則得不到大于97％的合格螢石產品；若采用KY－110為捕收劑，則可以得到CaF2品位為97．11％的合格螢石精礦，但CaF2回收率僅為69．90％．相比坑口螢石礦，因橫坑坪螢石礦方解石含量較高且嵌布復雜，螢石浮選分離較困難，與工藝礦物學結果一致。