某大型石榴石礦工藝礦物學研究

作者：紅星機器 發(fā)表于： 2016-05-13 17:23:21

楊帥軍老師 紅星技術工程師

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某大型石榴石礦為鐵鋁榴石類礦，一直未得到合理的開采，為了實現(xiàn)該礦的資源化利用，紅星機器廠對其工藝礦物學特征進行了合理相關分析，以期找出其選礦要點及難點，并確定合理的選工藝流程及設備。

1、礦物共生組合

石榴子石為主要的有用組分，伴生矽線石含量普遍很低，平均品位1.83%，60%樣品在1%以下，其它伴生有益組分含量微。紅星機器廠根據(jù)礦石光薄片鑒定結(jié)果統(tǒng)計，礦石中礦物種類有19種，其中有用礦物為石榴石、矽線石；伴生礦物有斜長石、石英、黑云母、白云母、絹云母、少量礦物有透輝石、綠泥石、藍晶石、黃鐵礦、磁鐵礦、石墨；微量礦物有鈦鐵礦、金紅石、磷灰石、鋯英石、十字石、磁黃鐵礦礦物。

該礦床石榴石是由富鐵、鎂、鋁的沉積巖經(jīng)區(qū)域動熱變質(zhì)作用形成，主要礦物共生組合有：石榴石+十字石+黑云母+斜長石+石英；石榴石+矽線石+斜長石+黑云母+石英；白云母+矽線石+石榴石+石英；石榴石+藍晶石+白云母+石英等。（照片）根據(jù)礦物共生組合推斷，形成于高角閃巖相，石榴石形成后又經(jīng)歷了退化變質(zhì)作用和風化作用。在退化變質(zhì)過程中，黑云母、綠泥石和絹云母交代石榴石，出現(xiàn)透鏡狀或條帶狀絹云母集合體。在風化作用過程中，石榴石逐步分解成粘土礦物和褐鐵礦。

2、石榴石特征

產(chǎn)出形式：石榴石在礦石中產(chǎn)出形式有兩種：一種是斑點（塊）狀：以斑點為主，局部聚集呈斑塊狀，斑點（塊）大小不一，形態(tài)不規(guī)則，有稀疏稠密之分，反應了礦石的貧富差別，風化面上石榴石呈凸起狀態(tài)，多見于石英巖型礦石中；二是片麻-條帶狀：細粒石榴石沿片麻理分布，局部聚集呈條帶狀，多見于片麻巖型礦石中，礦石中亦見少量斑點狀。

種屬：X衍射分析和電子探針定量分析結(jié)果表明，石榴石屬于鐵鋁榴石類。若按MgO含量細分，可劃分為鐵鋁榴石（MgO＜4%，MgO/MgO+FeO分子數(shù)＜16%）和富鎂鐵鋁榴石（MgO＞8%，MgO/（MgO+FeO）＞30%）。

石榴石粒度、晶粒形態(tài)、嵌布方式：石榴石粒度較粗，一般粒度為d=2.0～10.0mm，以3.0～5.0mm常見，大者達35mm。少數(shù)樣品中石榴石粒度較細，d=0.4～0.6mm，野外觀察時若不注意容易遺漏。石榴石晶粒形態(tài)多為渾圓狀，邊緣不甚規(guī)則，在礦石中以變斑晶的形式單顆粒密集分布。少量聚集呈斑塊狀，大小不一，形狀各異，分布不均。石榴石結(jié)晶比較粗大，晶粒中多包裹有卵園狀石英和少量星點狀金屬礦物，部分樣品包裹體較多，形成篩狀變晶結(jié)構(gòu)。其中包含的石英顆粒較粗，d=0.1～0.2mm居多，可以在選礦過程中解離出來；金屬礦物的包裹體粒度d=0.01～0.05mm，部分也可實現(xiàn)分離。但多數(shù)不易分離。

石榴石中裂紋發(fā)育，并在后期次生變化中沿裂紋被黑云母、綠泥石、絹云母等輕度交代。這些裂紋有利于加工破碎，并形成尖棱狀的碎屑。石榴石與石英、長石、云母、矽線石等礦物嵌生，石榴石與其它礦物邊界清楚，相互穿插交代的現(xiàn)象不多。在加工過程中易沿邊界剝離，形成單體。

石榴石顏色、光澤、透明度：石榴石常見顏色有深褐色、褐紅色，部分為褐黑色的玻璃光澤金剛光澤，不透明，風化后則呈褐色，光澤暗淡；含鎂較高石榴石，呈褐紅色-玫瑰色，玻璃光澤金剛光澤，不透明-半透明。目前尚未發(fā)現(xiàn)色澤和純度達到寶石級要求的樣品。

3、其他礦物特征

矽線石是礦石中伴生的有用礦物，通過巖礦鑒定其含量為0～12%。線石產(chǎn)出狀態(tài)有兩種：一是大部分具有柱狀、長柱狀和針柱狀晶形，結(jié)晶完好，邊界清楚，粒度d=0.05mm×0.4mm~0.2mm×0.15mm；二是少部分為毛發(fā)狀、針狀，產(chǎn)于石英之間，垂直石英邊界生長，由于顆粒過于微細。礦石中的脈石礦物主要為石英、長石和云母，偶見藍晶石和十字石。

石英：是主要的脈石礦物，一般含量30%～50%，石英巖型礦石石英含量高達60%以上，片麻巖型礦石含量較低。粒度大小不等：細粒者d=0.05～0.2mm，呈卵圓狀、港灣狀，被石榴石包裹，這部分石英約占石英總量的5%；中粗粒者呈弧形粒狀，相互鑲嵌或與長石鑲嵌產(chǎn)出，常集合成聚晶，形成團塊或條帶狀。石英顆粒潔凈透明，邊界清楚。

長石：礦石中長石含量5%～30%，斜長石和鉀長石都有出現(xiàn)，以斜長石為主，具片麻巖型礦石中主要脈礦物石英巖型礦石含量少。斜長石粒度d=0.4～2.00mm，板狀、不規(guī)則粒狀，多與石英交生產(chǎn)于石榴石間。斜長石常發(fā)生輕微絹云母化。鉀長石屬微斜長石和條紋長石，含量少，與斜長石、石英交生。地表長石常發(fā)生高嶺土化。

云母：以黑云母為主，次為絹云母，局部出現(xiàn)白云母。黑云母d=0.2～0.8mm，片狀、板狀，沿片麻理分布，產(chǎn)于石榴石間。部分黑云母圍繞石榴石生長，或沿裂隙交代石榴石。黑云母次生變化為綠泥石和水黑云母。絹云母一般以交代斜長石形式出現(xiàn)，局部呈細鱗片狀，交錯叢生，集合成透鏡狀、條帶狀與石英相間生長，并交代矽線石。

藍晶石和十字石：偶然見到。藍晶石呈細針柱狀，與纖維狀矽線石共生。十字石呈不規(guī)則柱狀，常被包裹在石榴石中。

金屬礦物：含量1%～2%，粒度0.01～0.4mm。據(jù)光薄片鑒定，金屬礦物主要是磁鐵礦、黃鐵礦，偶見磁黃鐵礦。金屬礦物常呈液滴狀、星點狀被石榴石包裹，但就數(shù)量而言，主要還是以骸晶狀、不規(guī)則粒狀散布于石榴石以外的礦物之間，特別是充填于矽線石之間。

通過以上對該石榴石礦的工藝礦物學特征分析，能夠很清晰的看出該石榴石礦的主要礦物組成及選礦難點、要點，對其選礦工藝及設備的選擇提供一定的技術依據(jù)。