鹤庆北衙矿业有限公司 671507
摘要：根据我国铁矿生育的主要类型，铁矿床主要有三类；然后对铁矿床中铁的化学物相进行分析，并简述了化学分析方法及其步骤。
关键词：铁矿；铁物相；化学分析方法
一、铁矿床的类型
1、沉积变质铁矿床
这类铁矿床是最重要的类型 ，约占世界铁矿产量的60%。主要分存于我国的东北、华北地区。其主要矿物有磁铁矿、赤铁矿、假象或半假象赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镁铁白云石、白云石、石英、透闪石、铁镁闪石、绿泥石、阳起石、黑云母以及少量黄铁矿磁黄铁矿。推荐的分可执行流程如图1。黄铁矿单独取样测定。在磁性矿已严重氧化的情况下，此流程的第一步可改为：称0.2000g试样，注意控制用水量，进行湿法内磁选，于磁性部分测定磁性铁，非磁性部分按流程图分析碳酸铁等。当这类铁矿石中绿泥石较多时，浸取碳酸铁的溶剂可改为NH4Cl-邻菲罗啉。易溶硅酸铁含量较少量，可用HCl-SnCl2室温浸取赤铁矿、褐铁矿，于浸取后的残渣中测定硅酸铁和黄铁矿。若要测定磁黄铁矿,则将磁性部分置于水浴上烘干，用30mL溴甲醇（5+95）浸取30min，用磁块吸住倾洗分离,于溶液中测定磁黄铁矿,磁性部分测定磁性铁。
2、岩浆晚期铁矿床
这类铁矿在我国以四川攀枝花和河北大庙怕钒钛磁铁矿为代表。金属矿物主要有钛磁铁放、钛铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、硫镍钴矿等。脉石矿物有辉石、橄榄石、角闪石斜长石、绿泥石、阳起石、尖晶石、高岭土、磷灰石和方解石等。
流程中用HBr-SnCl2浸取磁铁矿时，钛铁矿的浸取率为1%-3%。由于易溶硅酸盐较多，所以非磁性部分选择溶解硅酸盐，此时钛铁矿的浸取率约1%。此类铁矿石中，多种矿物中有Fe、Ni、Co、Mn等元素呈类质同象状态存在，可在各相中测定有关元素，并查明它们的赋存状态。
3、沉积铁矿床
世界铁矿石产量的30%属于此类铁矿床,我国河北的宣龙铁矿和湖南宁乡铁矿是这类铁矿订的代表。其组成较简单，赤铁矿和褐铁矿为主要的矿物，磁铁矿、菱铁矿较少，脉石矿物有石英、绿泥石、海绿石、绢云母、蛇纹石等，硫化物有黄铁矿和磁黄铁矿，有的矿石含高价锰可达百分之几。其矿石特征是矿物嵌布粒度很细，单矿物的解离度较差。褐铁矿含量高，在拟订分析流程时要注意串相现象。
二、化学分析方法概述
在一般情况下，金红石砂矿的选矿工艺主要选取金红石,化学物相分析只测定金红石能满足要求。随着各种含钛矿床的开采，配合选矿工艺的需要，制定了更具普遍意义的钛矿石的化学物相分析流程(见图1)。
钛磁铁矿的分离 通常在31.8×103-47.74×103A/m的磁场强度进行反复湿法磁选，这样选出的钛磁铁矿难免还夹带一些钛铁矿、榍石及连生体等。为此，磁性部分还需要用20%HCl在沸水浴上浸取6h,以便浸取钛磁铁矿。在此条件下，被夹带的钛沸水浴上浸取率达3%-6%，榍石浸取20%-40%。
图1 钛矿石的化学物相分析流程
榍石等含钛硅酸盐矿物的分离 榍石及其他含钛硅酸盐矿物，按其在常用无机酸中的溶解行为很难与钛铁矿分离。有人用H3PO4在沸水浴上浸取4h溶解钛铁矿，但榍石浸取率在15%以上，金红石的浸取4h溶解钛铁矿，但榍石浸取率在15%以上，金红石的浸取率也很高。尽管用K2S2O7熔融分解钛铁矿能与某些含钛硅酸盐分离，但榍石也被分解，达不到分离的目的。
钛铁矿经氧化焙烧分解成Fe2O3和TiO，榍石和金红石不发生变化。试验表明,金红石在溶剂中的浸取率不随焙烧温度变化而变化;屑石的浸取率仅在温度高于800℃时才略有降低之趋势;而钛铁矿的浸取率随焙烧温度升高先是急剧下降，当焙烧温度高于800℃时，又明显上升，研究指出，随着焙烧温度升高，钛铁矿中Fe2+含量明显降低(表1)，钛铁矿的晶格受到破坏，形成了新的物质：400℃时钛铁矿开始发生变化，600℃时钛铁矿部分分解为赤铁矿和金红石，700-800℃时钛铁矿已全部分解为赤铁矿和金红石，950℃以上又转变为铁板钛矿。钛铁矿和铁板钛矿都比金红石易溶，所以出现了上述那种浸取率变化。显然，为了降低钛铁矿的浸取率，焙烧温度以800℃为宜。
表1 钛铁矿经不同温度焙烧后的Fe2+含量
焙烧后的试样，用NH4F-HNO3溶液浸取榍石等含钛硅酸盐矿物。当试样中含钛硅酸盐矿物含量较高时，宜采用40g/L NH4HF2-30%HNO3溶液;当含钛硅酸盐矿物主要榍石时，可采用30g/L NH4HF2-10%HNO3溶液。在前一种条件下，钛铁矿浸取率为4%;在后一种条件下，钛铁矿浸取率为1%，金红石浸取率为0.17%。
钛铁矿分离 用H3PO4溶解钛铁矿，加热温度必须控制在140-150℃,且金红石溶解达10%。采用20g/L NaF-70HCl在沸水浴上加热1h浸取钛铁矿，金红石浸取率可降低至1.6%。但实践中发现，此溶剂并不理想,改用70%HCl与HF以(1+1)混合，沸水浴浸取30min。虽然钛铁矿可以溶解，但金红石浸取率在4%以上，此种溶剂只适用于含钛铁矿为主的试样，而含金红石为主的试样，可用含3g NH4HF2的HCl加热浸取钛铁矿,金红石浸取率为1.5-2%。
三、化学分析步骤
钛磁铁矿的测定 称取0.5000g试样，在31.83×103-47.74×103A/m磁场强度下反复湿法磁选。磁性部分用50mL20%HCl于沸水浴上浸取6h。过滤，2%HCl溶液洗涤，于滤液中测定钛磁铁矿中钛。
榍石等含钛硅酸盐矿物的测定 若试样中含钛硅酸盐矿物主要是榍石，则非磁性部分置于瓷坩埚中,在800℃高温炉中稍开启炉门焙烧30min。冷却后，将试样扫入100mL小口塑料瓶中，加入30mL30g/L NH2HF2-10%HNO3溶液，在沸水浴上浸取40min并不断搅拌。过滤，用5%HNO3洗涤。于滤液中加10mLH2SO4(1+1),加热冒H2SO4至近干，再加10mL H2SO4(1+1)，沿烧杯壁吹洗少量水，加热溶解。于溶液中测定钛。
若试样中除了榍石外，还有其他含钛硅酸盐矿物,则非磁性部分经800℃焙烧后用50mL含40g/L NH4F-30%HNO3在沸水浴上浸取1.5h，过滤，用5%HNO3洗涤，按上述同样步骤处理滤液。于滤液中测定钛,即为含钛硅酸盐矿物和榍石中钛。
钛铁矿的测定 根据试样情况选用下述三个方法：
(1)金红石为主的试样。称取0.5000g试样，经湿法磁选后，非磁性部分刷入锥形瓶中，加80mL HCl和3g NH4HF2，加热水稀释至100mL左右，趁热过滤，5%H2SO4洗涤。滤液中测定为钛铁矿和榍石(包括含钛硅酸盐)中钛。然后，减去榍石的钛含量，即为钛铁矿中钛。
(2)钛铁矿为主的试样。称取0.5000g试样经湿法磁选后，非磁性部分置于50mL塑料瓶中，加20mL65%HCl和HF混合液(1+1)，于沸水浴上浸取30min，加30mL水稀释，塑料斗过滤，用5%HCl洗涤，于滤液中测定钛,减去榍石和含钛硅酸盐矿物的钛，即为钛铁矿中钛。
(3)一般钛铁矿的试样。将分离钛磁铁矿和含钛硅酸盐矿物的残渣置于瓷坩埚中,灰化，K2S2O7熔融,5%H2SO4浸取，测定钛铁矿和金红石合量，减去金红石合量，减去金红石钛量，即为钛铁矿钛量。
金红石的测定 将(1)或(2)分离钛铁矿和榍石后的残渣连同滤纸置于瓷坩埚中灰化，加5g K2S2O7熔融，用50mL10%H2SO4加热浸取熔块，测定溶液中钛。
参考文献
[1]李伟. 云南某低品位含铁硫化铜矿综合回收试验研究[J]. 矿产综合利用,2018,(01):50-54.
[2]邓琴,余艳平. 玉溪极低品位铁矿选矿工艺试验研究[J]. 云南冶金,2017,46(05):18-21+28.
[3]李周强,董强强. “磨矿-分级”系统两种配置方案的应用和对比[J]. 中国金属通报,2016,(02):46-48.
[4]韦连军,黄庆柒,廖江南. 云南文山某细粒钛铁矿选矿试验研究[J]. 金属矿山,2010,(07):51-54+74.
[5]张恩宏,黄庆柒,高利坤. 云南某钛铁矿粗精矿精选试验研究[J]. 矿业快报,2002,(23):3-6.
论文作者:彭汉梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/13
标签：钛铁矿论文; 金红石论文; 试样论文; 硅酸盐论文; 铁矿论文; 黄铁矿论文; 矿物论文; 《基层建设》2019年第5期论文;