某铁矿选矿厂中的铁矿属于矽卡岩铁矿，选厂采用浮选—磁选—重选原则工艺流程对铁、铜、钴矿物进行综合回收，但选矿厂流程考察发现，选矿厂实际选矿生产指标特别是铜和钴的分选指标不稳定，铜、钴分离浮选效果差，回收率偏低。为找出问题的原因，该厂对矿石的性质进行试验分析。

一、实验

1、实验原料

样品采自山东莱芜地区矽卡岩铁矿床，矿石块度均在6mm以下，矿石在实验室经过混匀－缩分－破碎－干式振动研磨后制得分析样。

2、实验方法

将有代表性的块状矿石分别加工成薄片和光片，利用偏光显微镜和扫描电子显微镜研究矿石的矿物组成、晶体嵌布特性以及各矿物之间的共生关系，将缩分出的样品经过破碎－磨矿工艺制得测试分析样，利用Ｘ射线衍射仪研究样品的矿物组成，利用化学物相分析方法研究样品的化学组成及铁物相、铜物相及钴物相。

二、结果与讨论

1、矿石化学成分

利用化学分析方法研究了矿石的化学成分，研究结果表明，矿石中TFe为40.86％，FeO质量分数为15.06％，磁性率（FeO／TFe）为37.10％，属典型的磁铁矿矿石；铁矿石碱度系数为0.82，为自熔性矿石。矿石中伴生有价成分铜和钴，其中铜品位为0.131％，钴品位为0.018％，选矿工艺流程制定时应充分考虑铁、铜和钴的综合回收。另硫含量为0.85％，矿石中其他杂质元素主要为Si，Ca，Mg，Al。

2、 矿物组成

综合利用Ｘ射线衍射分析、偏光显微镜研究了矿石中主要矿物组成，矿石中主要金属矿物为磁铁矿，含量52％；含少量赤（褐）铁矿、黄铁矿、辉铜矿、黄铜矿。非金属矿物主要为方解石、白云石，另含少量辉石、石英、绿泥石、云母等。

3、主要金属矿物的嵌布特性

（1）磁铁矿。含量52％，多呈半自形—他形粒状结构，呈稠密浸染状、团块状分布，嵌布粒度以中细粒为主，大多在0.1mm～0.01mm之间。扫描电镜能谱分析结果表明磁铁矿化学成分：FeO31.03％，另含少量的Mg和Co等，是Co赋存的主要载体之一，也是浮选过程中钴回收率降低的主要原因之一，另镜下鉴定发现，磁铁矿与黄铜矿和辉铜矿及黄铁矿共生关系密切。

（2）黄铁矿。含量1.5％，多呈半自形—他形粒状、浸染状分布，以中细粒嵌布为主，嵌布粒度分布区间为0.1mm～0.01mm，部分黄铁矿与黄铜矿、磁铁矿等金属矿物连体，与方解石、白云石等脉石矿物共生。

（3）辉铜矿。含量小于1％，属于次生铜矿物，多呈不规则他形粒状，浸染状、团窝状分布，以微细粒嵌布为主，粒度一般在0.08mm～0.01mm之间。显微镜观察发现部分辉铜矿蚀变成孔雀石、铜蓝等矿物，多与黄铜矿、磁铁矿等金属矿物共生。

（4）黄铜矿。含量小于1％，多呈不规则粒状，浸染状、微细带状分布，以微细粒嵌布为主，一般在0.1mm～0.01mm之间，黄铜矿与辉铜矿、磁铁矿、黄铁矿等金属矿物共生关系密切，部分与方解石、白云石等脉石矿物共生。

4、矿石中铁、铜、钴理论回收率的计算

（1）由铁矿石中铁物相分析结果可以看出，矿石中磁性铁的占有率为91.31％，也即通过弱磁选回收矿石中的磁铁矿，铁的理论回收率为91.31％，另由于矿石中含有一定量的弱磁性矿物赤铁矿和褐铁矿，该类铁矿物在弱磁选回收时将流失于尾矿中。

（2）由铁矿石中铜物相分析结果，结合反光显微镜对矿石光片的镜下鉴定，矿石中铜的物相组成较为复杂，主要硫化铜矿物为黄铜矿、辉铜矿，另含有少量斑铜矿和硫铜钴矿等；氧化铜主要为硫化铜矿物蚀变而成的孔雀石等氧化铜矿物，其中易于浮选回收的原生硫化铜的占有率较低，因此铜矿物浮选时其回收率较低，预计浮选铜理论较大回收率为65.65％。

（3）由铁矿石中钴物相分析结果，结合偏光显微镜及能谱分析，钴除少量呈独立的硫铜钴矿外，绝大部分钴是呈分散状态赋存于磁铁矿和黄铁矿中。而且矿石中钴的物相组成复杂，硫化钴占有率仅为30.56％，预计浮选钴精矿品位较低，钴理论回收率为30.56％。

综述所述，通过对该矿石中金属矿物的工艺矿物学性质的研究，为矿石中铁、铜、钴生产指标的优化以及选矿厂生产技术管理提供技术支持。