南芬露天铁矿位于辽宁本溪市南芬区东南约4km，属于鞍山—本溪铁矿带重要组成部分，系鞍本地区典型“鞍山式”铁矿床之一。为合理开发利用南芬选矿厂赤铁矿资源，对其进行了系统的工艺矿物学研究，查明了矿石的矿物组成、结构构造、矿物嵌布粒度特征、单体解离情况等，为优化选矿工艺流程提供了重要的基础理论数据。

1、矿石成分

1.1、原矿化学多元素分析

原矿化学多元素分析结果见表1。由表1可知，主要有价元素为铁，全铁品位为32.24%，杂质中的硅含量很高，达50.90%；有害组分硫、磷含量很低，不影响精矿质量。矿石的碱度为（CaO+MgO)/（Al2O3+SiO2）=0.022，属于酸性矿石。

1.2、铁物相分析

原矿铁物相分析结果见表2。由表2可知，铁主要以磁铁矿和赤（褐）铁矿形式存在，其含量占原矿总铁的84.44%，硅酸铁的含量较高，占11.55%，其他形式存在的铁含量较少。

1.3、原矿矿物组成及矿物含量

通过X射线衍射分析、光（薄）片镜下测定等方法进行矿物组成与含量测定，结果见表3。由表3可知，矿石中主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿（含假象、半假象矿），褐铁矿分布罗少；主要脉石矿物为石英、玉髓，含量为46.48%，其次为云母和碳酸盐类矿物方解石、铁白云石；其他脉石矿物分布较少。

2、矿石结构构造

2.1、矿石构造

矿石主要为块状构造和层纹状构造，其中以块状构造为主，少量角砾状构造。

（1）块状构造。矿石颜色为灰黑—黑色，主要由粒状磁铁矿与假象、半假象赤铁矿紧密镶嵌，呈致密状全体而构成。

（2）层纹状构造。粒状磁铁矿均匀分布与石英及少量云母、碳酸盐作层纹状分布而形成，层厚多为1~3mm。

（3）角砾状构造。主要由石英集合体组成大小不等的角砾嵌于矿石中，与铁矿物及其他脉石黑白相间。

2.2、矿石结构

经显微镜下观察，矿石主要具有以下几种主要结构。

（1）粒状结构。磁铁矿、假象赤铁矿呈自形、半自形晶粒状均匀分布，形成自形—半自形粒状结构。

主要脉石矿物石英也常呈他形粒状与磁铁矿交生，形成他形粒状结构。

（2）斑状结构。粗晶磁铁矿或半假象矿呈斑晶产出，基质由石英、云母等脉石矿物组成，部分碳酸盐和少量长石也呈斑晶产出，但基质主要为石英、玉髓。

（3）交代残余结构。主要见于磁铁矿，在氧化条件下沿晶粒边缘或裂开被赤铁矿逐步向内交代，部分仍保留了磁铁矿残晶形成交代残余结构。

（4）脉状结构。云母组成脉状集合体作层状分布，部分碳酸盐有时也组成脉状穿插矿石。

（5）包含结构。在粗晶铁矿物中常包裹少量细粒及石矿物，两者不易解离。

（6）浸染状结构。少量细粒铁矿物呈浸染状嵌于脉石矿物中。

（7）间粒结构。粒状石英和铁矿物两者紧密交生，在部分斑状结构的矿石中，铁矿物与石英则在基质中作间粒结构。

3、矿石中主要金属矿物及脉石矿物的工艺粒度分布特征分析

对矿石中主要的金属矿物以及主要脉石矿物石英（玉髓）进行工艺粒度分析。总体来看，铁矿物工艺粒度分布较细，磁铁矿，赤铁矿和褐铁矿放三者在-0.04mm分布率分别为53.00%、61.48%和54.17%，其中赤铁矿和褐铁矿在-10μm粒度分布率要大于磁铁矿，分别为19.34%和20.69%，而磁铁矿为13.64%。主要及石矿物石英（含玉髓）工艺粒度较铁矿物要粗，在-0.04mm粒级的分布率只有22.46%，多数分布在+0.07mm粒级，分布率为58.32%。主要脉石矿物的这种粒度嵌布特征有利于选矿工艺阶段磨选粗粒抛尾。

4、矿物赋存状态与嵌布特征

（1）磁铁矿为矿石中主要工业铁矿物，有以下几种产出形式：①呈自形、半自形四方体粒状均匀嵌布于矿石中，颗粒一般为单晶，被脉石基底式胶结，晶粒中偶尔见有脉石矿物包裹体，部分晶粒次变为假象赤铁矿；②呈不规则团块状或斑状，这部分颗粒在氧化条件下沿晶粒边缘或裂开由外向内逐步次变为赤铁矿而形成半假象矿，颗粒与自形、半自形粒状晶粒比较相对要粗，在团块或斑晶中常含脉石矿物包裹体；③自形、半自形粒状晶粒组成集合体嵌布，这部分晶粒边缘同样在氧化条件下次变为半假象矿，在集合体的晶粒间隙充填有脉石矿物。以上3种产出形式的磁铁矿以**种结晶粒度*为细小，粒度通常在0.01~0.04mm。

（2）赤铁矿。主要以假象、半假象矿形式存在，通常在氧化条件下由交代磁铁矿而形成。假象矿一般均保留磁铁矿晶体形态并与磁铁矿共生，半假象矿则一般为规则状或不规则状，由次生赤铁矿与磁铁矿残晶紧密连晶而形成。原生赤铁矿在样品中嵌布较少，一般呈细小柱状或细脉状嵌布，与磁铁矿共生。

（3）褐铁矿。呈不规则粒状，在氧化条件强烈时由赤铁矿次变而形成，因此一般与赤铁矿连晶，两者呈过渡状。有时也与磁铁矿共生。

（4）共铁矿。呈不规则他形粒状，颗粒稀少，一般呈浸染状嵌布，主要与脉石矿物共生。

4.2、脉石矿物

（1）石英。不规则他形粒状，单晶或集合体嵌布，主要与粒状磁铁矿交生形成磁铁石英岩。其次与碳酸盐矿物紧密共生，铁矿物呈自形、半自形粒状散布其中，少量与云母等矿物共生，有时呈细粒星点状被包裹于碳酸盐集合体中，晶粒中常包裹微细粒铁矿物。

（2）玉髓。主要呈细粒集合体嵌布，其中有时夹杂少量放射状、球粒状细小晶粒，并呈波状消光。集合体中有时穿插碳酸盐脉或伴生长石斑晶，晶粒中常包裹微细粒铁矿物。

（3）云母。主要为金云母，晶体一般为长条状集合体作层状分布。部分为黑云母，呈片状或柱状，晶粒中包裹细粒铁矿物，与粒状石英共生，部分金云母或黑云母发生绿泥石化。

（4）碳酸盐。主要为方解石，少量铁白云石，主要与石英共生。有时形成斑状，基质则细粒石英和铁矿物组成。有的碳酸盐还呈细粒致密集合体嵌布，其中包裹少量细粒石英。除以上几种主要产出形式外，少量呈脉状穿插于矿石。

（5）长石。自形晶柱状，单晶或连晶均有分布，呈斑状产出，但含量较少。基质主要由玉髓组成，其中夹杂少量细粒铁矿物。

（6）绿帘石、石榴石。呈他形粒状，两者紧密互嵌与铁矿物共生。

（7）绿泥石。主要由金云母、黑云母次生变化而形成，因此常保留了云母的假象，主要与石英共生。

（8）阳起石。柱状或纤维状集合体，主要与石英互层嵌布，部分呈簇状集合体嵌于石英集合体中，集合体中常包裹微细粒铁矿物。

5、结论

（1）南芬赤铁矿矿石是一种酸性矿石，主要有用铁矿物为磁铁矿和赤铁矿及少量褐铁矿，主要脉石矿物为石英（玉髓），另有少量云母、阳起石和碳酸盐（方解石、铁白云石），其他硅酸盐类矿物分布极少。有害元素硫、磷含量低微，因此不会对精矿质量造成影响。

（2）矿石中有用铁矿物磁铁矿、赤铁矿（含假象、半假象）和褐铁矿工艺粒度总体偏细，半数以上分布于-0.04mm粒级，主要脉石矿物石英粒度要大于铁矿物，主要分布在+0.07mm粒级，因此有利于选矿工艺尽早抛尾，从而降低选矿成本。

（3）矿石中赤铁矿除原生矿外，以假象、半假象的形式存在，该矿物是由磁铁矿在氧化条件下次变而形成，因此在形态特征和物理特性磁性率等方面均相似或接近于磁铁矿。在弱磁选时部分半假象矿易随磁铁矿进入弱磁精矿。

（4）从矿物嵌布特征来看，主要脉石矿物石英与有用矿物关系紧密，部分石英、玉髓中包裹微细粒铁矿物，同时还有一部分细晶磁铁矿不易于石英达到单体解离，这部分石英随磁铁矿进入精矿，是影响精矿品位的主要原因。

（5）根据原矿工艺矿物学研究结果并结合目前选矿技术发展现状，推荐试验工艺流程：阶段磨矿—中磁—强磁—反浮选流程、阶段磨矿—弱磁—细筛—提质—强磁—反浮选流程、阶段磨矿—重—磁—浮联合流程进行试验研究。

相关设备：赤铁矿选矿设备、锰矿选矿设备、金矿选矿设备、铜矿选矿设备。