西北地区某钛铁矿中钪的赋存状态研究

刘飞燕; 谢志远; 李成秀; 周家云

doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2023.04.027

西北地区某钛铁矿中钪的赋存状态研究

1.
中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川　成都　610041

2.
四川省地质矿产（集团）有限公司，四川　成都　610036

基金项目: 中国地质调查局地质大调查项目（DD20230039）；四川省科技厅项目（2022ZHCG0124）

详细信息

作者简介: 刘飞燕（1975-），女，高级工程师，主要从事工艺矿物学研究工作

通讯作者: 谢志远（1977-），男，高级工程师，主要从事地质调查工作

中图分类号: TD952;P575

收稿日期: 2023-06-12

刊出日期: 2023-08-25

Occurrence of Scandium in a Ilmenite Ore in Northwest China

1.
Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources, CAGS, Chengdu, Sichuan, China

2.
Sichuan Geological and Mineral Resources Group Co., Ltd, Chengdu, Sichuan, China

More Information

Corresponding author: Xie Zhiyuan, 105772041@qq.com

Received Date: 12 June 2023

Publish Date: 25 August 2023

摘要

摘要:
这是一篇工艺矿物学领域的论文。为查清某伴生钪的低品位钛矿矿石性质，采用化学分析、电子探针、X射线衍射、AMICS矿物自动分析仪和光学显微镜等手段，对矿石的物质组成、矿物嵌布特征以及钪、铁、钛元素的赋存状态进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明：矿石中钪主要赋存于钙镁硅酸盐中，分布率达94.93% ，仅针对钙镁硅酸盐类矿物进行选冶工作即可取得优异的钪回收指标。研究结果对钛矿石伴生钪的选冶及矿床下一步开发利用具有重要指导意义，也对类似含钪钛矿床中钪的赋存状态研究具有重要启示。
- 工艺矿物学 /
- 西北地区 /
- 钛铁矿 /
- 磁铁矿 /
- 钪 /
- 钙镁质硅酸盐矿物 /
- 赋存状态
Abstract:
This is an essay in the field of process mineralogy. In order to find out the properties of low-grade titanium ore with scandium, chemical analysis, electron microscope, X-ray diffraction, automatic mineral analyzer and optical microscope are used to analyze the material composition and mineral embedding characteristics of the ore. From the perspective of process mineralogy, the occurrence state of titanium, iron, and scandium has been studied in detail. The results show that the scandium in the ore mainly occurs in calcium-magnesium silicate, with a distribution rate of 94.93%. An excellent scandium recovery index can be obtained by beneficiating and smelting this silicate mineral. The research results have important guiding significance for the selection and smelting of scandium associated with titanium ore and the next development and utilization of the deposit. It also has important implications for the study of the occurrence of scandium in similar scandium-bearing titanium deposits.
- Process mineralogy /
- Northwest China /
- Ilmenite /
- Magnetite /
- Scandium /
- Calcium magnesium silicate minerals /
- Occurrence state

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图 1 钛铁矿在矿石中的嵌布特征

Figure 1.

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表 1 矿石主要化学成分分析结果 /%

Table 1. Chemical analysis results of raw ore

K₂O	TFe	TiO₂	MgO	Al₂O₃	CaO	Al₂O₃	Na₂O	MnO	SiO₂	P
0.14	10.21	4.54	6.10	11.40	12.55	11.41	2.55	0.17	43.73	0.11

V₂O₅	S	Sc₂O₃^*	Sr^*	Cr^*	W^*	Y^*	Ge^*	Ga^*	Ce^*	Co^*
0.07	0.04	55.50	323	50.9	28.3	19.7	17.1	17	14	60.0
*单位为g/t。

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表 2 矿石矿物含量

Table 2. Mineral composition and content of raw ore

矿物类别	矿物名称	含量/%
电磁性脉石	角闪石、辉石	45.63
	绿泥石	1.35
	橄榄石	0.33
	云母	0.12
非磁脉石	长石	39.82
	方解石	0.86
	磷灰石	0.68
	石英	0.45
	石膏	0.34
铁矿物	磁铁矿	2.34
铁矿物	赤-褐铁矿	0.47
钛矿物	钛铁矿	6.80
钛矿物	榍石	0.04
微量矿物	磁黄铁矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、锆石等	偶见

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表 3 钛铁矿的电子探针分析结果 /%

Table 3. Electron probe analysis results on the Ilmenite

点号	FeO	TiO₂	Sc₂O₃	SiO₂	MnO
1	47.775	49.781	0.000	0.029	0.900
2	48.784	50.037	0.008	0.077	0.702
3	47.701	50.325	0.017	0.115	0.792
4	47.554	50.262	0.003	0.018	0.739
平均	47.954	50.101	0.007	0.06	0.783

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表 4 磁铁矿电子探针分析结果/%

Table 4. Electron probe analysis results on the magnetite

序号	FeO	TiO₂	Cr₂O₃	V₂O₅	Sc₂O₃
1	92.764	0.218	0.437	1.942	0.000
2	92.954	0.221	0.065	1.122	0.009
3	92.697	0.184	0.108	2.841	0.000
4	92.199	0.184	0.883	1.541	0.014
5	91.669	0.402	1.066	1.873	0.008
平均	92.456	0.242	0.512	1.864	0.006

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表 5 角闪石电子探针分析结果/%

Table 5. Electron probe analysis results on the hornblende

序号	CaO	FeO	Na₂O	K₂O	TiO₂	Sc₂O₃	MgO	SiO₂	Al₂O₃
1	19.231	12.686	0.462	/	2.961	/	12.438	50.691	2.726
2	20.894	12.348	0.362	0.010	2.297	0.053	11.837	51.663	1.277
3	19.325	12.973	0.485	0.019	1.173	0.006	12.674	50.448	3.280
平均值	19.817	12.669	0.436	0.010	2.144	0.020	12.316	50.934	2.428

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表 6 辉石电子探针分析结果/%

Table 6. Electron probe analysis results on the pyroxene

序号	Na₂O	K₂O	TiO₂	Sc₂O₃	MgO	CaO	FeO	SiO₂	Al₂O₃
1	1.892	0.523	3.64	0.003	11.23	10.725	15.656	41.285	13.369
2	2.04	0.466	2.125	-	11.657	11.129	13.957	42.482	14.687
3	2.368	0.728	3.007	0.011	10.062	10.849	16.874	42.483	12.958
平均	2.100	0.572	2.924	0.005	10.983	10.901	15.496	42.083	13.671

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表 7 斜长石电子探针分析结果/%

Table 7. Electron probe analysis results on the Plagioclase

序号	FeO	TiO₂	Sc₂O₃	MgO	CaO	SiO₂	Na₂O	K₂O	Al₂O₃
1	1.230	0.047	-	0.228	8.890	51.906	5.409	0.163	31.471
2	0.174	0.006	-	0.005	10.134	54.200	5.385	0.051	31.833
平均	0.702	0.0265	-	0.1165	9.512	53.053	5.397	0.107	31.652

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表 8 单矿物化学分析结果/%

Table 8. Chemical analysis of key elements of pure minerals

样品	TiO₂	TFe	Sc₂O₃*
磁铁矿类	3.80	65.20	1.39
钛铁矿	47.89	36.73	50.00
角闪石类磁性矿物	2.69	11.38	136.00
长石类非磁性矿物	0.09	1.27	0.00
*单位为g/t。

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表 9 矿石中钪金属量平衡配分结果

Table 9. Calculation results of scandium equilibrium in raw ore

矿物	矿物含量	Sc₂O₃含量/ （g/t）	Sc₂O₃的配分量/（g/t）	Sc₂O₃分布率/%
磁铁矿	2.81	1.39	0.04	0.06
钛铁矿	6.80	50.00	3.40	5.01
电磁性脉石	47.39	136.00	64.45	94.93
非磁脉石	42.19	-	0.00	0.00
其他	0.81	-	0.00	0.00
合计	100.00		67.89	100.00

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参考文献(8)

[1]	赵芝, 王登红, 张国华, 等. 钪—稀散家族中的稀土稀土家族中的贵族[J] 国土资源科普与文化, 2019(3)13-15. ZHAO Z, WANG D H, ZHANG G H, et al. Nobles in rare earth rare earth family of dcandium dcatter family [J] Science Popularization and Culture of Land and Resources, 2019 (3) 13-15.
[2]	赵开乐, 闫武, 刘飞燕, 等. 细粒嵌布硫化钼矿铜钼高效分离技术[J]. 矿产综合利用, 2021(2):1-7. ZHAO K L, YAN W, LIU F Y, et al. High efficiency separation of chalcopyriten from a fine disseminated molybdenite[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2021(2):1-7. ZHAO K L, YAN W, LIU F Y, et al. High efficiency separation of chalcopyriten from a fine disseminated molybdenite [J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2021(2): 1-7.
[3]	王濮, 潘兆橹, 翁玲宝, 等. 系统矿物学[M]. 北京: 地质出版社, 1987. WANGP, PAN Z L, WENG L B, et al. Systematic mineralogy[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1987.
[4]	常丽华, 陈曼云等. 地质调查工作方法指导手册-透明矿物薄片鉴定手册[M]. 北京: 地质出版社, 2006. Chang L H, Chen M Y, etc. Guide manual for geological survey methods-transparent mineral slice identification manual [M]. Beijing: Geological Publishing House, 2006.
[5]	刘飞燕, 杨磊, 陈家彪等, 某铁矿床中铁钴矿物的工艺矿物学研究[J]. 现代矿业, 2011(12): 119-120. LIU F Y, YANG L, CHEN J B, et al. Study on process mineralogy of iron cobalt minerals in an iron ore deposit[J]. Modern Mining, 2011 (12): 119-120.
[6]	黄雯孝, 卢可可. 攀西钒钛磁铁矿尾矿中钪的提取工艺研究[J]. 矿产综合利用, 2020(2):135-139. HUANG W X, LU K K. Study on scandium extraction technology for Panxi vanadium titanium magnetite tailings[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(2):135-139. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.02.024 HUANG W X, LU K K. Study on scandium extraction technology for Panxi vanadium titanium magnetite tailings[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(2): 135-139. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2020.02.024
[7]	陈福林, 杨晓军, 蔡先炎, 等. 攀西地区白马辉长岩型超低品位钒钛磁铁矿选铁试验研究[J]. 矿产综合利用, 2020(6):26-30. CHEN F L, YANG X J, CAI X Y, et al. Experimental study on iron separation of baima gabbro-type ultra-low-grade vanadium-titanomagnetite in Panxi Area[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(6):26-30. CHEN F L, YANG X J, CAI X Y, et al. Experimental study on iron separation of baima gabbro-type ultra-low-grade vanadium-titanomagnetite in Panxi Area[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2020(6): 26-30.
[8]	李得立, 曾小波, 魏友华, 等. 矿山企业矿产资源开发利用水平评价方法研究 ——以湖南省金矿矿山为例[J]. 矿产综合利用, 2019(5):22-27. LI D L, ZENG X B, WEI Y H, et al. Research on evaluation method of mineral exploration level for mine enterprise-taking Hunan provice gold mine enterprise as an example[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2019(5):22-27. LI D L, ZENG X B, WEI Y H, et al . Research on evaluation method of mineral exploration level for mine enterprise-taking Hunan provice gold mine enterprise as an example[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2019(5): 22-27.