Occurrence and Distribution of Niobium in Aegirine-type Rare Earth Ore in Bayan Obo Mine
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摘要:
采用多元素分析、偏光显微镜、场发射扫描电镜、微区能谱分析及AMICS自动矿物分析系统对白云鄂博矿床主、东矿内霓石型稀土矿石中的铌元素赋存状态及分布规律进行了系统分析。结果表明：主、东矿霓石型稀土矿石中铌的品位（Nb2O5）分别为0.22%和0.14%，主矿铌品位高于东矿。主、东矿霓石型稀土矿石中分别有82.78%、80.21%铌元素以独立矿物形式存在于易解石、铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石及包头矿等铌矿物中。易解石和烧绿石为主、东矿霓石型稀土矿石中分布最广泛的两种铌矿物，其中的铌元素分布率普遍高于铌铁矿、铌铁金红石等其他铌矿物。主矿易解石的矿物含量高于东矿，烧绿石含量在主、东矿间无明显变化。根据上述研究结果，建议采用重选、磁选、浮选和化学选矿联合的阶段磨矿阶段选别流程。
Abstract:The occurrence and distribution of niobium in the aegirine-type rare earth ore in the main and east mines of Bayan Obo deposit were systematically analyzed by means of multi element analysis, Polarizing microscope, field emission scanning electron microscope, micro area energy spectrum analysis and AMICS automatic mineral analysis system. The results show that the grade of niobium (Nb2O5) in the aegirine-type rare earth ore in the main and east mines is 0.22% and 0.14% respectively, and the grade of niobium in the main ore is higher than that in the east ore. There are 82.78% and 80.21% of Nb in the aegirine-type rare earth ore of the main and east ores respectively in the form of independent minerals, such as calcite, niobite, ferroniobium rutile, pyrochlore and Baotou ore.The two niobium minerals, mainly calcite and pyrochlore, are the most widely distributed in the aegirine-type rare earth ore of the main and east mines of Bayan Obo deposit, in which the distribution rate of niobium element is generally higher than that of niobite, ferroniobium rutile and other niobium minerals.The mineral content of calcite in the main ore is higher than that in the east ore, and there is no obvious change in pyrochlore content between the main ore and the east ore. According to the above research results, it is suggested to adopt the stage grinding stage separation process of gravity separation, magnetic separation, flotation and chemical separation.
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Key words:
- Bayan Obo ore /
- aegirine-type rare earth ore /
- niobium /
- occurrence state /
- distribution law
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表 1 主矿霓石型稀土矿石多元素分析结果
Table 1. Multi element analysis results of aegirine-type rare earth ore in main ore
元素 REO Nb2O5 Na2O K2O MgO CaO BaO 含量/% 8.67 0.22 6.16 0.027 0.45 5.61 2.71 元素 TFe mFe FeO MnO2 SiO2 TiO2 Al2O3 含量/% 11.74 4.45 19.77 0.35 35.00 0.42 0.28 元素 P2O5 F S ThO2 Sc2O3 含量/% 2.08 0.39 2.35 0.029 0.0052 
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表 2 东矿霓石型稀土矿石多元素分析结果
Table 2. Multi element analysis results of aegirine-type rare earth ore in the east mine
元素 REO Nb2O5 Na2O K2O MgO CaO BaO 含量/% 6.9 0.14 4.24 0.61 0.28 11.33 6.04 元素 TFe mFe FeO MnO2 SiO2 TiO2 Al2O3 含量/% 13.78 7.07 2.83 1.86 25.14 0.35 0.25 元素 P2O5 F S ThO2 Sc2O3 含量/% 2.86 6.11 0.46 0.058 0.015
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表 3 主矿霓石型稀土矿石矿物组成
Table 3. Mineral composition of aegirine-type rare earth ore in the main ore
矿物名称 磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿 磁黄铁矿 菱铁矿 钛铁矿 金红石 氟碳铈矿 氟碳钙铈矿 黄河矿 含量/% 6.64 3.16 4.35 0.20 0.01 0.56 0.03 5.80 0.89 1.39 矿物名称 独居石 褐帘石 易解石 铌铁矿 铌铁金红石 烧绿石 褐钇铌矿 包头矿 石英 长石 含量/% 3.59 0.02 0.30 0.01 0.06 0.09 0.01 0.03 0.87 0.04 矿物名称 闪石 辉石 云母 方解石 白云石 萤石 磷灰石 重晶石 其他 含量/% 6.85 42.64 0.29 4.74 3.17 3.28 5.95 4.10 1.02
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表 4 东矿霓石型铌稀土铁矿石矿物组成
Table 4. Mineral composition of aegirine-type niobium rare earth iron ore in the east mine
矿物名称 磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿 磁黄铁矿 菱铁矿 钛铁矿 金红石 氟碳铈矿 氟碳钙铈矿 黄河矿 含量/% 25.18 7.21 2.93 0.11 0.02 0.55 0.01 6.43 0.78 1.80 矿物名称 独居石 褐帘石 易解石 铌铁矿 烧绿石 包头矿 石英 铌铁金红石 褐钇铌矿 长石 含量/% 3.13 0.01 0.21 0.02 0.11 0.01 1.11 0.04 0.01 0.03 矿物名称 闪石 辉石 云母 方解石 白云石 萤石 磷灰石 重晶石 其他 含量/% 4.29 24.09 0.36 3.65 2.94 3.60 6.29 4.01 0.98
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表 5 铌铁矿能谱分析结果
Table 5. Energy spectrum analysis results of niobite
元素 Nb O Fe Mn Ti Sc 含量/% 51.42 30.81 10.01 4.56 1.99 1.22 注：数据为多点能谱分析结果平均值。
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表 6 铌铁金红石能谱分析结果
Table 6. Energy spectrum analysis results of ferroniobium rutile
元素 Nb O Ti Fe 含量/% 39.79 25.35 17.89 16.97 注：数据为多点能谱分析结果平均值。
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表 7 易解石能谱分析结果
Table 7. Energy spectrum analysis results of calcite
元素 O Nb Ti Ca Fe Th La Ce 含量/% 22.49 27.89 12.78 1.52 1.46 2.39 2.19 5.04 元素 Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y 含量/% 1.10 15.37 3.78 2.12 0.37 0.39 0.27 0.86 注：数据为多点能谱分析结果平均值。
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表 8 烧绿石能谱分析结果
Table 8. Energy spectrum analysis results of pyrochlore
元素 O Nb Ti Ca Fe F Na 含量/% 21.89 45.60 1.45 11.17 1.29 3.50 5.12 注：数据为多点能谱分析结果平均值。
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表 9 主、东矿霓石型稀土矿中Nb2O5平衡计算结果
Table 9. Nb2O5equilibrium calculation results inaegirine-type rare earth ore of main and East mines
/% 矿物 Nb2O5 主矿 东矿 矿物含量 分布量 分布率 矿物含量 分布量 分布率 磁铁矿 0.0555 6.64 0.3685 1.89 25.18 1.3975 7.48 赤铁矿 0.0510 3.16 0.1612 0.82 7.21 0.3677 1.97 黄铁矿、磁黄铁矿 0.0150 4.55 0.0683 0.35 3.04 0.0456 0.24 氟碳铈矿、氟碳钙铈矿 0.0220 6.69 0.1472 0.75 7.21 0.1586 0.85 黄河矿 0.0047 1.39 0.0065 0.03 1.80 0.0085 0.05 独居石 0.0210 3.59 0.0754 0.39 3.13 0.0657 0.35 易解石 27.8950 0.30 8.3685 42.83 0.21 5.8580 31.34 铌铁矿 73.7200 0.01 0.7372 3.77 0.02 1.4744 7.89 铌铁金红石 12.7500 0.06 0.7650 3.92 0.04 0.5100 2.73 烧绿石 63.1000 0.09 5.6790 29.06 0.11 6.9410 37.14 包头矿 20.8300 0.03 0.6249 3.20 0.01 0.2083 1.11 闪石 0.2070 6.85 1.4180 7.26 4.29 0.8880 4.75 辉石 0.0200 42.64 0.8528 4.36 24.09 0.4818 2.58 云母 0.0440 0.29 0.0128 0.07 0.36 0.0158 0.08 方解石、白云石 0.0022 7.91 0.0174 0.09 6.59 0.0145 0.08 萤石 0.0160 3.28 0.0525 0.27 3.60 0.0576 0.31 磷灰石 0.0290 5.95 0.1726 0.88 6.29 0.1824 0.98 重晶石 0.0027 4.10 0.0111 0.06 4.01 0.0108 0.06 注：表中各矿物Nb2O5数据源于文献[15].
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图(4)
表(9)
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