第六章 礦石工藝(新)

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,第六章 礦石工藝,,,第六章 礦石工藝,,6.1,概述,,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,,6.5,礦物物性及其工藝特性,,,,6.1,概述,一 定義：礦石工藝是利用反光顯微鏡的分析方法，研究礦石選冶性能的一門(mén)學(xué)科。因此，它是礦石學(xué)的一個(gè)分支。,,二 研究對(duì)象：礦石及選礦過(guò)程中的各級(jí)產(chǎn)品，以檢查選礦效果，提高選礦質(zhì)量。,,,,6.1,概述,三 研究?jī)?nèi)容及意義,,1,、研究礦石的礦物種類(lèi),——,幫助確定選礦方法 ?

2、???砂金、鉑族礦物、黑鎢礦等,——,這些礦物比重較大，采用重力選礦法。????磁鐵礦、磁黃鐵礦,——,二者具有強(qiáng)磁性，可選擇磁選法。????黃銅礦、方鉛礦等多金屬硫化物,——,對(duì)于多金屬硫化物，應(yīng)采用浮選法。,,2,、研究礦石中礦物的嵌布粒度及連接關(guān)系,——,幫助確定碎礦直徑，查明礦物的單體解離度,,3,、研究有益、有害組分的賦存狀態(tài),——,幫助查明礦石綜合利用的可能性 ???元素賦存狀態(tài)包括,:,獨(dú)立礦物（單質(zhì)，化合物） ???類(lèi)質(zhì)同像混入物　膠體吸附狀態(tài),,4,、查明礦石中組成礦物的物理化學(xué)性質(zhì)差異，如硬度、相對(duì)密度、磁性、電性、潤(rùn)濕性等。,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,一、

3、礦石的化學(xué)成分及分析方法 此部分自學(xué),,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,一,),礦物鑒定方法,,,1,．肉眼鑒定,,,2,．顯微鏡鑒定,3,．其他方法,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,二,),礦物定量測(cè)定方法,,1,．顯微鏡礦物定量法,(,幾何測(cè)定法,),,,顯微鏡礦物定量法是利用體視學(xué)原理，由二維的礦石光、薄片截面上獲取的信息，來(lái)確定以三維形式存在的礦物含量。,,在礦物無(wú)規(guī)律分布于巖、礦石中的條件下，其切面中該礦物所占點(diǎn)數(shù)百分比,(P,P,),等于在某方向截距所占線段百分比,(L,L,),，等于在截面上所占面積百分比,(A,A,),，等于該礦物

4、的體積百分比,(V,V,),。,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,欲測(cè)礦物的質(zhì)量百分含量，可以利用欲測(cè)礦物的密度與礦石的密度將體積百分含量按下列式子轉(zhuǎn)換成礦物質(zhì)量百分含量,(W,B,％,),。,,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,二,),礦物定量測(cè)定方法,,1,．顯微鏡礦物定量法,(,幾何測(cè)定法,),,,(1),面積法,,,(2),線段法,,(3),點(diǎn)數(shù)法,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,二,),礦物定量測(cè)定方法,,2,．松散物料礦物定量方法,,松散物料包括從濱海砂礦和其他砂沉積礦床中取得的重砂、被磨碎的礦石和選礦

5、產(chǎn)品等。對(duì)砂礦和選礦產(chǎn)品的礦物定量，一般是直接測(cè)其中礦物的質(zhì)量百分含量。,,礦物粒度較均勻的一般可用顆粒法進(jìn)行測(cè)定。,,質(zhì)量法是從一定量礦樣中挑選出全部的被測(cè)礦物，用天平稱(chēng)重，即可直接求出礦物的質(zhì)量百分含量。,,松散物料中若含有幾種礦物連生在一起的顆粒，則要將連生體顆粒膠固制成砂光片，再按顯微鏡下礦物定量方法分別統(tǒng)計(jì)測(cè)算連生體顆粒內(nèi)各種礦物的質(zhì)量百分含量。,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,二,),礦物定量測(cè)定方法,,3,．計(jì)算法,,盡管礦石的化學(xué)分析結(jié)果不能全面、直觀地反映有關(guān)礦物種類(lèi)和含量以及元素在不同礦物中的分配，然而，利用化學(xué)分析結(jié)果，結(jié)合對(duì)礦石組

6、成礦物的觀察鑒定，可以通過(guò)計(jì)算、整理，來(lái)確定其中礦物的含量。,,6.2,礦石的化學(xué)成分和礦物組成,二、礦石的礦物組成及其定量測(cè)定,(,二,),礦物定量測(cè)定方法,,4.,圖像分析定量?jī)x（略）,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,一、元素在礦石中的賦存狀態(tài)與選礦工藝,,(,一,),獨(dú)立礦物形式,,(,二,),類(lèi)質(zhì)同象形式,,(,三,),吸附形式,,(,四,),其他賦存形式,,,,1,．顯微包體和超顯微包體,,,2,．晶格缺陷,,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,一、元素在礦石中的賦存狀態(tài)與選礦工藝,,(,四,),其他賦存形式,,,,1,．顯微包體和超顯微包體,,顯微包體指一種礦物在另

7、一種礦物中呈極為細(xì)小的包體，其粒度僅數(shù)微米，為顯微觀察的極限。當(dāng)粒度更細(xì)小，僅能用電子顯微鏡才能觀察清楚時(shí)，則為超顯微包體。,,顯微一超顯微包體主要在下列條件下形成：①以獨(dú)立礦物從溶液中結(jié)晶出來(lái)，如銅藍(lán)中的自然金顯微包體；②從固溶體出溶而分解析出，如鈦磁鐵礦中鈦鐵晶石沿磁鐵礦,(111),面分布的格狀微薄晶片；③從膠體礦物中晶出。,,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,一、元素在礦石中的賦存狀態(tài)與選礦工藝,,(,四,),其他賦存形式,,,,2,．晶格缺陷,,晶格缺陷礦物晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)常呈非理想空問(wèn)格子狀排列而表現(xiàn)出各種缺陷，如位錯(cuò)、空位、鑲嵌構(gòu)造等。,,形成原因,:,,首先由于晶體生長(zhǎng)過(guò)程

8、并非處于絕對(duì)理想的條件，且常常伴隨某些運(yùn)動(dòng)。,,晶體內(nèi)局部之間常發(fā)生相對(duì)位移等，這些都可能導(dǎo)致晶體的缺陷構(gòu)造，由此會(huì)造成晶體內(nèi)異常的孔隙，外來(lái)質(zhì)點(diǎn)就可能充填其中而形成晶格缺陷賦存狀態(tài)。,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,元素賦存狀態(tài)考查工作的一般程序?yàn)椋?,,(1),對(duì)原礦石進(jìn)行光譜分析確定礦石化學(xué)定量分析的項(xiàng)目；,,,(2),對(duì)礦石作化學(xué)定量分析，查明有用和有害元素的百分含量；,,,(3),將礦石進(jìn)行簡(jiǎn)單分選，并對(duì)各分選產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析，以查定該元素在各分選產(chǎn)品中分散或集中的情況；,,,(4),對(duì)該元素富集的分選產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)研究，挑選出單礦物作化學(xué)定量分

9、析；,,,(5),運(yùn)用顯微鏡、掃描,(,透射,),電鏡、電子探針等儀器，以及選擇性溶解、電滲析等化學(xué)分析方法，查明元素的存在形式；,,,(6),將該元素在各礦物中的總含量與礦石品位對(duì)比，若低于礦石品位，則說(shuō)明尚有部分存在于未被發(fā)現(xiàn)的礦物中，還需用其他方法補(bǔ)充查定。,,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,,(,一,),重砂法,,主要適用于結(jié)晶顆粒粗大、含量高、易分選的礦物。重砂法是在鑒定組成礦物，并進(jìn)行礦物定量的基礎(chǔ)上，對(duì)分離提純的單礦物進(jìn)行化學(xué)分析，計(jì)算有用,(,有害,),元素在各礦物中的配分比。重砂法的關(guān)鍵是礦物定量和分離提純礦物。這兩項(xiàng)工作的精度直接影響

10、本方法的質(zhì)量。因此，顆粒細(xì)小選礦回收率很低的鈮鉭礦，或金屬礦床中伴生的金銀等難以定量及分離的礦石類(lèi)型不適宜用此方法。,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,,,(,二,),選擇性溶解法,,選擇性溶解法就是選擇合適的溶劑，在一定條件下，有目的地溶解礦石中某些組分，保留另一些組分，并通過(guò)對(duì)所處理樣品的分析、鑒定，查清礦石中元素的賦存狀態(tài)。,,此法一般可用于細(xì)粒、微量、嵌布關(guān)系復(fù)雜的礦石中元素賦存狀態(tài)的研究。選擇性溶解法亦包括化學(xué)物相分析、淋洗、浸出試驗(yàn)等。,,該法最大缺點(diǎn)是難于選擇專(zhuān)用性的溶劑，故常需進(jìn)行條件試驗(yàn)，測(cè)定溶解系數(shù)加以校正。,,,6.3,元,素的賦存狀

11、態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,,,(,三,),電滲析法,,電滲析法是基于在外加直流高壓電場(chǎng)的作用下，使被吸附的離子解吸下來(lái)，并移向電性對(duì)應(yīng)的電極。,,由于元素的賦存狀態(tài)不同，被解吸的程度也不同，故常用來(lái)研究呈分散狀態(tài)的元素，尤其是對(duì)顯微鏡看不見(jiàn)的呈吸附狀態(tài)存在的元素特別有效。,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,,(,四,),電子探針及掃描電鏡法,,此法不僅用于獨(dú)立礦物的化學(xué)成分測(cè)定及礦物鑒定，而且對(duì)類(lèi)質(zhì)同象成分的測(cè)定以及礦物內(nèi)部微細(xì)包體化學(xué)成分測(cè)定也有很大作用。用微區(qū)掃描的方法對(duì)吸附成分的研究也有一定作用。由于電子探針在光、薄片上的掃描圖像

12、，可直接顯示元素的分布狀態(tài)，因而常用以驗(yàn)證其他研究方法得出的以分散狀態(tài)賦存的元素的分布特征。,,,6.3,元,素的賦存狀態(tài)及其研究方法,二、元素賦存狀態(tài)的研究方法,,,(,五,),數(shù)理統(tǒng)計(jì)法,,將數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用于元素賦存狀態(tài)的研究是近年發(fā)展起來(lái)的。它是把大量化學(xué)分析數(shù)據(jù)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行綜合、整理、計(jì)算，運(yùn)用所獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)礦石中元素賦存狀態(tài)加以定性或定量的判斷。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,一、礦物的嵌布嵌鑲關(guān)系,,（一） 礦物工藝粒度的概念,,,結(jié)晶粒度,是指單個(gè)結(jié)晶體的相對(duì)大小和由大到小的相應(yīng)百分含量。結(jié)晶粒度是研究礦石結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容之一，主要是為了解決成因問(wèn)題。,,,工藝粒度,

13、又叫嵌布粒度，是指礦物顆粒的相對(duì)大小和由大到小的相應(yīng)百分含量。,,工藝粒度常將相同礦物聚合在一起所占據(jù)的空間劃歸到一個(gè)顆粒中。故此，這個(gè)顆粒范圍內(nèi)的礦物可能是一個(gè)單晶的礦物，也可能是若干個(gè)同種礦物單晶的集合體，或者是工藝性質(zhì)相同的幾種礦物的集合體,(,如黃銅礦一斑銅礦一黝銅礦等礦物的集合體,),。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,工藝粒度是決定礦物單體解離的重要因素。在選礦工藝過(guò)程中，它是選擇碎、磨礦作業(yè)和選礦方法的主要依據(jù)之一。,,,,對(duì)于一個(gè)重結(jié)晶的方鉛礦集合體，從礦石成因分析角度來(lái)看，它是很細(xì)的許多結(jié)晶顆粒是礦物集合體。而從礦石工藝分析角度來(lái)看，則是一個(gè)很大的單礦物顆粒，只要將礦石粗粒

14、破碎一下就能達(dá)到方鉛礦單體解離的要求。反之，一個(gè)幾厘米大的輝鉍礦骸晶，礦物學(xué)及礦床學(xué)認(rèn)為它是一個(gè)很大的顆粒，而從選礦學(xué)角度則認(rèn)為它需要經(jīng)過(guò)很細(xì)的磨礦才能將單體解離出來(lái)，因?yàn)檩x鉍礦骸晶內(nèi)許多部分已被其他礦物占據(jù)。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,一、礦物的嵌布嵌鑲關(guān)系,,(,二,),礦物的嵌布特性,,礦物的嵌布特性是指礦物的嵌布粒度大小及其分布均勻性。嵌布特性的命名和分類(lèi)通常以嵌布粒度大小和分布為依據(jù)。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,一、礦物的嵌布嵌鑲關(guān)系,,(,二,),礦物的嵌布特性,,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,一、礦物的嵌布嵌鑲關(guān)系,,(,三,),連生礦物的嵌鑲關(guān)系,,礦物的

15、解離性不僅與礦物本身粒度的嵌布特性有關(guān)，還與其連生礦物間的結(jié)合特點(diǎn)有關(guān)。連生礦物的,嵌鑲關(guān)系,就是指連生礦物之間的相對(duì)粒度大小、空間關(guān)系和接觸面形態(tài)特征。 根據(jù)有用礦物與連生礦物間的粒度相對(duì)大小、空間關(guān)系和接觸面形態(tài)特征，一般將連生礦物的嵌鑲關(guān)系分為以下,4,個(gè)類(lèi)型：,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,一、礦物的嵌布嵌鑲關(guān)系,,(,三,),連生礦物的嵌鑲關(guān)系,,1,．,毗連嵌鑲型,,,2,．,脈狀嵌鑲型,,3,．,包裹嵌鑲型,,4,．,皮膜嵌鑲型,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,,二、礦物粒度的測(cè)定方法,,礦物粒度的測(cè)定方法很多，基本上可歸為,4,種，即篩析法、沉降法、計(jì)數(shù)法及

16、比表面積法。,,篩析法一般采用套篩將礦粒分級(jí)，多用于大于,100μm,的礦粒粒度測(cè)定。,,沉降法是利用測(cè)定粒子在介質(zhì)中的沉降速度計(jì)算顆粒尺寸，適用于小于,40,～,60μm,的礦粒粒度測(cè)定。,,計(jì)數(shù)法是在顯微鏡或其他光電儀器下直觀測(cè)出顆粒尺寸及含量，其測(cè)定范圍比較寬，但一般顯微鏡下最佳測(cè)定范圍為,0,．,5,～,20μm,。,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,,二、礦物粒度的測(cè)定方法,,比表面積法又分滲透法和吸附法。滲透法是利用流體透過(guò)細(xì)粒物料層的速度測(cè)定礦粒的比表面積。吸附法則是利用微細(xì)粒礦粒具有較高的表面自由能，能吸附氣體的特性，來(lái)測(cè)定礦粒的比表面積。滲透法和吸附法只能間接地將比表面積換

17、算成礦粒平均直徑，不能測(cè)出各粒級(jí)的含量分布，主要適用于小于,10μm,的微細(xì)粒礦粒的粒度測(cè)定。,,,,由于粒度問(wèn)題的復(fù)雜性，因而在測(cè)試上至今尚難有一種全能方法。為了較全面地描述粒度特性，常需幾種方法并用，互相補(bǔ)充。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,,二、礦物粒度的測(cè)定方法,,顯微鏡法,：,,(,一,),過(guò)尺面測(cè)法,,(,二,),過(guò)尺線測(cè)法,,(,三,),順尺線測(cè)法,(,直線線測(cè)法,),,(,四,),點(diǎn)測(cè)法,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,三、礦物解離度的測(cè)定方法,,礦石經(jīng)過(guò)破碎和磨礦后，有些礦物呈單礦物顆粒從礦石其他組成礦物中解離出來(lái)，這種單礦物顆粒稱(chēng)為,某礦物單體,(,例如鐵礦石中的磁

18、鐵礦單體、赤鐵礦單體,),；未被解離為單礦物顆粒而呈兩種或多種礦物連在一起的顆粒則稱(chēng)為,礦物連生體,(,如磁鐵礦一赤鐵礦連生體，磁鐵礦一脈石礦物連生體,),。某種礦物解離為單體的程度謂之該礦物的,單體解離度,，常以該礦物解離為單體顆粒的質(zhì)量或體積百分含量來(lái)表示。,,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,三、礦物解離度的測(cè)定方法,,(,一,),分級(jí)樣品檢測(cè)法,,此法要先對(duì)樣品進(jìn)行粒度分級(jí)，并分別測(cè)定各粒級(jí)的質(zhì)量及單元素化學(xué)組成或礦物含量。對(duì)樣品粒度分級(jí)，一般可采用,篩析,，即用一套篩子將破碎樣品過(guò)篩，從而分成若干粒級(jí)。但對(duì)很細(xì)或極細(xì)的礦粒，由于無(wú)法或很難通過(guò)套篩分級(jí)，則可用水力沉降原理將粒度分級(jí)，即

19、所謂的,水析法,。,,然后，將分級(jí)樣品磨制成砂光片，在反光顯微鏡下進(jìn)行單體、連生體測(cè)量，統(tǒng)計(jì)礦物單體顆粒數(shù)和不同連生比,(,即連生體顆粒中該礦物所占比例，如,1,／,2,、,3,／,5,、,4,／,5,等,),的連生體顆粒數(shù)，并計(jì)算該粒級(jí)樣品的解離度。,,6.4,礦物的嵌布粒度及解離性,三、礦物解離度的測(cè)定方法,,,(,二,),全樣檢測(cè)法,,全樣檢測(cè)法是取未經(jīng)分級(jí)的樣品，制成砂光片，用前述的過(guò)尺線測(cè)法或過(guò)尺面測(cè)法測(cè)量出屬不同粒級(jí)的單體與連生體數(shù)，然后按線測(cè)法或面測(cè)法計(jì)算整個(gè)樣品中該礦物單體和連生體中的體積含量，進(jìn)而根據(jù)單體體積與總體積,(,單體體積,+,連生體中該礦物體積,),之比值，即得整個(gè)樣品中該礦物的全樣單體解離度。,,6.5,礦物物性及其工藝特性,本節(jié)自學(xué),,,面積法,,,,穿插關(guān)系,,,板狀毒砂（白色）呈放射狀穿插黃鐵礦（黃色）。,,,皮殼關(guān)系,,黃鐵礦集合體外圍的增生邊。,,,,毗連關(guān)系,,重結(jié)晶的草莓狀黃鐵礦，莓粒三結(jié)點(diǎn)具,120°,,,包裹關(guān)系,,自然金（金黃色）包裹在黃鐵礦中。,,,