《工艺矿物学》考试重点编纂.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除工艺矿物学考试重点(待修改)一名词解释1. 工艺矿物学:是以工业固体原料及其加工产物 的矿物学特征和加工时组成矿物 的性状为研究目标 的边缘性科学2. 自然光:在垂直光波传播方向 的平面内作任意方向 的振动,各个振动方向 的振幅相等3. 偏光:只在垂直光传播方向 的某一固定方向上振动 的光波,称平面偏振光,简称偏振光或偏光4. 偏光化作用:使自然光转变为偏光 的作用称为偏光化作用5. 均质体:等轴晶系矿物和非晶质物质在各方向 的光学性质相同,称为光性均质体,简称均质体6. 非均质体:中级晶族和低级晶族 的矿物其光学性质随方向而发生变化,称为光性非均质体,简称非均质体,绝大多数矿物属于非均质体7. 光率体:光波在晶体中传播时,折射率值随光波振动方向变化 的一种立体几何图形8. 双折射:光波射入非均质体,除特殊方向外,都要发生双折射,分解形成振动方向不同传播速度不同折射率值不等 的2个偏光9. 光轴:光波沿非均质体 的特殊方向入射时(如沿中级晶族晶体 的Z轴方向),不发生双折射,不改变入射光波 的振动特点和振动方向,这个特殊方向称为光轴10. 矿物 的颜色:矿物 的颜色是由光波透过矿片时经矿物 的选择性吸收后产生 的11. 多色性:矿物 的颜色随光波振动方向 的不同而发生改变 的现象12.吸收性:矿物 的颜色深浅发生变化 的现象13.矿物 的边缘:在薄片中2种折射率不同 的物质接触处,光线透过时可看到比较黑暗 的边缘,称为矿物 的边缘14.贝克线:在矿物 的边缘附近可看到一条比较明亮 的细线,升降镜筒时亮线移动,该亮线称为贝克线或光带15.糙面:在单偏光镜下观察矿物 的表面时,某些矿物表面比较光滑,某些矿物表面较为粗糙,呈现麻点状,好像粗糙皮革,这种现象称为糙面16.突起:在薄片中,不同矿物表面好像高低不同,某些矿物表面显得高一些,某些矿物则显得低平一些,这种现象称为突起17.消光现象:矿片在正交偏光镜间变黑暗 的现象,称为消光现象18.消光位:非均质体在正交偏光镜间处于消光时 的位置称为消光位19.干涉色谱表:根据光程差公式R=d(Ng-Np),把公式中光程差与切片厚度双折射率三者之间 的关系,用图表方式表示出来,这种图表称为色谱表20.补色法则(消色法则): 在正交偏光镜间放置2个非均质体任意方向 的切片,在45度位置时,光通过两切片后总 的光程差 的增减法则,称为补色法则,又称消色法则21.补色器:又称试板或消色器常用 的类型有石膏试板云母试板石英楔3种22.反射器:反射器是垂直照明器中重要 的部件,其作用为将来自进光管 的水平入射光垂直向下反射,透过物镜达到光片表面 常用 的反射器有玻片式和棱镜式两种23.反射率:反射率是表示矿物磨光面反光能力 的参数,用符号R表示. 指反光显微镜下,垂直入射光经矿物光面反射后 的反射光强度(Ir)与原入射光强度(Ii) 的比率,用百分数表示,即:R=Ir/Ii*100%24.双反射:矿物反射率随晶体方向而变化,当旋转物台时,矿物亮度发生改变,反射率随方向而变化 的现象称为矿物 的双反射25.反射色:矿物光片在单偏光镜下呈现 的颜色称为矿物 的反射色26.反射多色性:矿物反射色随光性方位而变化 的现象称为反射多色性27.内反射:当光线照射到具有一定透明度 的矿物光片表面时,有一部分光线折射透入矿物内部,遇到矿物内部 的某些界面(如解理裂隙空洞晶粒包裹体等),光线被反射出来或散射开,该现象称为矿物 的内反射28.晶形:晶体 的天然几何多面体外形称为晶形29.解理:矿物在外力作用下沿晶格中一定方向发生破裂 的固有性质称为解理,沿解理裂开 的平面叫解理面30.双晶:2个或多个同种晶体按一定 的对称规律形成 的规则连生体,称为双晶31.环带:有些矿物 的晶粒内部,沿晶面方向有一系列环状 的纹线和条带32.分离矿物定量法:利用待测矿物与原料中其他矿物性质 的差异,将待测矿物从原料中分离出来而进行定量 的一种方法33.显微镜下矿物定量:是从待测矿物原料中选取少量有代表性 的样品,加工制备成光片或薄片,在显微镜下通过测定不同矿物在光片或薄片上所占 的比例,达到矿物定量 的目 的34.二次电子:在单电子激发过程中,被入射电子轰击出来 的核外电子,称为二次电子35.俄歇电子:从距样品表面小于1nm深度范围内发射 的并具有特征能量 的二次电子36.背散射电子:电子射入试样后,受到原子 的弹性和非弹性散射,有一部分电子 的总散射角大于90度,会新从试样表面逸出,这种电子为背散射电子,这个过程称为背散射37.电子探针微区分析(EPMA或EPA):是一种微区化学成分分析仪器它将电子光学技术和X射线光谱技术有机结合起来,使矿物中元素 的定性和定量分析 的空间分辨率达到微米级水平38.x射线衍射物相分析:将待测 的单相或多相物质进行x射线衍射实验,得到衍射花样或衍射 的有关数据,然后将衍射花样或数据跟标准物质或标准矿物 的衍射卡片作对比,从而达到确定单相或多相物质 的目 的,这个过程称为x射线衍射物相分析39.选择性溶解法:选择性溶解法是利用矿物化学性质 的差异,特别是矿物在不同溶剂中溶解性 的差异,使不同矿物分离40.干涉色级序:在正交偏光镜间由薄至厚慢慢插入石英楔,石英楔干涉色连续不断地变化,依次为暗灰-灰白-浅黄-橙-紫红-蓝-蓝绿一黄绿一橙黄一紫红一蓝一蓝绿一黄一橙-红直至亮白色这种由低到高有规律 的变化,就构成了干涉色级序41.电子探针 的分析方法有定点分析线扫描分析和面扫描分析二 问答题1.工艺矿物学研究内容 (1)原料与产物中 的矿物组成 (任务:查清原料与产物中所有矿物种(亚种)属;判明各主要矿物成分 的变化规律;考察伴生物质 的特征,确定各组分 的含量基础性工作)(2)原料与产物中 的矿物粒度分析 (有用矿物 的粒度大小,既是确定磨矿细度 的关键因素,又对流程方案 的选择有重要影响)(3)原料与产物中元素 的赋存状态 (元素赋存状态指元素在原料或产物中 的存在形式及其在各组成物相中 的分配比例)(4)矿物在工艺加工进程中 的性状 (矿物在生产工艺中受到一定 的物理或化学作用时,所呈现 的状态形式 的改变,即为它 的性状)(5)矿物工艺性质改变 的可能性和机理(6)判明尾矿和废渣(工业废弃物)综合利用 的可能性(7)矿物 的工艺性质与元素组成和结构 的关系(8)查明矿石工艺类型空间分布规律,编制矿物工艺图(目 的是为矿山采掘选厂生产 的合理高效运行提供依据)(9)研究工业固体原料加工前 的表生变化(出露地表 的矿床由风化作用产生 的改变(10)分折矿物工艺性质 的生成条件 ( 矿物是地壳上各种地质作用 的产物,具有 的各种工艺性质都与自身成矿作用有关)2.工艺矿物学研究中 的取样问题(1)基本要求样品具有充分 的代表性(2)获取样品 的方式有2种: 一是在现场取样点上采取地质标本样二是从分选产品及试验用矿样中抽取;(3)样品 的取样网络布置方法:在平面上,要照顾到全区情况,适当布点;在剖面上,要顾及到上中下各段都有取样点取样点 的数目一般至少要有4个以上 的采样点如果试样为G,则全矿区实际取样重量不得小于2G;一般试样重100-200kg,个别可到1t取样方法,根据地质条件矿石品位取样点数及工作目 的而定常用 的有爆破法方格法刻槽法全巷剥层法等(4)工艺矿物学研究中常见 的样品处理方法:i.样品混匀法: 铁锨拌匀法环锥法滚移法槽型分样器法ii.样品缩分法 常用堆锥四分法或网格法进行3.调节焦距 调节焦距目 的是为了使物像清晰可见a) 将观察 的矿物薄片置于物台中心,并用薄片夹子将薄片夹紧b) 转动粗动螺旋,从侧面看镜头,将镜头下降到最低位置c)若使用高倍物镜,需要下降到几乎与薄片接触 的位置,注意不要碰到薄片,以免损坏镜头d)从目镜中观察,同时转动粗动螺旋,使镜筒缓慢上升,直至视域内有物像后,再转动微动螺旋使之清楚4.中心校正(见课本P29)5.反光显微镜下矿物性质 的测定(1).反射率和双反射 (2).反射色和反射多色性 (3.)内反射 (4).均质性和非均质性6.影响矿物反射率和双反射 的因素(1)光源光源 的强度及入射光波长对反射率影响很大光源越强,反射率就越高;波长改变,反射率也随之改变因此在测定反射率时,对标样和欲测矿物要保持相同 的测试条件(2)光片及安装质量光片表面磨光质量要高,做到无擦痕麻点或氧化膜等,否则会降低矿物 的反射率光片安装时必须严格压平,若光片表面与入射光不垂直,则会影响反射光 的方向,降低矿物 的反射率(3)其他因素 浸没介质放大倍数焦距内反射及温差等因素均能影响反射率 的高低7.透射电子显微镜(TEM)工作原理工作原理:电子枪产生 的电子束经12级聚光镜会聚后均匀照射到试样 的某一微小区域,入射电子与物质相互作用,由于试样很薄,绝大部分电子可以穿透试样,其强度分布与所穿过试样区 的形貌结构构造等对应透射出 的电子经物镜中间镜投影镜 的二级磁透镜放大后投射在显示图像 的荧光屏上,荧光屏把电子强度分布转变为人眼可见 的光强分布,于是在荧光屏上显示出与试样形貌和结构构造相对应 的图像8.透射电镜中试样 的制备方法有哪些?(1) 粉未试样 的制备 对于粒径为微米级和纳米级 的粉末,如粘土矿物及其它超细粉末等,在测试前先应用超声波分散器将待观察 的粉末置于与试样不发生作用 的液态试剂中,并使之充分分散制成悬浮液(2)超薄片试样 的制备 对块状 的岩矿试样及非金属 的陶瓷试样来说,其制样原理是首先将块状样品切割,然后在磨片机中将其磨成厚小于0.03nm 的薄片,将磨好 的薄片放到离子减簿机中,在真空下用高能量 的氢离子轰击薄片,使试样中心穿孔,由于穿孔周围 的厚度极薄,对电子束透明时,即可进行观察(3)复型试样 的制备 所谓复型是将待测试样 的表面或断面形貌用薄膜将它们复制下来将复型后 的薄膜拿到样品室内观察9.扫描电镜 的工作原理由电子枪发射出能量5-35Kev 的电子流,经聚光镜和物镜缩小形成具有一定能量一定束流强度和束斑直径 的微细电子束,在扫描线圈 的驱动下,在试样表面按照一定时间和空间顺序作拉网式扫描 聚焦后 的微细电子束与试样相互作用产生二次电子背射电子和其它物理信号 二次电子发射量随试样表面起伏而变化,背散射电子 的发射量与试样中元素 的原子序数成正比,二次电子信号及背散射电子信号分别被探测器收集并转换成电信号 经视频放大后传到显像管栅极,分别得到二次电子像及背散射电子像10.透射电镜和扫描电镜式样制备有何不同?(1)透射电镜中所显示 的物质像是由电子束透过试样后形成 的像,由于电子束 的穿透能力比x射线弱得多,因此,必须用小而薄 的试样 对于加速电压为50一200kv 的透射电镜,试样厚度以100nm左右如果要获得高分辨电子像,试样 的厚度必须小于10nm透射电镜分析试样 的制备相对比x射线衍射分析和扫描电镜等测试方法 的样品制备麻烦主要有粉末法超薄片法和复型法3种(2)扫描电镜试样制备:根据扫描电镜类型不同,试样大小为几毫米-20mm只作形貌观察,样品表面不做抛光;做成分分析时,表面需抛光;如果试样不导电(岩矿样),需要在表面蒸镀导电炭膜(金铂)11.x射线 的产生方法通过x射线管来产生,真空管真空度小于10-6Pa有2个金属电极,阴极由钨丝卷成,阳极为某种金属(CuFeCoAg等)磨光面(称为靶)当阴极钨丝通入电流加热时,钨丝周围会产生大量 的自由电子在阴极和阳极之间加上高电压(30一50kv),在强电场作用下,自由电子向阳极高速移动,当阳极靶受到高速自由电子 的轰击时,电子 的大部分能量变为热能,一部分能量转变成x射线,由靶面射出12.x射线在晶面上 的“反射”与可见光在镜面上反射不同: (1)可见光 的反射限于物体 的表面,而x射线 的“反射”是受x射线照射 的所有原子(包括晶体内部) 的散射线干涉加强而形成 (2)可见光 的反射无论入射光线以任何入射角入射都会产生x射线只有在满足布拉格方程 的某些特殊角度下才能“反射”13.俄歇电子能谱表面微区分析原理俄歇电子 的产生是由原子内壳层电子因电离激发留下一个空位,引起较外层电子向这一能级跃迁使原子释放能量,该能量使外层电子进一步电离,发射一个与原子序数相关 的俄歇电子,检测俄歇电子 的能量和强度可以获得表面层化学成分 的定性和定量信息14.热分析方法热分析方法是根据矿物在加热过程中所发生 的热效应或重量变化等特征来研究和鉴定矿物 的一种方法目前应用较广 的方法有差热分析法热重分析法微分热重分析法热膨胀法差示扫描热量分析法和逸出气体分析法差热分析(DTA),是根据不同温度下出现 的不同热反应 的原理来对矿物进行鉴定热重分析法 (TG),是通过测定矿物在加热过程中重量 的变化来鉴定矿物 的一种方15.差热分析法工作原理(1)差热分析简写为DTA,是根据不同温度下出现 的不同热反应 的原理来对矿物进行鉴定通过研究这些矿物加热或冷却到某温度点会发生放热反应或吸热反应 的特征,在测试过程中,将会发生热反应 的待测矿物与不会发生热反应 的某种已知标样(标准矿物或中性体)一同放在加热炉中加热升温或降温,当加热或冷却到某个温度点时,待测样品由于发生热反应使它与标样之间 的温度不一致(2)由于试样与标样之间在某温度点下存在着固有温度差,将它们 的温度差绘成差热曲线q(3)在矿物鉴定时,将试样 的差热曲线跟所查阅 的有关手册中 的已知矿物 的差热曲线进行对比,如果相互之间能吻合,则可确定待测样品 的矿物名称,这就是用差热分析法来鉴定矿物 的原理q16.元素在矿物原料中 的赋存状态元素在矿物原料中 的赋存状态有3种,即:独立矿物形式类质同象形式和吸附形式17.原料与产物内组成矿物 的定量原料与产物中矿物定量基本方法 (1)分离矿物定量法;(2)显微镜下定量法;3)特征元素化学分析定量法;(4)仪器分析定量法1)分离矿物定量法(实验法)a)重力分离法(重选):利用不同矿物之间密度 的差异进行矿物分离b)磁力分离:是利用原料中不同矿物间磁性 的差异进行矿物分离 的适于磁力分离 的矿物主要是强磁性矿物(亚铁磁性物质)和部分弱磁性矿物(顺磁性物质)c)介电分离是在具有一定介电常数 的介电液中进行 的,将介电分离仪 的电磁振荡电极插入介电液中,在电极周围形成交变非均匀电场,电场强度自电极向外降低d)选择性溶解法:选择性溶解法是利用矿物化学性质 的差异,特别是矿物在不同溶剂中溶解性 的差异,使不同矿物分离2)显微镜下目估定量面测法:面测法是根据光片或薄片中 的各矿物所占面积百分含量等于矿物在原料中所占体积百分含量 的原理来测定矿物 的含量线测法:线测法是根据矿片表面不同矿物沿一定方向直线上线段截距长度百分含量与其在原料中 的重量百分含量相等 的原理进行测量 的点测法:点测法 的原理是矿片上各种矿物表面所占点数之比与各矿物在原料中 的体积之比相等3)化学分析矿物定量:是利用矿物原料化学成分与其组成矿物化学成分 的相关性,通过一定 的数学运算来进行矿物定量4)仪器分析矿物定量自动图像分析法:一,利用矿物在显微镜下 的光化学性质 的差异(反射率折射率颜色等)来识别矿物二,利用电子探针或扫描电镜生成矿物图像(背散射电子图像或元素特征X射线图像等),根据矿物化学成分 的差异识别矿物x射线衍射定量分析是在定性物相分析 的基础上进行 的,其原理是混合原料中某种物相(矿物) 的含量Q与其特征衍射峰 的强度I成正比18.简述分离矿物定量法 的基本原理及特点(