工艺矿物学矿物定量

资源与环境工程学院,第五章组成矿物的定量,Contents,前言,分离矿物定量,显微镜下矿物定量,化学多元素分析矿物定量,本章重点及难点,重点：分离矿物定量显微镜下矿物定量的测量化学多元素分析矿物定量的计算,难点：化学多元素分析矿物定量的计算,前言,固体原料与产物的有哪些矿物组成?,铁矿物,磁铁矿,铬铁矿,褐铁矿,赤铁矿,钛铁矿,菱铁矿,前言,硫化铜矿,铜矿物,氧化铜矿,黄铜矿,斑铜矿,辉铜矿,赤铜矿,孔雀石,蓝铜矿,前言,黑钨矿(Mn,Fe)WO4,钨矿物,白钨矿CaWO4,前言,湖南祁东铁矿,江西铁坑铁矿,南京吉山铁矿,铁矿山,磁铁矿(磁选)-赤铁矿(离心),褐铁矿（Slon强磁选）50%,单一磁选：76%,前言,矿石中各组成直接影响选矿工艺流程！,矿物相对含量,因此，正确判定组成矿物类别，是开展定量工作的前提和基础。定量测定之前必须认真准确地做好矿物鉴定工作。,前言,Phase1,Phase2,Phase3,选矿工艺流程,矿物鉴定,矿物定量,选矿试验,前言,1,分离矿物定量,3,化学多元素分析矿物定量,2,镜下矿物定量,因此分离矿物的主要方式：,特点：操作简单，简单易行,概述,1,X射线衍射,但是定量也会使用如下技术：,2,示重热差分析,3,红外光谱,4,电子探针,5,激光显微光谱,5.1分离矿物定量,它是人工和天然重砂常用的一种矿物定量法。,按照工作性质可以分成如下几个阶段：,试样准备,整理计算,分离,四分法称取1kg矿样,运用某种机械及方法,通过公式进行计算,5.1.1重力分离,重力分离：根据矿物密度的差异，于水或其他介质中，在外力作用下，促使矿样产生不同的运动效果，从而使不同密度的矿物构成不同的层次或条带，进而达到矿物分离的目的。,重力分离,振摆溜槽,机动淘洗盘,重液分离,电磁重液分离,5.1.1重力分离,重力分离的判断依据：,E（2）/(1）E5时,极易重力分离,有效分离的粒度下限为5m；2.5E5，易重力分离，分离粒度下限38m；1.75E2.5，较易重力分离，分离粒度下限75m；1.5E1.75，较难重力分离,分离粒度下限0.5mm；1.25E1.5，难重力分离,只能处理数毫米的物料；E1.25，极难处理物料，不宜采用重力分离法。,5.1.1重力分离,振摆溜槽,分选糟振动频率360次min，振幅5mm，摆动频率28次min，摆幅70mm。分离矿物时，水流量400mLmin左右。然后将样品注入选槽上端，每次给矿样量3050g。,5.1.1重力分离,振摆溜槽(摇床）,5.1.1重力分离,机动淘洗盘,将固液比1：9注入,前后变速摆动（3r/min),摆动幅度为15度,振动频率为120次/min,注意：密度差大于1比较好，而且分选粒度在0.15-0.02mm,5.1.1重力分离,机动淘洗盘(手动）,5.1.1重力分离,重液分离,原理：阿基米德定律,常用的重液有：（1）三溴甲烷(2.89)（2）四溴乙烷(2.97)（3）二碘甲烷(3.32)（4）克列里奇溶液(4.25),应用矿山：煤矿山及宝钢集团梅山铁矿等。,5.1.1重力分离,重液分离,应用矿山：斜轮重介质选煤机,5.1.1重力分离,重液分离,应用矿山：宝钢集团梅山铁矿,5.1.1重力分离,电磁重液,分离原理：磁力与重力,分离优点：比重大于4.27的矿物;磁流体的磁化系数大、无色透明、强度小、无毒、来源充足、价格低廉以及便于回收等特点。稀土盐类效果较理想.,类似设备：磁选柱,5.1.1重力分离,电磁重液,类似设备：磁选柱,5.1.2磁力分离,永久磁铁分离法,分离原理：磁力与重力,分离场强：20002500Oe主要分离的矿物是强磁性矿物。（磁铁矿、磁黄铁矿、自然铁、铁铂矿等）,类似设备：弱磁选机,5.1.3介电分离,原理,介电分离是在具有一定介电常数的介电液中进行的，介电分离仪的电磁振荡电极插入介电液中，在电极周围将形成一交变的非均匀电场，将适量样品放入介电液中，则介电常数大于介电液的矿物颗粒被吸附于电极，介电常数小于介电液的矿物颗粒则被电极排斥，从而使介电常数不同的矿物彼此分离。,5.1.3介电分离,此时被极化的矿物颗粒受到一介电泳力作用。其大小为：,注意：在使用中频介电分离仪的条件下，只要两种矿物的介电常数相差1.52，即可达到使矿物分离的目的。,5.1.4选择性溶解,原理：利用矿物化学性质的差异，特别是矿物在不同溶剂中的选择性的差异，使不同矿物溶解或使其中某些矿物溶解，而将某一种矿物留在残渣中，达到矿物定量的目的。,5.1.4选择性溶解步骤,用精密天平称取适量样品,将样品倒入一定容积的烧杯或坩锅内,将预先选择并配置好的溶剂按液固比4：1加入烧杯或坩锅中,加热搅拌使易溶矿物充分分解,溶解反应完全后，用清水洗涤、过滤、烘干，最后将残留物称重,5.2镜下矿物定量,定义：是指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比例，达到矿物定量的目的。,缺点限于方法倍数和分辨率，对微粒微量矿物的定量尚很困难。,5.2镜下矿物定量,原理：显微镜下矿物定量是在光片或薄片上的矿物颗粒只显示出二维尺寸的大小，而不能直接观测到立体三维尺寸。因此，须将显微镜下测定的二维数据转化为三维数据。点数百分含量线段百分含量面积百分含量面积百分含量体积百分含量Pp=Ll=Aa=Vv,5.2镜下矿物定量,这个原理由法国的Delesse提出，1963年Weibel又用数学分析的方法证明了这一原理。用点测法、线测法或面测法测定出矿物的体积百分含量后，即可按下式计算矿物的重量百分含量：W=Pp(1/)=Ll(1/)=Aa(1/)=Vv(1/)1待测矿物的密度原料的密度,5.2镜下矿物定量,5.2.1面积法,原理：根据光片或薄片中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。,5.2镜下矿物定量,5.2.1面积法,面积法测量方法（1）在显微镜目镜筒的目镜焦平面处放置一片目镜测微网，以该方格网为尺度来测量不同矿物所占面积大小。（2）按一定的间距左右移动载物台，将整个矿片表面全部测完，按视域分类统计不同矿物的面积，并将测量结果记录载记录表中，最后将各视域测量结果进行累计，计算出待测矿物在该光片中的体积含量。,5.2镜下矿物定量,5.2.1面积法,面积法测量方法如果矿物光片中含有三种矿物1，2，3，所占网格数的累计值分别为N1,N2,N3，则它们在原料种的重量百分比可按下式计算：Wi100Nii/(N11+N22+N33)保证测量结果的精度，测量的视域数目不能太少，通常每块光片测定的视域数不少于20个，对于矿物呈不均匀分布的矿物原料，测定的视域数还要更多。,5.2镜下矿物定量,5.2.2直线法,原理：矿片表面不同矿物沿一定方向向直线上线段截距长度百分含量与其在原料种的重量百分含量相等,5.2镜下矿物定量,5.2.2直线法,直线法测量方法测定时先在目镜筒的焦平面处安置一片目镜测微尺，并在载物台尚用机械台夹持住准备好的光片，调好焦距后，用机械台将要查测的第一个视域移至光片的某一基角。开始差数各种矿物颗粒在目镜尺尚截取的格子数，一条直线上一个视域接着一个视域的查数。测完一条直线后，用机械台移动光片一个距离，继续测量第二条测线上各种矿物的截线距，直到把光片全部查测完。一次测量通常不得少于1020个视野。,5.2镜下矿物定量,5.2.2直线法,直线法结果计算W1=L11/(L11+L22+L33)直线法适用范围适用于细粒矿石,5.2镜下矿物定量,5.2.3记点法,原理：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。,5.2镜下矿物定量,5.2.3记点法,测量方法首先在目镜筒中装入测微网，将视域中不同矿物表面分布的交点数分别统计下来。适用场合适用于矿物嵌布粒度均匀的矿物原料，对于粗细不均匀嵌布的原料，会因为细小颗粒的漏测而造成测量精度的降低。,5.3化学多元素分析矿物定量,已知某硫化矿石的化学成分为：Cu0.997%,Zn39.164%,Fe23.652%,S33.508%,主要硫化物为：闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿。求矿石中硫化物的含量。附：各矿物的元素含量闪锌矿：Zn56.7%,Fe10.0%,S33.3%;黄铜矿：Cu34.6%,Fe30.4%,S34.9%,黄铁矿：Fe46.5%,S53.5%,磁黄铁矿：Fe63.5%,S36.5%,本章小结,原料与产物中组成矿物的定量是工艺矿物学研究的一项基础工作，其目的是查明矿物原料中组成矿物的种类和数