实验5 矿物粒度和单体解离度的测定

1、实 验 5 矿物粒度和矿石嵌布粒度测定,1.了解矿物粒度测定和方法 2.掌握矿石嵌布粒度测定,5.1 实验目的和要求,1.矿物相对含量的测定 2.矿物嵌布特征和嵌布关系的观察 3.嵌布粒度的测定 4.有用矿物单体解离度的测定,5.2实验内容,5.3 实验仪器和用品,1.偏光显微镜 2.反光显微镜 3.待测矿物有关的光片或薄片一套（铁矿石，铜矿石，萤石矿）,5.4 实验原理及步骤,1 矿石中矿物相对含量的测定 矿物相对含量的测定方法常用的有面积法、线段法和点数法三种： 面积法此方法基于矿石立体中的体积比等于截面上的面积比原理，在具有代表性的矿石截面上累计欲测矿物所占面积数，与测面的总面积相比求出

2、矿物在测面上的面积含量比，以确定矿石各组成矿物的体积百分含量。具体测量方法系在矿相显微镜下借助目镜测微网进行。测量时将有代表性的光片置于机械台上顺序移动以观测各视域测微网内各种矿物所占的方格数（不满1格可合并并估计）。 线段法此方法基于立体中的体积比等于截面上的线段比原理，在具有代表性的矿石截面上累计欲测矿物在测线上的线段长度，与测线的总长度相比求出矿物在测线上的长度数量比，以确定矿石各组成矿物的体积百分含量。测量方法系在矿相显微镜下借助目镜测微尺进行。 点数法此方法基于立体中体积比等于截面上测定数比的原理，在具有代表性的矿石截面上累计欲测矿物的点数，与测线的总点数相比求出在测线上的点数比，以

3、确定矿石中各组成矿物的体积百分含量。测定方法系在矿相显微镜下借助点法电动求积台进行。 上述测量矿物百分含量的方法基本上都是人工操作，效率太低，满足不了现代测试工作的需要。近十年来已采用自动快速测量的“自动定量显微图像分析仪”。它是一套自动化的在显微镜下定量测定不同亮度物体百分含量的近代化仪器，由一套电视系统和一套计算机系统组成。,5.4 实验原理及步骤,2矿物粒度的测定 工艺矿物学性质研究中，一般涉及到的矿物颗粒粒度有：单晶粒度、集合体粒度、工艺粒度和标准粒度等。 1)单晶粒度 2)集合体粒度 3)标准粒度 4)工艺粒度 进人破碎、磨矿作业的矿石受力粉碎时，组成矿物分离成为单一成分的最大颗粒尺

4、寸，称之为该矿物的工艺粒度。 5）颗粒的视粒度与平均粒度 前已述及，体积V是颗粒大小的惟一真实尺寸。如果能测出单位体积内的颗粒数，则。然而由于矿物颗粒相互包埋地固结成一体，故不可能实际测得。这样颗粒体积和标准粒度也就无法求出。可行的办法是只能在矿石光(薄)片上量测颗粒截面大小。由此获得的截面线性值，称为颗粒的视粒度。,5.4 实验原理及步骤,粒度的表示的： (1)视粒度 颗粒组织系统的切割平面上，出露的颗粒截面尺寸。形态不规则颗粒的截面，是一个外形多变的平面。依照研究的目的与测量方式的不同，在同一颗粒截面上可依次量测到几种不同的视粒度。颗粒截面在某一定方向上所能截取的最大长度为定向最大截距粒度

5、。 (2)Feret粒度 颗粒截面在某一固方向上的投影长度。 (3)Martin粒度 平行某一固定方向将颗粒截面积分成相等部分的线段长度。 (4)截面粒度 与颗粒截面积相等圆的直径。 (5)周长粒度 与颗粒截面周长相等圆的直径。 (6)平均粒度 研究对象组织系统中所有颗粒大小的代表值，称为它的平均粒度。进一步分为长度平均粒度、表面平均粒度、体积平均粒度等。 上述的粒度，除了周长粒度只能在图像分析仪上测定。其他都可在显微镜下测定。截面粒度在不少地方已成为显微镜粒度测试的标准。目前比较通用的是定向最大截距粒度。,3 嵌布特征,矿石中组成矿物的嵌布特性是指该矿物的嵌布粒度和嵌布均匀性而言。 所谓“嵌

6、布粒度”是指矿物颗粒的粒度范围及其大小颗粒的含量分布，而“嵌布均匀性”则指矿物在矿石中的空间分布均匀性。 矿物嵌布的均匀类型可根据该矿物在矿石中的嵌布均匀度来确定（表1）,表1 矿物嵌布的均匀类型,表2 矿石中有用矿物嵌布类型,嵌布特征类型 易解离易选型 矿石受到机械粉碎后，聚合在一起的矿物比较容易得到分离。构成这种嵌布类型的矿物，往往具有结晶颗粒粗大、晶形较完整、有用矿物含量较高、矿物组成较单一等特点。 易解离难选型 矿石中的有用矿物和无用矿物分离是容易的。但由于两者本身性质的缘故，使有用矿物的浮选性受到影响，故称之为易解离难选型。 难解离易选型 比较典型的是固溶体分解结构、细粒浸染结构等。

7、有用矿物以极其细微的小颗粒镶嵌于载体矿物中。用机械粉碎的办法一般很难使两者分离，故属于难解离型。 难解离难选型 固溶体分解结构、细粒浸染结构和反应边结构中，相当一大批矿石是属于难解离难选型。,4 矿物的单体解离,1）单体解离度 矿石组成矿物在外力作用下演变为单体的过程，称之为矿物解离。矿石分选目的是为了有效地富集并回收它其中的有用矿物。为此，首先必须经由破碎、磨矿使所含矿物(特别是有用矿物和脉石矿物)相互解离。块体矿石碎、磨成粉末状颗粒产品后，其中的颗粒，有的仅含有1种(或在分选作业中可同时回收的几种)矿物；有的则是有用矿物与脉石矿物共存。前者称之为已从矿石中解离出的单体(颗粒)，后者叫做矿物

8、的连生体(颗粒)。产物中某种矿物的单体含量()与该矿物总含量()比值的百分数，称之为所求矿物的单体解离度(degree of liberation)。 式中 Lm-矿石碎、磨产品中某种矿物的单体解离度； Qm-矿石碎、磨产品中某种矿物的单体含量； Qt -矿石碎矿石碎、磨产品中某种矿物在其自身连生体中的含量。,2）矿物的解离与连生,（1）解离方式 主要是粉碎解离和脱离解离。粉碎解离是指粒度较粗的连生体颗粒，被碎、磨成粒度小于其组成矿物晶体(工艺)粒度的细粒时，由于颗粒体积减小使该组成矿物部分地解离成单体。此时由于不同矿物间的结合力未遭破坏，故而导致颗粒粒度下降的破裂面常穿切界面而过；脱离解离是

9、外力作用下的连生体各组成矿物沿共用边界相互分离。脱离解离由于只需耗费不多的能量即可实现矿物解离，所以是矿物工程期望的理想解离方式。然而，实际碎、磨过程中的矿物解离往往是两种方式并存，并以粉碎解离为主。,2）矿物的解离与连生,（2）连生体类型 连生体的研究一般包括有：连生体的矿物组成(两相、三相或多相)；各组成矿物的含量比；各类连生体的粒度范围及粒级含量；各组成矿物的相对粒度大小；连生体中组成矿物的共生形式等。这其中的矿物共生形式，由于不易量化和对分选作业的广泛影响而成为研究的重要内容。 高登(Gaudin，1939)基于连生体的分选性质和组成矿物解离难易，将含有2种矿物的连生体分为毗邻型、细脉

10、型、壳层型和包裹型4种不同的类型。,2）矿物的解离与连生,阿姆斯蒂茨(GCAmstutz，1972)将连生体划分成具体化程度较高的三类九式。 1a等粒毗邻连生 是连生体中矿物结合关系最简单的一类。颗粒中不同的两种矿物不仅体积大小相当，且共用边界单一而少有变化，属于二次磨矿时组成矿物易于解离的连生体。如黑钨矿石英、黄铜矿闪锌矿。 1b斑点状或港湾状连生 连生矿物共用界面起伏弯曲似港湾状，或当一种矿物呈岛状置于另种矿物中成斑点状。属磨矿产物中常见连生体。只要再稍加粉碎即会有新的单体产生。如黄铜矿磁黄铁矿、方铅矿闪锌矿、粗粒银金矿石英。 1c文象状或蠕虫状连生体 常见。通常不可能完全解离。构成这类连

11、生体的矿物有：黄铜矿黄锡矿、石英长石等。 1d浸染状或乳滴状连生体 常见。完全解离困难或不可能。如闪锌矿中的黄铜矿。方铅矿中的黝铜矿。,2）矿物的解离与连生,阿姆斯蒂茨(GCAmstutz，1972)将连生体划分成具体化程度较高的三类九式。 2a皮膜状、反应边状或环状连生体 由于交代、表面氧化、浸染等原因，形成的一种连生体类型。在这种连生体中，一种矿物环绕另一种矿物表面呈薄膜状态存在。如辉铜矿或铜蓝围绕黄铁矿、闪锌矿或方铅矿。完全解离很困难。 2b同心圆(环)状、球粒状、复皮壳状连生体像白铅矿与褐铁矿，赤铁矿与石英，氧化锰与铁矿的结核。解离非常困难。 3a 脉状、缝状、夹心状连生体铁矿连生体。

12、完全解离比较容易。 3b 层状、片状、聚片状连生体 像磁黄铁矿镍黄铁矿连生体。这类连生体的解离性是变化的。 3c网状、盒状、格子状连生体 较少见。像赤铁矿、钛铁矿磁铁矿，黄铜矿中的斑铜矿或方黄铜矿。解离困难或不可能。,3）矿物单体解离度的测定,由于采用的测试技术不同可分为：矿物分离测量法和矿物显微图像测量法。 矿物分离测量法，是利用产物中矿物间性质(密度、磁性、可浮性等)上的差别，将产物按其组分含量的不同分为一系列组分含量级别。具有比重差异的矿物组分，常用的分析手段是重液和重介质沉浮分离，有时也采用上升水流管或磁流体静力分离技术；若产物中矿物组分磁性差异明显，则采用磁力分离技术；而对于某些特定产物，也可采用浮游或浸出技术进行分析。分离测量法通常比较简单、易行，但由于对颗粒的矿物解离只能提供一个模糊、近似的结论，因而使用的普遍性较差。,3）矿物单体解离度的测定,由于采用的测试技术不同可分为：矿物分离测量法和矿物显微图像测量法。 矿物显微图像测量法，是目前矿物单体解离度测定普遍采用的方法。它是将产物制作成可供放大后观测的样品，通过对其放大图像相关参数的测量，了解矿物的解离状况。按照所用测试仪器的不同，显微图像测量法又分为实体显微镜测定法、反光显微镜测定法和图像分析仪测定法。这其中实体显微镜测定法操作简单、测量精度高，只是因对矿物分辨能力差致使应用范围有限。图像分析仪测量法，极大