礦石性質(zhì)研究Word版

1、礦石性質(zhì)研究要求：了解礦石可選性研究所涉及的礦石性質(zhì)研究的內(nèi)容、方法和程序；根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)，提出對(duì)于礦石性質(zhì)研究工作的要求；通過(guò)分析礦石性質(zhì)的研究結(jié)果，據(jù)此選擇選礦方案。礦石性質(zhì)研究的內(nèi)容礦石性質(zhì)研究的內(nèi)容取決于各具體礦石的性質(zhì)和選礦研究工作的深度，一般大致包括以下幾個(gè)方面：化學(xué)組成的研究是研究礦石中所含化學(xué)元素的種類、含量及相互結(jié)合情況；礦物組成的研究是研究礦石中所含的各種礦物的種類和含量，有用元素和有害元素的賦存形態(tài)；礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有用礦物的嵌布粒度及其共生關(guān)系的研究；選礦產(chǎn)物單體解離度及其連生體特性的研究；粒度組成和比表面的測(cè)定；礦石及其組成礦物的物理、化學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)以及其它性質(zhì)的研究

2、。其內(nèi)容較廣泛，主要有比重、磁性、電性、形狀、顏色、光澤、發(fā)光性、放射性、硬度、脆性、濕度、氧化程度、吸附能力、溶解度、酸堿度、泥化程度、摩擦角、堆積角、可磨度、潤(rùn)濕性、晶體構(gòu)造等。礦石物質(zhì)組成研究一般把研究礦石的化學(xué)組成和礦物組成的工作稱為礦石物質(zhì)組成研究。其研究方法通常分為元素分析方法和礦物分析方法兩大類。一、元素分析元素分析的目的是為了研究礦石的化學(xué)組成，盡快查明礦石中所含元素的種類、含量。分清哪些是主要的？哪些是次要的？哪些是有益的？哪些是有害的？至于這些元素呈什么狀態(tài)，通常需靠其它方法配合解決。元素分析通常采用光譜分析、化學(xué)分析等方法。1、光譜分析光譜分析能迅速而全面地查明礦石中所含

3、元素的種類及其大致含最范圍，不致于遺漏某些稀有、稀散和微量元素。因而選礦試驗(yàn)常用此法對(duì)原礦或產(chǎn)品進(jìn)行普查，查明了含有哪一些元素之后，再去進(jìn)行定量的化學(xué)分析。這對(duì)于選冶過(guò)程考慮綜合回收及正確評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量是非常重要的。光譜分析原理：礦石中的各種元素經(jīng)過(guò)某種能源的作用發(fā)射不同波長(zhǎng)的光譜線，通過(guò)攝譜儀記錄，然后與已知含量的譜線比較，即可得知礦石中含有哪些元素。光譜分析的特點(diǎn)是靈敏度高，測(cè)定迅速，所需用的試樣量少（幾毫克到幾十毫克），但精確定量時(shí)操作比較復(fù)雜，一般只進(jìn)行定性及半定量。有些元素，如鹵素和S、Ra、Ac、Po等，光譜法不能測(cè)定；還有一些元素，如B、As、Hg、Sb、K、Na等，光譜操作較特殊

4、，有時(shí)也不做光譜分析，而直接用化學(xué)分析辦法測(cè)定。X射線衍射分析（XRD X-ray diffraction）通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)或形態(tài)等信息的研究手段。利用晶體形成的X射線衍射，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行內(nèi)部原子在空間分布狀況的結(jié)構(gòu)分析方法。將具有一定波長(zhǎng)的X射線照射到結(jié)晶性物質(zhì)上時(shí)，X射線因在結(jié)晶內(nèi)遇到規(guī)則排列的原子或離子而發(fā)生散射，散射的X射線在某些方向上相位得到加強(qiáng)，從而顯示與結(jié)晶結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的特有的衍射現(xiàn)象。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無(wú)污染、快捷、測(cè)量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)。布拉格公式：2dhklsin=n應(yīng)用：已知

5、波長(zhǎng)的X射線，來(lái)測(cè)角，從而計(jì)算出晶面間距dhkl ；已知dhkl的晶體，來(lái)測(cè)角，從而計(jì)算出特征X射線的波長(zhǎng)。單晶體衍射：被分析試樣是一粒單晶體。多晶體衍射：被分析試樣是一堆細(xì)小的單晶體（粉末），或稱粉末衍射。衍射：指波遇到障礙物時(shí)，偏離原來(lái)直線傳播的物理現(xiàn)象。每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨(dú)特的衍射花樣（特有的衍射現(xiàn)象）。電磁波譜：在電磁學(xué)里，電磁波譜包括電磁輻射所有可能的頻率。一個(gè)物體的電磁波譜專指的是這物體所發(fā)射或吸收的電磁輻射（又稱電磁波）的特征頻率分布。電磁波譜頻率從低到高（波長(zhǎng)從高到低）分別列為無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線和伽馬射線。波譜的譜域與物質(zhì)相互作用的機(jī)制無(wú)線電波在

6、大塊物質(zhì)內(nèi)，電荷載子的集體振蕩。例如，由導(dǎo)體組成的天線，其導(dǎo)體內(nèi)部的電子的振蕩。微波至紅外線等離子體振蕩（plasma oscillation），分子轉(zhuǎn)動(dòng)（molecular rotation）近紅外線分子振動(dòng)（molecular vibration），等離子體振蕩（只在金屬里）可見(jiàn)光分子的電子激發(fā)（包括可以在人體視網(wǎng)膜里找到的色素分子），等離子體振蕩（只在金屬里）紫外線分子或原子的價(jià)電子的激發(fā)，包括電子的發(fā)射（光電效應(yīng)）X射線原子的內(nèi)層電子的激發(fā)與發(fā)射，低原子序數(shù)的原子的康普頓散射伽馬射線重元素的內(nèi)層電子的高能量發(fā)射，康普頓散射，原子核的激發(fā)（包括原子核的解離）超高能量伽馬射線粒子和其反粒子

7、的成對(duì)產(chǎn)生。在超高能量狀況，單獨(dú)光子與物質(zhì)的相互作用，能夠產(chǎn)生高能量的粒子與反粒子射叢。X射線衍射的主要應(yīng)用：由于它簡(jiǎn)單易行，包含豐富的信息，除包含晶體結(jié)構(gòu)本身的信息外，還包含晶體中各種缺陷及多晶聚集體的結(jié)構(gòu)信息，如相結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸與分布、晶粒取向、應(yīng)力分布等眾多信息。晶體結(jié)構(gòu)分析物相定性分析物相定量分析晶粒大小分析結(jié)晶度分析宏觀應(yīng)力和微觀應(yīng)力分析擇優(yōu)取向分析X射線熒光光譜分析（XRF X-ray Fluorescence）利用初級(jí)X射線光子或其他微觀離子激發(fā)待測(cè)物質(zhì)中的原子，使之產(chǎn)生熒光（次級(jí)X射線）而進(jìn)行物質(zhì)成分分析和化學(xué)態(tài)研究的方法。根據(jù)色散方式不同，X射線熒光分析儀相應(yīng)分為X射線熒光光

8、譜儀（波長(zhǎng)色散）和X射線熒光能譜儀（能量色散）。X射線光電子能譜檢測(cè)分析（XPS X-ray photoelectron spectroscopy ）（ESCA Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）XPS的原理是用X射線去輻射樣品，使原子或分子的內(nèi)層電子或價(jià)電子受激發(fā)射出來(lái)。被光子激發(fā)出來(lái)的電子稱為光電子。通過(guò)分析光電子的能量分布得到光電子能譜，從而獲得試樣有關(guān)信息。應(yīng)用：元素的定性分析?？梢愿鶕?jù)能譜圖中出現(xiàn)的特征譜線的位置鑒定除H、He以外的所有元素。元素的定量分析。根據(jù)能譜圖中光電子譜線強(qiáng)度（光電子峰的面積）反應(yīng)原子的含量或相對(duì)濃度。固體

9、表面分析。包括表面的化學(xué)組成或元素組成，原子價(jià)態(tài)，表面能態(tài)分布，測(cè)定表面電子的電子云分布和能級(jí)結(jié)構(gòu)等?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)?？梢詫?duì)內(nèi)層電子結(jié)合能的化學(xué)位移精確測(cè)量，提供化學(xué)鍵和電荷分布方面的信息。分子生物學(xué)中的應(yīng)用。Ex：利用XPS鑒定維生素B12中的少量的Co。2、化學(xué)分析化學(xué)分析方法能準(zhǔn)確地定量分析礦石中各種元素的含量，據(jù)此決定哪幾種元素在選礦工藝中必須考慮回收，哪幾種元素為有害雜質(zhì)需將其分離。因此化學(xué)分析是了解選別對(duì)象的一項(xiàng)很重要的工作?；瘜W(xué)全分析是為了了解礦石中所含全部物質(zhì)成分的含量，凡經(jīng)光譜分析查出的元素，除痕跡外，其他所有元素都作為化學(xué)全分析的項(xiàng)，分析之總和應(yīng)接近100?；瘜W(xué)多元素分析是對(duì)

10、礦石中所含多個(gè)重要和較重要的元素的定量化學(xué)分析，不僅包括有益和有害元素，還包括造渣元素。如單一鐵礦石可分析全鐵、可溶鐵、氧化業(yè)鐵、S、P、Mn、SiO2、Al2O3、Cao、MgO等。金、銀等貴金屬需要用類似火法冶金的方法進(jìn)行分析，所以專門稱之為試金分析，實(shí)際上也可看做是化學(xué)分析的一個(gè)內(nèi)容，其結(jié)果一般合并列入原礦的化學(xué)全分析或多元素分析表內(nèi)?；瘜W(xué)全分析要花費(fèi)大量的人力和物力，通常僅對(duì)性質(zhì)不明的新礦床，才需要對(duì)原礦進(jìn)行一次化學(xué)全分析。單元試驗(yàn)的產(chǎn)品，只對(duì)主要元素進(jìn)行化學(xué)分析。試驗(yàn)最終產(chǎn)品（主要指精礦或需要進(jìn)一步研究的中礦和尾礦），根據(jù)需要，一般要做多元素分析。二、礦物分析光譜分析和化學(xué)分析只能查

11、明礦石中所含元素的種類和含量。礦物分析則可進(jìn)一步查明礦石中各種元素呈何種礦物存在，以及各種礦物的含量、嵌布粒度特性和相互間的共生關(guān)系。其研究方法通常為物相分析和巖礦鑒定等。1、物相分析 物相分析的原理是，礦石中的各種礦物在各種溶劑中的溶解度和溶解速度不同，采用不同濃度的各種溶劑在不同條件下處理所分析的礦樣，即可使礦石中各種礦物分離，從而可測(cè)出試樣中某種元素呈何種礦物存在和含量多少。一般可對(duì)如下元素進(jìn)行物相分析：銅、鉛、鋅、錳、鐵、鎢、錫、銻、鈷、鎳、鈦、鋁、砷、汞、硅、硫、磷、鉬、鍺、銦、鈹、鈾、鎘等。 與巖礦鑒定相比較，物相分析操作較快，定量準(zhǔn)確，但不能將所有礦物一一區(qū)分，更重要的是無(wú)法測(cè)定

12、這些礦物在礦石中的空間分布以及嵌布、嵌鑲關(guān)系，因而在礦石物質(zhì)組成研究工作中只是一個(gè)輔助的方法，不可能代替巖礦鑒定。由于礦石性質(zhì)復(fù)雜，有的元素物相分析方法還不夠成熟或處在繼續(xù)研究和發(fā)展中。因此，必須綜合分析物相分析、巖礦鑒定或其它分析方法所得資料，才能得出正確的結(jié)論。例如某鐵礦石中礦物組成比較復(fù)雜，除含有磁鐵礦、赤鐵礦外，還含有菱鐵礦、褐鐵礦、硅酸鐵或硫化鐵，由于各種鐵礦物對(duì)各種溶劑的溶解度相近，分離很不理想，結(jié)果有時(shí)偏低或偏高（如菱鐵礦往往偏高，硅酸鐵有時(shí)偏低）。在這種情況下，就必須綜合分析元素分析、物相分析、巖礦鑒定、磁性分析等資料，才能最終判定鐵礦物的存在形態(tài)，并據(jù)此擬定正確合理的試驗(yàn)方案

13、。2、巖礦鑒定 巖礦鑒定可以確切地知道有益和有害元素存在于什么礦物之中；查清礦石中礦物的種類、含量、嵌布粒度特性和嵌鑲關(guān)系；測(cè)定選礦產(chǎn)品中有用礦物單體解離度。測(cè)定方法包括肉眼和顯微鏡鑒定等常用方法和其它特殊方法。常用的顯微鏡有實(shí)體顯微鏡（雙目顯微鏡）、偏光顯微鏡和反光顯微鏡等。實(shí)體顯微鏡只有放大作用，是肉眼觀察的簡(jiǎn)單延續(xù)，用于放大物體形象，觀察物體的表而特征。觀察時(shí)，先把礦石碎屑在玻璃板上攤為一個(gè)薄層，然后直接進(jìn)行觀察，并根據(jù)礦物的形態(tài)、顏色、光澤和解理等特征來(lái)鑒別礦物。這種顯微鏡的分辨能力較低，但觀察范圍大，能看到礦物的立體形象，可初步觀察礦物的種類、粒度和礦物顆粒間的相互關(guān)系，估定礦物的含量。偏光顯微鏡除具有放大作用外，還在顯微鏡上裝有兩個(gè)偏光零件起偏鏡（下偏光鏡）和分析鏡（上偏光鏡），加上可以旋轉(zhuǎn)的載物臺(tái)，就可以用來(lái)觀察礦物的偏光性質(zhì)。達(dá)種顯微鏡只能用來(lái)觀察透明礦物。反光顯微鏡的構(gòu)造和偏光顯微鏡一樣，都具有偏光零件，所不同的是在顯微鏡筒上裝有垂直照明器。這種顯微鏡適用于觀察不透明礦物，要求把礦石的觀察表面磨制成光潔的平面，即把礦石制成適用于顯微鏡觀察的光片。大部分有用礦物屬于不透明礦物，主要運(yùn)用這種顯微鏡進(jìn)行鑒定。鑒定表上沒(méi)有的礦物，或單憑顯微鏡還難于鑒定的礦物等，則要用其他一些特殊方法。在顯微鏡下測(cè)定礦石中礦物含量的方法主要有面積法、直