工藝礦物學礦物定量PPT課件

1、資源與環(huán)境工程學院資源與環(huán)境工程學院第五章第五章 組成礦物的定量組成礦物的定量Contents前言前言1分離礦物定量分離礦物定量顯微鏡下礦物定量顯微鏡下礦物定量化學多元素分析礦物定量化學多元素分析礦物定量本章重點及難點本章重點及難點重點重點： 分離礦物定量分離礦物定量 顯微鏡下礦物定量的測量顯微鏡下礦物定量的測量 化學多元素分析礦物定量的計算化學多元素分析礦物定量的計算難點難點： 化學多元素分析礦物定量的計算化學多元素分析礦物定量的計算前言前言 固體原料與產物的有哪些礦物組成固體原料與產物的有哪些礦物組成? 鐵礦物鐵礦物磁鐵礦磁鐵礦鉻鐵礦鉻鐵礦褐鐵礦褐鐵礦赤鐵礦赤鐵礦鈦鐵礦鈦鐵礦菱鐵礦菱鐵礦前

2、言前言硫化銅礦硫化銅礦銅礦物銅礦物氧化銅礦氧化銅礦黃銅礦斑銅礦輝銅礦赤銅礦孔雀石藍銅礦前言前言黑鎢礦黑鎢礦(Mn,Fe)WO4鎢礦物鎢礦物白鎢礦白鎢礦CaWO前言前言 湖南祁東鐵礦湖南祁東鐵礦江西鐵坑鐵礦江西鐵坑鐵礦南京吉山鐵礦南京吉山鐵礦磁鐵礦磁鐵礦(磁選磁選)-赤鐵礦赤鐵礦(離心離心)褐鐵礦（褐鐵礦（Slon強磁選）強磁選）50%單一磁選：單一磁選：76%前言前言 礦石中各組成礦石中各組成 直接直接影響選礦工藝流程！影響選礦工藝流程！礦物相對含量礦物相對含量 因此因此，正確判定組成礦物類別，是開展，正確判定組成礦物類別，是開展定量工作的前提和基礎。定量工作的前提和基礎。定量測定之前必定量測

3、定之前必須認真準確地做好礦物鑒定工作。須認真準確地做好礦物鑒定工作。前言前言Phase 1Phase 2Phase 3選礦工藝流程選礦工藝流程礦物鑒定礦物鑒定礦物定量礦物定量選礦試驗選礦試驗前言前言1分離礦分離礦物定量物定量3化學多元化學多元素分析礦素分析礦物定量物定量2鏡下礦鏡下礦物定量物定量因此分離礦物的主要方式：因此分離礦物的主要方式：特點特點：操作簡單，簡單易行：操作簡單，簡單易行概概 述述1X射線衍射但是定量也會使用如下技術：但是定量也會使用如下技術：2示示重重熱熱差差分分析析3紅外光譜4電子探針5激激光光顯顯微微光光譜譜5.1 5.1 分離礦物定量分離礦物定量 它是人工和天然重砂常

4、用的一種礦物定量法它是人工和天然重砂常用的一種礦物定量法。 按照工作性質可以分成如下幾個階段：按照工作性質可以分成如下幾個階段：試樣準備試樣準備整理計算整理計算分離分離5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離 重力分離重力分離：根據礦物密度的差異，于水或其根據礦物密度的差異，于水或其他介質中，在外力作用下，促使礦樣產生不同的他介質中，在外力作用下，促使礦樣產生不同的運動效果，從而使不同密度的礦物構成不同的層運動效果，從而使不同密度的礦物構成不同的層次或條帶，進而達到礦物分離的目的次或條帶，進而達到礦物分離的目的。振擺溜槽振擺溜槽機動淘洗盤機動淘洗盤重液分離重液分離電磁重液分離電磁重液分離5.1

5、.1 5.1.1 重力分離重力分離 重力分離的判斷依據：E E（2 2）/(/(1 1）E 5E 5 時時, ,極易重力分離極易重力分離, ,有效分離的粒度下限為有效分離的粒度下限為5 5m m；2.5E 52.5E 5，易重力分離，分離粒度下限，易重力分離，分離粒度下限3838m m；1.75 E2.51.75 E2.5，較易重力分離，分離粒度下限，較易重力分離，分離粒度下限7575m m；1.5E1.751.5E1.75，較難重力分離，較難重力分離, ,分離粒度下限分離粒度下限0.5mm0.5mm；1.25E1.51.25E1.5，難重力分離，難重力分離, ,只能處理數毫米的物料；只能處理

6、數毫米的物料；E1.25E1.25，極難處理物料，不宜采用重力分離法。，極難處理物料，不宜采用重力分離法。5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離振擺溜槽分選糟振動頻率分選糟振動頻率360360次次minmin，振幅，振幅5 5mmmm，擺，擺動頻率動頻率2828次次minmin，擺，擺幅幅7070mmmm。分離礦物時，。分離礦物時，水流量水流量400400mLmLminmin左左右。然后將樣品注入右。然后將樣品注入選槽上端，每次給礦選槽上端，每次給礦樣量樣量303050g50g。5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離振擺溜槽(搖床）5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離機動淘洗盤 將固液

7、比將固液比1 1：9 9注入注入 前后變速擺動（前后變速擺動（3r/min)3r/min) 擺動幅度為擺動幅度為1515度度 振動頻率為振動頻率為120120次次/min/min注意注意：密度差大于：密度差大于1 1比較好，而且分選比較好，而且分選粒度在粒度在0.15-0.02mm0.15-5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離機動淘洗盤(手動）5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離重液分離原理原理：阿基米德定律阿基米德定律 常用的重液有：常用的重液有：（1）三溴甲烷）三溴甲烷(2.89)（2）四溴乙烷）四溴乙烷(2.97)（3）二碘甲烷）二碘甲烷(3.32)（4）克列里奇溶液）克列里奇溶

8、液(4.25)應用礦山應用礦山：煤礦山及：煤礦山及寶鋼集團寶鋼集團梅山鐵礦等。梅山鐵礦等。5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離重液分離應用礦山應用礦山：斜輪重介質選煤機斜輪重介質選煤機 5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離重液分離應用礦山應用礦山：寶鋼集團梅山鐵礦寶鋼集團梅山鐵礦5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離電磁重液 分離原理分離原理：磁力與重力：磁力與重力 分離優(yōu)點分離優(yōu)點：比重大于：比重大于4.274.27的礦物的礦物; ;磁流體的磁化系數大、磁流體的磁化系數大、無色透明、強度小、無毒、無色透明、強度小、無毒、來源充足、價格低廉以及便來源充足、價格低廉以及便于回收等特點。

9、于回收等特點。 稀土鹽類效果較理想稀土鹽類效果較理想. .類似設備類似設備：磁選柱磁選柱5.1.1 5.1.1 重力分離重力分離電磁重液類似設備類似設備：磁選柱磁選柱5.1.2 5.1.2 磁力分離磁力分離永久磁鐵分離法 分離原理分離原理：磁力與重力：磁力與重力 分離場強分離場強：200020002500 Oe 主要分離的礦物是強磁性主要分離的礦物是強磁性礦物。（磁鐵礦、磁黃鐵礦、礦物。（磁鐵礦、磁黃鐵礦、自然鐵、鐵鉑礦等）自然鐵、鐵鉑礦等）類似設備類似設備：弱弱磁選機磁選機5.1.3 5.1.3 介電分離介電分離原原 理理 介電分離是在具有一定介電常數的介電介電分離是在具有一定介電常數的介電

10、液中進行的，介電分離儀的電磁振蕩電極插液中進行的，介電分離儀的電磁振蕩電極插入介電液中，在電極周圍將形成一入介電液中，在電極周圍將形成一交變的非交變的非均勻電場均勻電場，將適量樣品放入介電液中，則介，將適量樣品放入介電液中，則介電常數大于介電液的礦物顆粒被吸附于電極，電常數大于介電液的礦物顆粒被吸附于電極，介電常數小于介電液的礦物顆粒則被電極排介電常數小于介電液的礦物顆粒則被電極排斥，從而使介電常數不同的礦物彼此分離。斥，從而使介電常數不同的礦物彼此分離。5.1.3 5.1.3 介電分離介電分離此時被極化的礦物顆粒受到一介電泳力作用。其大小為：3121121122xdEFrEd 注意：在使用中

11、頻介電分離儀的條件下，只要兩種礦物在使用中頻介電分離儀的條件下，只要兩種礦物的介電常數相差的介電常數相差1.51.52 2，即可達到使礦物分離的目的。，即可達到使礦物分離的目的。5.1.4 5.1.4 選擇性溶解選擇性溶解原理：利用利用礦物化學性質礦物化學性質的差異，的差異，特別是礦物在不同溶劑中的選擇特別是礦物在不同溶劑中的選擇性的差異，使不同礦物溶解或使性的差異，使不同礦物溶解或使其中某些礦物溶解，而其中某些礦物溶解，而將某一種將某一種礦物留在殘渣中礦物留在殘渣中，達到礦物定量，達到礦物定量的目的的目的。5.1.4 5.1.4 選擇性溶解步驟選擇性溶解步驟用精密天平稱取適量樣品用精密天平稱

12、取適量樣品1將樣品倒入一定容積的燒杯或坩鍋內將樣品倒入一定容積的燒杯或坩鍋內將預先選擇并配置好的溶劑按液固比將預先選擇并配置好的溶劑按液固比4 4：1 1加入燒杯或坩鍋中加入燒杯或坩鍋中加熱攪拌使易溶礦物充分分解加熱攪拌使易溶礦物充分分解234溶解反應完全后，用清水洗滌、過濾、溶解反應完全后，用清水洗滌、過濾、烘干，最后將殘留物稱重烘干，最后將殘留物稱重5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量定義：定義：是指從待測礦物原料中選是指從待測礦物原料中選取少量有代表性的樣品，加工制備取少量有代表性的樣品，加工制備成成光片或薄片光片或薄片，在顯微鏡下通過測，在顯微鏡下通過測定不同礦物在光片或薄片上所占

13、比定不同礦物在光片或薄片上所占比例，達到礦物定量的目的。例，達到礦物定量的目的。缺點缺點限于方法倍數和分辨率，對微粒微量限于方法倍數和分辨率，對微粒微量礦物的定量尚很困難。礦物的定量尚很困難。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量原理：原理：顯微鏡下礦物定量是在光片或薄片上顯微鏡下礦物定量是在光片或薄片上的礦物顆粒只顯示出二維尺寸的大小，而不能直接的礦物顆粒只顯示出二維尺寸的大小，而不能直接觀測到立體三維尺寸。因此，須將顯微鏡下測定的觀測到立體三維尺寸。因此，須將顯微鏡下測定的二維數據轉化為三維數據。二維數據轉化為三維數據。 點數百分含量線段百分含量面積百分含點數百分含量線段百分含量面積百分

14、含量面積百分含量體積百分含量量面積百分含量體積百分含量 P Pp p=L=Ll l=A=Aa a=V=Vv 5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 這個原理由法國的這個原理由法國的DelesseDelesse提出，提出，19631963年年WeibelWeibel又又用數學分析的方法證明了這一原理。用點測法、線測法用數學分析的方法證明了這一原理。用點測法、線測法或面測法測定出礦物的體積百分含量后，即可按下式計或面測法測定出礦物的體積百分含量后，即可按下式計算礦物的重量百分含量：算礦物的重量百分含量：W= PW= Pp p( (1 1/ /)=L )=L l l( (1 1/ /)=A )=A

15、 a a( (1 1/ /)= V )= V v v( (1 1/ /) ) 1 1待測礦物的密度待測礦物的密度 原料的密度原料的密度5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.1 面積法面積法n 原理：根據光片或根據光片或薄片中各礦物所占面薄片中各礦物所占面積百分含量，等于礦積百分含量，等于礦物在原料中所占體積物在原料中所占體積百分含量。百分含量。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.1 面積法面積法面積法測量方法（1 1）在顯微鏡目鏡筒的目鏡焦平面處放置一片目鏡測）在顯微鏡目鏡筒的目鏡焦平面處放置一片目鏡測微網，以該方格網為尺度來測量不同礦物所占面積大微網，以該方格網為尺

16、度來測量不同礦物所占面積大小。小。（2 2）按一定的間距左右移動載物臺，將整個礦片表面）按一定的間距左右移動載物臺，將整個礦片表面全部測完，按視域分類統(tǒng)計不同礦物的面積，并將測全部測完，按視域分類統(tǒng)計不同礦物的面積，并將測量結果記錄載記錄表中，最后將各視域測量結果進行量結果記錄載記錄表中，最后將各視域測量結果進行累計，計算出待測礦物在該光片中的體積含量。累計，計算出待測礦物在該光片中的體積含量。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.1 面積法面積法面積法測量方法如果礦物光片中含有三種礦物如果礦物光片中含有三種礦物1 1，2 2，3 3，所占網格數的累計值分別為所占網格數的累計值分別

17、為N N1 1,N,N2 2,N,N3 3，則，則它們在原料種的重量百分比可按下式計算：它們在原料種的重量百分比可按下式計算： Wi100Nii/(N11+N22+N33) 保證測量結果的精度，測量的視域保證測量結果的精度，測量的視域數目不能太少，通常每塊光片測定的視域數目不能太少，通常每塊光片測定的視域數不少于數不少于2020個個，對于礦物呈不均勻分布的，對于礦物呈不均勻分布的礦物原料，測定的視域數還要更多。礦物原料，測定的視域數還要更多。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.2 直線法直線法n 原理：礦片表面不礦片表面不同礦物沿一定方向向同礦物沿一定方向向直線上線段截距長度直線

18、上線段截距長度百分含量與其在原料百分含量與其在原料種的重量百分含量相種的重量百分含量相等等5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.2直線法直線法直線法測量方法 測定時先在目鏡筒的焦平面處安置一片目鏡測微尺，并在載物臺尚用機械臺夾持住準備好的光片，調好焦距后，用機械臺將要查測的第一個視域移至光片的某一基角。 開始差數各種礦物顆粒在目鏡尺尚截取的格子數，一條直線上一個視域接著一個視域的查數。 測完一條直線后，用機械臺移動光片一個距離，繼續(xù)測量第二條測線上各種礦物的截線距，直到把光片全部查測完。一次測量通常不得少于1020個視野。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.2 直線法直線法直線法結果計算直線法結果計算W1=L11/(L11+L22+L33)直線法適用范圍直線法適用范圍適用于細粒礦石5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.3 記點法記點法n 原理：n 礦片上各種礦物礦片上各種礦物表面所占點數之比與表面所占點數之比與各礦物在原料中的體各礦物在原料中的體積之比相等。積之比相等。5.2 5.2 鏡下礦物定量鏡下礦物定量 5.2.3 記點法記點法測量方法測量方法首先在目鏡筒中裝入測微網，將視域中不同礦物表面分布的交點數分別統(tǒng)計下來。適用場合適用于礦物嵌布粒度均勻的礦物原料，對于粗細不均勻嵌布的原料，會因為細小顆粒的漏測而造成測量精度的降低