矿物定量

矿石是由天然矿物组成的集合体。 对矿石进行的化学分析, 只能了解其中化学元素的组成, 而无法掌握其中的矿物组成。 研究人员习惯于用化学分析的结果来计算矿物含量, 这种方法对于矿物组成比较简单的矿石可以, 但对组成比较复杂、 矿物种类比较多的矿石就不适用了 。 选矿工艺分高的对象是矿物, 矿石中同一种元素往往会以不同的矿物形式产出, 这些含有同种元素的不同矿物, 其物理化学性质和选矿工艺性质相差悬殊, 其选矿方法和选矿工艺流程也截然不同, 有的甚至在目前的经济技术条件下还难以利用 。 比如铜矿石中铜矿物有原生硫化铜矿物(黄铜矿、斑铜矿),也有次生硫化铜矿物(铜蓝、辉铜矿、蓝辉铜矿),还有氧化铜矿物(赤铜矿、黑铜矿)、碳酸铜矿物(孔雀石、蓝铜矿)。 此外还有硅孔雀石、假孔雀石、胆矾、水胆矾等。较常见的铜矿物就有几十种,含铜矿物有三百多种; 铝土矿中含铝的矿物也有几十种。 因此, 矿石的矿物组成研究对矿物加工工艺的选择具有重要意义 。 通过对选矿工艺流程中产品的组成矿物的定量, 可以从矿物学角度详细分析各选矿作业的效率, 这有助于分析目的矿物和有害矿物在流程中的走向及其行为的规律。 这对于分析选矿的流程结构和工艺条件的合理性, 以指导选矿工艺的优化具有重要意义。

矿物定量的方法较多, 常用的矿物定量方法有分离矿物定量法、 显微镜下矿物定量法、 化学分析矿物定量法、 选择溶解矿物定量法、 自动图像分析矿物定量法等。

1 分离矿物定量法

分离矿物定量法是一个传统的方法,它是利用矿石中某种矿物或某些矿物的特殊性质或者利用某种矿物与其他矿物性质上的差异, 将某种矿物或某些矿物从矿石中分离出来而进行定量的一种方法 。 这种分离方法主要适用于某些易于分选且嵌布粒度比较粗的矿物 。 这种方法准确可靠,但适用范围有限。例如,欲测定某矿石中磁铁矿的含量,假如该矿石仅含有磁铁矿一种强磁性矿物, 那么称取一定量粒度小于 0. 074mm 的代表性矿石样品放入水中, 然后用磁铁吸出其中的磁铁矿颗粒并称取其质量 W2。 最后根据磁性部分的质量W2与原样品的质量 W1相比的百分数,即为矿石样品中磁铁矿的质量百分含量。

2 显後镜下矿物定量法

显微镜下矿物定量法是将2 ~0mm的选矿试验综合样先碎成0. 5mm 以下,再筛分成若干粒级, 分别算出每个粒级的产率, 然后每个粒级缩分出一部分具有代表性的样品用环氧树脂、乙二胺胶结固化磨制成光片。一般粗粒级5-7片,细粒级磨2~3片。

显微镜下定量必须是在定性基础上,把所有矿物都鉴定准确后才可以进行矿物定量。 定量方法一般采用线段法。定量时把每个粒级的光片放在显微镜下,借助机械台移动和目镜测微尺测量有用矿物及其他矿物线段长,逐行测定并做好记录,最后统计每种矿物的线段长, 再求出每种矿物在该粒级百分比, 再乘以该粒级的产率和该矿物的密度, 就得出该矿物的含量。显微镜定量是一项基础工作,虽然既费时又费力,但每个从事工艺矿物学研究的人员都必须了解它 。

3 选择溶解矿物定量法

选择溶解矿物定量方法是利用某种矿物特殊的化学性质, 用特定的化学试剂进行选择性溶解来进行矿物定量。这种方法实际就是化学物相分析方法。

4 自动图像分析矿物定量法

自动图像分析矿物定量法是把扫描电镜、 能谱分析和图像分析处理结合在一起, 通过灰度区分矿物、 能谱分析鉴定识别矿物以及图像分析软件测量各矿物的面积, 然后乘以矿物的密度, 则可计算出各种矿物的质量比, 这样整体计算出矿样的矿物含量。 为了样品的代表性, 可考虑用-0. 074mm综合样测定样品的矿物含量。

5 化学分析矿物定量法

化学分析矿物定量法是利用矿石的化学成分与矿石中组成矿物的化学成分的相关性, 用数学运算方法来进行矿物定量。 该方法不受组成矿物含量和嵌布粒度的影响 。 但某一种元素往往是由很多种矿物组成的, 如硅、 铝、 钙等元素是由几十种甚至几百种矿物组成的, 所以就很难计算了 。 但对于组成单一的或组成比较简单的矿物还是可以应用的 。

总之,矿物定量是一项复杂的、繁琐的工作,各种定量方法的误差也比较大,所以用某种单一的方法进行准确定量是很困难的, 必须用综合方法来定量 。 建议以化学法为基础, 结合物理法进行矿物定量效果会更好。