|
第一節(jié) 礦石性質(zhì)研究的內(nèi)容和程序 選礦試驗方案，是指試驗中準(zhǔn)備采用的選礦方案，包括所欲采用的選礦方法、選礦流程和選礦設(shè)備等。為了正確地擬訂選礦試驗方案，首先必須對礦石性質(zhì)進(jìn)行充分的了解，同時還必須綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)諸方面的因素。 礦石性質(zhì)研究內(nèi)容極其廣泛，所用方法多種多樣，并在不斷發(fā)展中?？紤]到這方面的工作大多是由各種專業(yè)人員承擔(dān)，并不要求選礦人員自己去做，因而，在這里只準(zhǔn)備著重討論三個問題，即： (1)初步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； (2)如何根據(jù)試驗任務(wù)提出對于礦石性質(zhì)研究工作的要求； (3)通過一些常見的礦產(chǎn)試驗方案實例，說明如何分析礦石性質(zhì)的研究結(jié)果，并據(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)和選礦研究工作偽深度，一般大致包括以下幾個方面： (1)化學(xué)組成的研究化學(xué)組成的研究內(nèi)容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； (2)礦物組成的研究礦物組成的研究內(nèi)容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)。 (3)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； (4)選礦產(chǎn)物單體解離度及其連生體特性的研究； (5)粒度組成和比表面的測定； (6)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。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、潤濕性、晶體構(gòu)造等。 不僅原礦試樣通常需要按上述內(nèi)容進(jìn)行研究，而且也要對選礦產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行考察，只不過前者一般在試驗研究工作開始前就要進(jìn)行，而后者是在試驗過程中根據(jù)需要逐步去做。二者的研究方法也大致相同，但原礦試樣的研究內(nèi)容要求比較全面、詳盡，而選礦產(chǎn)品的考察通常僅根據(jù)需要選做某些項目。 一般礦石性質(zhì)的研究工作是從礦床采樣開始。在礦床采樣過程中，除了采取研究所需的代表性試樣外，還需同時收集地質(zhì)勘探的有關(guān)礦石和礦床特性等方面的資料。由選礦試驗研究工作是在地質(zhì)部門已有研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而在研究前對該礦床礦石的性質(zhì)已有一個全面而定性的了解，再次研究的主要目的應(yīng)該是： (1)核對本次所采試樣同過去研究試樣的差別，獲得準(zhǔn)確的定量資料； (2)補充地質(zhì)部門未做或做得不夠，但對選礦試驗又非常重要的一些項目，如礦物嵌布粒度測定，考察某一有益或有害成分的賦存形態(tài)等。 礦石性質(zhì)研究須按一定程序進(jìn)行，但不是一成不變的，如某些特殊的礦石需采取一些特殊的程序，對于放射性礦石，就首先要進(jìn)行放射性測量，然后具體查明哪些礦物有放射性，最后才進(jìn)行化學(xué)組成及礦物鑒定工作。對于簡單的礦石，根據(jù)已有的經(jīng)驗和一般的顯微鏡鑒定工作即可指導(dǎo)選礦試驗。 選礦試驗所需礦石性質(zhì)研究程序，一般可按圖3－1進(jìn)行。 第二節(jié) 礦石物質(zhì)組成研究方法簡介 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的物質(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。在實際工作中經(jīng)常借助于粒度分析(篩析、水析)、重選(搖床、溜槽、淘砂盤、重液分離、離心分離等)、浮選：電磁分離、靜龜分離、手選等方法預(yù)先將物料分類，然后進(jìn)行分析研究。近年來不斷有人提出各種新的分離方法和設(shè)備如：電磁重液法、超聲波分離法等，以解決一些過去難以分離的礦物試樣的分離問題。 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。有關(guān)的分析技術(shù)均有專門的書籍可參考，此處僅介紹其基本原理和用途。 l. 光譜分析 光譜分析能迅速而全面地查明礦石中所含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。因而選礦試驗常用此法對原礦或產(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。這對于選冶過程考慮綜合回收及正確評價礦石質(zhì)量是非常重要的。 光譜分析原理：礦石中的各種元素經(jīng)過某種能源的作用發(fā)射不同波長的光譜線，通過攝譜儀記錄，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。 光譜分析的特點是靈敏度高，測定迅速，所需用的試樣量少(幾毫克列幾十毫克)，但精確定量時操作比較復(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，光譜法不能測定；還有一些元素，如B、As、Hg、Sb、K、Na等，光譜操作較特殊，有時也不做光譜分析，而直接用化學(xué)分析辦法測定。 2．化學(xué)全分析和化學(xué)多元素分析 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)分析是了解選別對象的一項很重要的工作。 化學(xué)全分析是為了了解礦石中所含全部物質(zhì)成分的含量，兒經(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，分析之總和應(yīng)接近100％。 化學(xué)多元素分析是對礦石中所含多個重要和較重要的元素的定量化學(xué)分析，不僅包搖有益和有害元素，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，實際上也可看做是化學(xué)分析的一個內(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)。 化學(xué)全分析要花費大量的人力和物力，通常僅對性質(zhì)不明的新礦床，才需要對原礦進(jìn)行一次化學(xué)全分析。單元試驗的產(chǎn)品，只對主要元素進(jìn)行化學(xué)分析。試驗最終產(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。 關(guān)于如何應(yīng)用光譜分析和化學(xué)分析結(jié)果指導(dǎo)礦石可選性研究工作的問題，下面舉某銅礦為例說明之。 該銅礦樣光譜分析和化學(xué)多元素分析結(jié)果分別見表3一l和表3—2。 由表3—1所列光譜分析結(jié)果看出，礦石中主要有用成分為銅和鋅；有可能綜合利用的為鉛和銀；鈷需要進(jìn)一步用化學(xué)分析檢查；鐵要在了解它的存在形態(tài)之后才能知道是否可以利用。此外，還可以看出，礦石中的主要脈石成分為硅鋁酸鹽，堿性的鈣鎂化合物不多，由此確定下一步化學(xué)分析的對象為：(1)有可能利用的金屬Cu，，Zn、Ph、Ag、Fe、Co；(2)主要脈石成分SiO2：、Al2O3、CaO、MgO；(3)光譜分析中未測定的重要元素S、P、Bi、Au等。表3—2所列即為該礦樣的化學(xué)多元素分析結(jié)果，據(jù)此可以進(jìn)一步確定：(1)主要有用成分為銅；(2)選礦過程中可以綜合回收的為黃鐵礦；(3)金、銀和鉆含量較低，在選礦過程中不易單獨回收，但有可能富集到選礦產(chǎn)品里，在冶煉過程中回收；(4)鉛含量很低，可不考慮；鋅雖然含量也較低，但由于可能進(jìn)入銅精礦中成為有害于冶煉的雜質(zhì)，因而在選礦過程中仍需注意；(5)脈石以石英為主。 二、礦物分析 光譜分析和化學(xué)分析只能查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。
一般可對如下元素進(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區(qū)分，更重要的是無法測定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，由于各種鐵礦物對各種溶劑的溶解度相近，分離很不理想，結(jié)果有時偏低或偏高(如菱鐵礦往往偏高，硅酸鐵有時偏低)。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方案。 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；查清礦石中礦物的利，類、含量、嵌布粒度特性和嵌鑲關(guān)系；測定選礦產(chǎn)品中有用礦物單體解離度。 測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。肉眼鑒定礦物時，有些特征不顯著的或細(xì)小的礦物是極難鑒定的，對于它們只有用顯微鏡鑒定才可靠。常用的顯微鏡有實體顯微鏡(雙目顯微鏡)、偏光顯微鏡和反光顯微鏡等。 實體顯微鏡只有放大作用，是肉眼觀察的簡單延續(xù)，用于放大物體形象，觀察物體的表而特征。觀察時，先把礦石碎屑在玻璃板上攤為一個薄層，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，就可以用來觀察礦物的偏光性質(zhì)。達(dá)種顯微鏡只能用來觀察透明礦物。 反光顯微鏡的構(gòu)造和l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，主要運用這種顯微鏡進(jìn)行鑒定。鑒定表上沒有的礦物，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。 在顯微鏡下測定礦石中礦物含量的方法主要有面積法、直線法和計點法三種，即具體測定統(tǒng)待待測礦物所占面積(格子)、線長、點子數(shù)的百分率，工作量都比較大。選礦試驗中若對精確度要求不高，也可采川估計法，即直接估計每個視野中各礦物的相對含量自分比，此時最好采用十字絲或網(wǎng)格目鏡，以便易于按格估計。經(jīng)過多次對比觀察積累經(jīng)驗后，估計法亦可得到相當(dāng)準(zhǔn)確的結(jié)果。 應(yīng)用上述各種方法都是首先得出待測礦物的體積百分?jǐn)?shù)，乘以各礦物的比重即可算出該樣品的礦物含鍍百分?jǐn)?shù)。 有關(guān)顯微鏡的構(gòu)造和使用、薄片和磨光片的制備、以及具體的測試技術(shù)等，可參考有關(guān)地質(zhì)和礦石學(xué)方面的書籍。 三、礦石物質(zhì)組成研究的某些特殊方法 對于礦石中元素賦存狀態(tài)比較簡單的情況，一般采用光譜分析、化學(xué)分析、物相分析、偏光顯微鏡、反光顯微鏡等常用辦法即可。對于礦石中元素賦存狀態(tài)比較復(fù)雜的情況需進(jìn)行深入的查定工作，采用某些特殊的或新的方法，如熱分析、X射線衍射分析電子顯微鏡、極譜、電滲析、激光顯微光譜、離子探針、電子探針、紅外光譜、拉曼光譜、電子順磁共振譜、核磁共振波譜、穆斯鮑爾譜等。 一般在物質(zhì)組成研究工作中遇到什么樣的情況需要進(jìn)行更深入的工作呢?舉例如下： (1)如果礦石中含有新礦物(人們從未發(fā)現(xiàn)過的礦物)，可借助于電子探針、X射線粉晶分析、電子順磁共振譜、穆斯鮑爾譜等多種方法綜合分析確定。如我國新發(fā)現(xiàn)的錫鐵山石、圍山礦、灤河礦等。 歡迎礦友投票，提升服務(wù)質(zhì)量 ◆更多實用選礦知識： ☆☆☆☆☆ 西安天道礦產(chǎn)研究院 ☆☆☆☆☆ |
|
|
