矿石物质组成与矿石特性的研究.ppt

第三章矿石物质组成与矿石特性的研究Study on mineral composition and mineral character of ores(英文文献2：1 Electron micro-scope at atomic resolution p1-10；文献3：On-stream analysis in mineral processing p235-255),英文单词：40矿石特性Ore character,41结构特性Texture character42矿物分析Mineral analysis 43物相分析Facial analysis 44光谱分析Spectrum analysis 45可磨性Grindability46硅酸盐Silicate47显微镜Microscope48磨碎Grinding,49精矿Concentrate50中矿Middling,51尾矿Tailing 52磁选Magnetic separation 53电选Electrical separation 54重选Gravity concentration55重介质选Heavy medium separation56硅酸盐矿物Silicate mineral57矿物组成Mineral composition,58品位Grade59矿物岩相Facies,60 岩相分析Lithofacies analysis 61矿物组合Mineral association62矿物鉴定Mineral identifying63矿物解离Mineral liberation64构造Tectonic65斑状结构porphyritic texture66致密结构compact texture,3.1 矿石物质组成研究的内容和程序content and procedure of mineral composition and mineral characteristic of ores 3.2 矿石物质组成的研究Study on mineral composition of ores,3.3 矿石结构构造特性的研究 A study on mineral structural construction 3.4 选矿产品的考查,3.5 某地铁矿石选矿实验方案示例-铁矿石的一个典型的实验计划例子 矿石可选性研究的目的在于正确确定矿石的选别方法、选别流程、选别条件和选别指标为达次目的，首先要对矿石性质进行研究。,矿石包括有用矿物和脉石，选矿就是将它们进行分离,这种分离包括有用矿物与脉石的分离、有用矿物相互分离以及除去有用矿物中的杂质。而分离的难易程度主要是由矿石本身性质（物质组成、矿石特性）所决定的。因此，为正确进行选矿实验，首先必须对矿石的物质组成、理化性质进行研究，同时还必须对选别产物的物质组成及理化性质进行研究。,矿石物质组成的研究属专门的课程内容，该门课主要解决两个问题：（1）初步了解矿石可选性研究涉及的矿石性质研究的内容、方法和程序。（2）如何据实验任务对矿石性质研究提出要求。,研究的内容十分广泛，所采用的方法也是多种多样的，这里只介绍主要的。,3.1 矿石物质组成研究的内容和程序,3.1.1 矿石物质组成研究的内容,（1）矿石化学组成的研究研究矿石中所含元素的种类、含量、结合情况等包括主要、次要、有用、无用、有害元素。用的方法叫做元素分析法，常用的有光谱分析、化学分析、试金分析。,（2）矿石矿物组成的研究研究矿石中所含矿物的种类、含量、有用有害元素的赋存状态等常用的矿物分析法有物相分析、岩矿鉴定。,（3）矿石的结构构造研究研究有用矿物的嵌布粒度及其与其它矿物间的共生关系。（4）选矿产物单体解离度及其连生体连生特性的研究。（5）矿石的工艺特性的研究-粒度组成、比表面测定等。（6）矿石和矿物的物理化学特性的研究包括比重，比磁化系数，电性，硬度，可磨度,溶液 ph 值等。,上述研究内容并不是矿石物质组成和矿石特性研究的全部内容，也并非每种矿石必须研究的内容因对每一具体矿石所要进行研究的内容和深度不尽相同，所以要视具体情况而定。由于选矿实验研究工作是在地质部门已有研究工作的基础上进行的，因而再次研究主要是补充地质部门未做或做的不够但对选矿又非常重要的项目，如有用矿物嵌布粒度测定等。,两点说明：,矿石物质组成研究需按一定程序进行一般可按下图 3-1（图 3-1）进行，但不是一成不变。具体情况要具体分析，只有选择较合理的程序，才能得出合乎要求的结果。,3.1.2 矿石物质组成研究的程序,3.2 矿石物质组成的研究 矿石物质组成的研究包括矿石化学组成的研究和矿物组成的研究,所采用的分析方法分别为元素分析和矿物分析法。,3.2.1 元素分析法主要研究矿石中所含元素的种类、含量。以上讲到元素分析通常采用光谱分析化学分析等分析方法。这里主要介绍原理和用途。,（1）光谱分析：原理矿石中各种元素经过某种能源的作用发射不同波长的光谱线，通过摄谱仪记录，然后与已知元素含量的谱线进行对比，可知矿石中含有哪些元素。,灵敏度高、测定快、所需试样量少（几mmg-几十mmg）。一般只进行定性及半定量测定，即指出元素的含量范围，如百分之几、万分之几、痕迹等。,特点：,a 普查元素在化学分析前对矿石中元素及大致含量进行全面普查，以免直接进行化学分析将某些少量元素遗漏。b 对稀散元素进行测定（这些元素的化学分析难以准确测定）。,缺点：,有一定适用范围，有些元素如卤素和s、Ra、Ac、Po等不能测定。若精确定量则操作复杂。,用途：,用化学方法和物理化学方法对矿石中元素进行测定。,（2）化学分析,原理,化学全分析,对除光谱分析之外的所有元素进行分析,化学多元素分析：只对主要元素进行分析，包括造渣元素。试金分析：对金银等贵重金属利用类似火法冶金的方法进行分离并测定。,定量精确、使用范围广。,特点（与光谱分析法比）,缺点（同上）,测定需时间长、成本高。,关于如何据光谱分析结果对化学分析提出要求以及指导矿石可选性研究工作的问题，下面举某铜矿为例进行说明。,某铜矿样光谱分析结果,由上表可看出 a 主要有用元素为cu、zn。b 有可能综合利用的元素为pb、Ag、Fe在了解了赋存状态后才知道可否利用，Co需进一步进行化学分析检查。c 脉石矿物以硅铝酸盐为主，硷性钙镁化合物较少。,在次基础上对化学分析提出要求：a 要分析有用元素cu、zn、pb、Ag、Fe、Co。b 对脉石成分Sio2、Al2o3、Cao、Mgo进行分析。c 对光谱分析不能做的重要元素S、P、Bi、Au 等进行分析。,化学分析结果见表3-2。,表3-2 某铜矿样化学多元素分析结果,从化学分析表可看出：a 有用元素为Cu（1.52%）。b 脉石矿物Sio2（60.66%）。c 可能利用的是黄铁矿。d Au、Ag、Co要尽可能让其到精矿中去，通过冶炼回收。e Pb（0.055%）少、Zn低，这两种元素都为Cu冶炼的有害杂质，因而在选矿过程中应注意。,3.2.2 矿物分析法进一步查明矿石中各种元素呈何种矿物存在，或选矿产品中所含矿物成分，以及它们的含量、嵌布粒度和相互共生关系。其测定单位是矿物。（1）物相分析:每种矿物是一种均匀的物质，是矿石中个别一相，对矿石中各个相进行测定并分析叫。,原理：利用不同浓度的各种溶剂在不同条件下，据各种矿物在各种溶剂中溶解度和溶解速度的不同，使矿石中各种矿物分离，然后分别测定该元素在各个矿物或各类型矿物中的含量（可知某元素呈何种矿物 存在）。如铜矿物有赤铜矿Cu2o、辉铜矿Cu2s、黄铜矿Cu2s等，铁矿有赤铁矿Fe2o3、褐铁矿Fe2co3、硅铁矿等。,特点 测定较快，定量准确（与岩矿鉴定比）缺点 不能将所有矿物一一区分，不能得知矿物在矿石中的空间分布、嵌布和嵌镶关系。,对选矿人员来说：a 要了解物相分析可做哪 些元素（组成的矿物）。b 每种元素需分析哪些相。c 各种矿物的可选性如何。,原理：利用显微镜，据矿物在镜下光学性质的不同来区别矿物的种类，使用辅助设备可测定其含量。常用的有偏光显微镜测定透明矿物，反光显微镜测定不透明矿物，实体显微镜放大镜。,（2）岩矿鉴定,优点:使用范围广，可测矿物空间分布。缺点：测定时间长，操作繁，误差大。作用：岩矿鉴定资料是可选性研究工作中确定选矿方案最主要和最直接的依据。,a 矿石中矿物的种类、含量、嵌布粒度特性 和嵌镶关系。b 有益有害元素存在于什么矿物之中。在次基础上可测定选矿产品中有用矿物单体解离度。,通过它我们可知道：,1 决定要回收的有用成分和伴生元素 2 决定要分离的脉石矿物及有害杂质 3 据矿物组成选择选别方法、选别流程、选别条件并估计选别指标 4 了解选别产品的质量状态，为进一步处理精矿提供依据,总之矿石物质组成研究的目的是：,研究矿石结构构造特性是矿石特性研究的主要内容之一。各种机械的选别方法都要求有用矿物单体解离，单体解离是分选的前提。而使有用矿物单体解离所需破碎和磨碎的粒度则取决于矿石的结构构造特点。,3.3 矿石结构构造特性的研究,矿石的结构构造其中最主要的则是有用矿物的嵌布粒度特性（浸染特性）以及有用矿物相互之间和有用矿物与脉石之间的共生毗连关系（嵌镶关系），因为它们直接决定着破碎、磨碎时有用矿物单体解离的难易程度以及连生体的连生特性。,3.3.1 矿石的结构,概念,指矿物在矿石中的结晶程度矿物颗粒的形状、大小和相互结合关系。,分类,两类简单粒状结构和复合粒状结构。,简单粒状结构矿物基本上是以单体晶粒互相结合的。属这类结构的有：粒状结构（以单体状态彼此嵌合）、斑状结构（一种晶粒大的矿物嵌布于比它小得多的脉石矿物之间）、变晶结构、压碎结构等。由于是单体晶粒构成，故易于选别。,复合粒状结构矿物颗粒彼此嵌镶环抱，颗粒间接触界面弯曲复杂。故破碎时多数还是复合颗粒，难以得到单体颗粒。可分为：包含、骼晶结构一种较小的矿物晶粒被包含于它种较大的晶粒中叫包含结构，反之叫骼晶结构、网格结构、交代残余结构等。,矿石结构特点研究从标本的宏观观察开始，但主要在显微镜下进行。,矿石的结构研究内容,a 对矿物颗粒形状的描述自形、半自形、它形晶粒等。b 有用矿物嵌布粒度的测定粗、中、细粒嵌布。c 矿物间的嵌镶关系晶粒与晶粒的接触关系。,研究内容包括：,说明矿石的结构直接决定着破碎、磨碎时有用矿物的单体解离度难易以及连生体连生特性。,概念：指矿物集合体的形状、大小和结合关系指矿物集合体的特征。分类：按有用矿物与脉石矿物的比例可分为块状构造（有用矿物集合体占80%左右，呈无空洞的致密块状，矿物排列无方向性）、浸染状构造、网状构造、条带状构造、鲕状构造等。,3.3.2 矿石的构造,研究内容：主要研究矿石中矿物的共生关系，从而估计、有用矿物单体解离及选别的难易和可能达到的选别指标，估计精矿中的污染和尾矿中的损失。在一般的地质报告中都会对矿石的结构构造给予详细的描述，选矿实验时仅着重考察有用矿物嵌布粒度特性。,A 嵌布粒度特性指矿石中某矿物的粒度组成和分布的均匀程度。它直接决定着选别前物料被破碎和磨碎的程度以及选别方法、流程结构方面的问题。,3.3.3 矿石中有用矿物嵌布粒度特性的研究,尽管矿物嵌布粒度特性资料对于选矿实验工作的进行有着重大意义，但由于测定工作量大，若不专门提出要求，则一般地质部门所提供的研究报告中往往只指出各种矿物的嵌布粒度上限和下限以及矿物颗粒主要分布在哪个粒度范围内。,矿物嵌布粒度分类：据矿石中矿物颗粒浸染粒度，大致可以将其划分为下面几个类型。粗粒嵌布：矿物颗粒的尺寸为2-20mm，可用肉眼看出或测定。这类矿石可用重介质选、跳汰或干式磁选来选别。中粒嵌布：矿物颗粒的尺寸为0.2-2mm，可在放大镜下观察测量。这类矿石可用摇床、磁选、电选、重介质选、表层浮选等方法来选别。,细粒嵌布：矿物颗粒的尺寸为，需要在放大镜或显微镜下才能辨认，并且只有在显微镜下才能测定其尺寸。这类矿石可用摇床、溜槽、湿式磁选、电选、浮选等方法来选别。矿石性质复杂时，需借助于化学的方法处理。微粒嵌布：矿物颗粒的尺寸为2-20m，只能在显微镜下观察。这类矿石可用浮选、水冶等方法处理。,次显微嵌布：矿物颗粒的尺寸为0.2-2m，需采用特殊方法（电子显微镜）观测。这类矿石可用水冶方法处理。胶体分散：矿物颗粒的尺寸在0.2m以下，需采用特殊方法（电子显微镜）观测。这类矿石可用水冶方法或火法冶金方法处理。,B 矿物嵌布粒度测定：一般是将欲测矿石制成光片，在显微镜下测定不同粒度的欲测矿物在各个不同粒级所占有的数量，然后用图表示出来。,C 矿物嵌布粒度特性曲线的类型：常见的有四种类型 见下图3-2（讲义p38图3-2）。,图3-2 有用矿物嵌布粒度特性曲线图,（1）等粒嵌布嵌布粒度大体相等，易于单体解离，选别难易主要取决于有用矿物嵌布粒度大小。选别前可将矿石一直磨到有用矿物基本单体解离为止，然后进行选别。（2）粗粒不等粒嵌布以粗粒为主的不等粒嵌布矿石，一般采用阶段破碎磨碎、阶段选别的流程。,（3）细粒不等粒嵌布以细粒为主的不等粒嵌布矿石，一般须通过技术经济比较后，才能决定是否采用阶段破碎磨碎、阶段选别的流程。（4）极不等粒嵌布矿物颗粒平均分布在各个粒级中，这种嵌布最复杂，这种矿物最难选。一般对这种矿物应采用多段磨矿多段选别的流程，有时需要多种选矿方法的联合流程。,由上可见，矿石中有用矿物颗粒的粒度和粒度分布特性，决定着选别方法和选别流程以及可能达到的选别指标。因而，在矿石可选性研究工作中，矿石中有用矿物嵌布粒度特性的研究具有极重要的意义。,连生体连生特性系指：1.相邻矿物结合的边缘形态 2.结合的紧密程度 3.相互包裹穿插的情况 4.相邻矿物的物理性质与可浮性的差异等,D 有用矿物连生体连生特性之研究,有用矿物的单体解离度不仅取决于嵌布粒度粗细，而且取决于矿物的连生特性。很显然在颗粒的连生边缘呈光滑、平坦，结合较松的情况下，易于单体解离；若边缘呈不规则的锯齿状或连生的矿物结合紧密，甚至一矿物伸入到另一矿物中（如：方铅矿经常伸入到闪锌矿或黄铜矿中）则不易单体解离。要改善这种情况往往要增加磨矿细度。,a.边缘平坦、较规则、结合较松的情况下易于单体解离。b.边缘不规则、锯齿状、结合较紧密不易单体解离。c.相邻矿物的物理性质(硬度)差异,同样影响到矿物的单体解离难易。如：美国阿尔桑那洲、毕斯比某铜矿伴生有黄铁矿，因辉铜矿比黄铁矿软，且解离好易破碎，所以破碎后矿石往往呈辉铜矿单体和辉铜矿与黄铁矿的连生体，如下图3-3所示。,总之,图3-3辉铜矿黄铁矿连生体粉碎后示意图,Fe2s,cu2s,Fe2s,cu2s,cu2s,粉碎后,总之，研究矿石结构构造的目的在于（1）确定选别前破碎或磨碎的细度。（2）选择选别方法及选别条件。（3）选择选别流程包括选别段数和选别顺序。（4）估计分选的难易程度及选别结果等。,检查精矿质量考察尾矿损失研究中矿特性了解稀贵元素的富集规律,3.4 选矿产品的考查,3.4.1 考察的目的：,3.4.2 考察的方法：将产品筛析和水析，而后将各个粒级进行化学分析、物象分析，测定各种矿物的单体解离度，考察其中连生体的连生特性（有时尚需做重力、磁力分析）。,A 磨矿产品的考查：考查磨矿产品中各种有用矿物的单体解离情况、磨矿产品的粒度特性以及各个化学组分和矿物组分在各个粒级中的分布情况。,B 精矿产品的考查：研究精矿中杂质存在的形态、查明精矿质量不高的原因。检查精矿质量是否满足用户要求。查明稀贵和分散元素分布规律（对多金属矿富集在何种精矿内），为化学处理提供依据。如某多金属矿石中含有镉和银，通过考查，查明镉主要富集在锌精矿中，银主要富集在铜精矿中，两者均可通过冶炼回收。,C 中矿考查：研究中矿矿物组成和共生关系，确定中矿处理办法。检查中矿单体解离情况。如大部分解离可返回再选，反之，则应再磨再选。,D 尾矿产品的考查：考查尾矿中有用成分存 在形态和粒度分布，了解有用成分损失原因。下表3-3（讲义p40表3-3）所列为某铜矿选矿厂的尾矿水析各级别化学分析和物相分析结果。,表3-3某铜矿选矿厂尾矿水析各级别化学分析和物相分析结果,由上表可看出：造成损失主要是+53 m，且主要是原生硫化铜，氧化铜、次生硫化铜较软。为进一步考查原生硫化铜损失的原因，对尾矿做了显微镜考查，结果见表3-4（讲义p41表3-4）。,由上表可看出：粗级别中铜矿物主要是连生体，细磨有好处。细级别中有大量单体未浮起，必须强化药方，改善细粒的浮选条件。,A目的：检查选矿产品中有用矿物是否充分单体解离，作为确定磨碎粒度和进一步提高选别指标的依据。B测定方法：将矿样磨成光片在显微镜底下观察测定。,3.4.3 有用矿物单体解离度的测定,采取有代表性试样 筛分分析（-200目以下水析）称每一粒级的重量 对每一粒级取团块并制成光片 在显微镜底下测定各种矿物单体颗粒和各种不同比率连生体颗粒的数量（如1/2、1/4、3/4、1/5）。每一粒级观测500颗左右。用下式计算单体解离度,C步骤：,F=f/（f+fi）100%其中F-该有用矿物单体解离度。f-该有用矿物单体含量。fi-该有用矿物在第i种连生体中的含量。由此可见，有用矿物单体解离度的定义为有用矿物单体含量与该矿物总含量的百分比或已界离的单体量与该有用矿物总量之比。,3.4.4 选矿产品中有用矿物连生体连生特性的研究 研究连生体连生特性及其在选别过程中的行为，在选别工艺上具有重要意义。因为这些连生体颗粒经选别以后，或者进入中矿中，需进一步处理，或者进入精矿中，降低其品位，或者进入尾矿中，导致有用矿物的损失。根据对大量连生体的观察，发现可将其分为下列几个类型（主要以有用矿物所占体积及形状为区别）。,A类：平坦边界两相主要以直线或略呈弯曲的边界相邻，如图3-4。,图3-4 平坦边界,此类连生体在磁选及浮选中的行为，取决于有用矿物在连生体中的比例。此类连生体再破或再磨碎时，易得到有用矿物单体，其适宜的磨碎条件为击碎。,B类：夹脉状一相在它相中呈作小脉，如图3-5。此类连生体在重选、磁选及浮选中的行为，取决于有用矿物在连生体中所占的比例。此类连生体再破或再磨碎时，比A类难于解离，若呈脉状矿物性脆，则易产生次生矿泥。,图3-5 夹脉状,C类：皮壳状一相作皮壳状完全地或部分地包围另一相。如图3-6。,图3-6皮壳状,此类连生体在重选及磁选中的行为，取决于外层矿物 的比例及核心矿物的性质，但在浮选中的行为，则取决于相的表面积。此类连生体再破或再磨碎时，常使皮壳状矿物泥化，并得到较小的连生体颗粒及粒度较大的核心矿物单体颗粒。此种情况某种程度上有利用选别。其适宜的磨碎条件为擦磨。,D类：细泡状或乳浊状一相作细泡状包裹于另一相中，细泡一般为5 m，如图3-7。,图3-7 细泡状,此类连生体在重选、磁选及浮选中的行为，取决于母体矿物。此类连生体常是有用矿物损失于尾矿或其它矿物中的原因，也是精矿被污染的原因之一。欲使该类连生体单体解离目前尚无办法，只有随同其母体矿物一并回收或一并弃之（如金在黄铜矿中）。由此可见，对连生体特性有了了解，便可确定其处理的途径和估计选别指标。,3.5 某地铁矿石选矿实验方案示例 本节主要解决两个问题：（1）如何分析矿石物质组成的研究结果。（2）如何据矿石物质组成研究结果选择实验方案。详见讲义P42。,拟订实验方案的步骤 一分析该矿石物质组成研究资料，据矿 石性质和同类矿产的生产经验及其研究成果，初步拟订可供选择的方案。二据国家的方针政策，结合当地具体条件及委托单位意见，确定主攻方暗。,矿石物质组成研究资料的分析 一光谱分析和化学多元素分析见讲义43页表3-5、3-6。光谱分析结果表3-5,光谱分析结果表3-5,从光谱分析看出：（1）主要有用元素为铁；（2）有益合金元素和可考虑综合回收的伴生元素（Cu Pb Zn Ag Ni Co Mn Cr V Ti)含量均未达综合利用标准；（参考选矿设计参考资料）（3）有害杂质（对冶炼而言）Pb Zn Cu sn等含量均不高，其它有害杂质S P AS因不适宜做光谱分析，故只能看化学分析结果。,据上述结果提出化学多元素分析项目为：全铁TFe、可熔性铁SFe、Feo、sio2、Al2o3、Cao、Mgo、S、P、AS。一般全铁TFe-可熔性铁SFe=酸不溶铁即硅酸铁、不可选铁。一般用全铁TFe/Feo表示氧化度或亚铁比，用Feo/全铁TFe表示铁矿石的磁性率。若Feo/全铁TFe37%原生磁铁矿 若Feo/全铁TFe=29-37%混合矿石 若Feo/全铁TFe29%氧化矿石,化学多元素分析结果表3-6,从化学分析看出：（1）全铁仅为27.4%，属贫铁矿石；（2）可溶性铁为26.27%，相对较高，因而不可选铁含量很低；（3）Feo/全铁TFe=12%29%故属氧化矿类型，因而较难选。（4）有害杂质S P AS含量均不高；（5）脉石主要是石英，矿石酸碱性比值（Mgo+Cao)/(Sio2+Al2o3)0.5,为酸性矿石冶炼时需配大量碱性熔剂。,因此，选矿的任务就是要尽可能地降低硅的含量，减少熔剂的消耗。综合上述分析资料可知，本试样属于硅高而硫磷等有害杂质含量低的贫铁矿石，铁矿石的磁性率为12%，属氧化矿类型。二物象分析 由于该矿物组成简单，主要铁矿物为磁 铁矿和赤铁矿，故未做物象分析。有关元素的赋存状态主要靠岩矿鉴定和磁性分析.,三岩矿鉴定,（1）矿物组成 见下表3-7 各种铁矿物的相对含量表3-7,从上表可知，铁矿物主要是赤铁矿，其次是褐铁矿和磁铁矿。磁铁矿采用磁选，主要应解决赤铁矿、褐铁矿的选矿问题。脉石矿物以石英为主，绢云母、绿泥石、白云母、黑云母等次之，一般易于分选。含铁脉石矿物以绿泥石为主，黑云母次之，另含少量黄铁矿。二铁矿物的嵌布特性 再显微镜底下测定结果见下表3-8,铁矿物的嵌布粒度特性表3-8,该矿石属于细粒、微细粒嵌布类型，需细磨。另外，磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿的嵌布粒度并不一样，其中磁铁矿相对较粗，且较均匀，大部分在+20-200 m范围内；赤铁矿最细，以-20+2m居多，大部分不超过50m，极少数达100m；褐铁矿介于两者之间。由于主要选别对象是赤铁矿，且嵌布又细，故较难选。不能采取单一的磁选流程,，必须与其它方法联合。此外，由于地表风化作用严重，致使矿石含泥较多，故必须增加脱泥作业。从矿相报告知，磁铁矿大部分呈磁铁矿-赤铁矿连晶体，约占铁矿物总量的50%左右；部分呈磁铁矿-褐铁矿连晶体（由于地表风化作用，使部分磁铁矿次生氧化成褐铁矿）。磁-赤和磁-褐连晶体均具有较强的磁性，故铁矿石的这种嵌镶关系对弱磁选是非常有利的。但必须控制磨矿细度，防止磁-赤和磁-褐连晶破坏。,三可供选择的方案和主攻方案 综合上述研究结果，本矿样属高硅、硫磷等有害杂质低的细粒-微细粒嵌布、贫赤铁矿类型的矿石。参考国内外有关资料，以及对国内有关生产研究单位的考察，此类矿石的选别方案有：（1）直接反浮选，包括阴、阳离子捕收剂反浮选（效果不好）；（2）选择性絮凝-阴离子捕收剂反浮选；若使精矿品位高则成本高，还要废水净化等。,（3）弱磁选-重选，分别回收强、弱磁性氧化铁矿物；但精矿品位低，成本低。（4）弱磁选-正浮选，或正浮选-弱磁选，（5）弱磁选-强磁选-重选；（6）弱磁选-强磁选-反浮选；（7）焙烧磁选-成本高，燃料消耗大；（8）直接还原法-成本高；（9）电选法。,焙烧磁选指标稳定，单成本高，燃料消耗大，而本地燃料资源缺乏。正浮选方案流程简单，但因赤铁矿嵌布粒度太细，效果不好。最后确定三个主攻方案：1选择性絮凝-反浮选；2弱磁选-重选；3弱磁选-强磁选-重选。,试验结果表明：选择性絮凝-反浮选指标高，精矿品位大于60%，但矿石需磨至-38 m，同时大量废水需处理，并且成本高。弱磁选-重选方案成本最低，但指标不好特别是精矿质量低-品位小于55%，离心机生产能力低，占地面积大。采用弱磁选-强磁选-重选方案的好处是，可利用强磁丢尾，减少后续,作业离心机的处理量，但不能解决精 矿质量不高的问题。最后将各方案取长补短，综合成弱磁选-强磁选-离心机选，加上选择性絮凝脱泥的方案，获得了较好的指标，基本上满足了设计部门、建设部门的要求，但需进一步解决工业细磨，矿泥沉降和回水利用等一系列问题。同絮凝反浮选比较，药剂费用可大大减少，因而生产成本低。,3.6矿石物质组成研究的某些特殊方法,对矿石中元素赋存状态比较复杂的情况，如呈类质同象或吸附状态存在，需采用某些特殊的或新的测试方法。如x射线衍射分析、电子显微镜分析、原子力显微镜分析、热分析、振动光谱、光电子能谱等。下面介绍几个常用的特殊分析方法。,电子显微镜分析,它是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号-电子信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成。包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针x射线显微镜等。透射电子显微镜（TEM）：原理-象的形成是由于电子束通过试样时的电子散射，绝大部分电子穿透试样，其强度分布与所观察试样区的形貌、组织、结构一一对应。,透射出的电子经物镜、中间镜、投影镜的三级磁透镜放大投影在荧光屏上，于是在荧光屏上显出与试样形貌、组织、结构相应的图象。特点：（1）可在极高的放大倍数下直接观察试样的微区形貌、结构。（2）是一种微区分析方法，分辨率高（成象分辨率nm），可直接分辨原子。,（3）最新的电子显微镜具有多功能，不仅可进行形貌、组织还可进行晶体结构、化学组成的分析。扫描电子显微镜（SEM）：象的形成是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描而成。成象信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是主要成象信号（二次电子指电子枪发射的聚焦电子束与试样相互作用所产生的电子发射）。,原理：由电子枪发射的能量为5-35kev电子，经二级聚光镜缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈的驱使下，于试样表面按一定时间、空间顺序做栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（及其它物理信号，二次电子发射量随试样表面形貌而变化），二次电子信号被探测器收集,转换成电信号，经视频放大后输入到显象管栅极，得到反映试样表面形貌的二次电子图象。特点：（1）可观察10-30mm的大块试样；（2）放大倍数变化范围大，一般15-200000倍，最大300000倍。对于多相组成的非均匀材料便于低倍数下的普查和高倍数下的分析。,电子探针x射线显微镜分析（EPMA）:一般的化学分析仅能得到分析试样的平均成分，而电子探针是一种显微分析与成分分析相结合的微区分析，特别适合于分析试样中微小区域的化学成分，因而是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法。常用的有波谱仪（WDS）和能谱仪（EDS）,原理：运用电子束所形成的探针作为x射线人为激发源来进行显微x射线光谱分析。将聚焦电子束照射在样品表面待测的微小区域上，由于物质不同元素原子结构各异，激发后会产生不同波长的x射线，用摄谱仪记录得到x射线谱，测定各元素所产生的x射线的波长和强度可对其进行元素定性及定量分析。,特点：最小微区为1微米，可探测元素为原子序数4-92。射线衍射分析 目前x射线衍射分析不仅已确定了数万种无机和有机晶体的结构，而且为金属、陶瓷、建筑、化工材料的研究提供了许多测试分析方法。分析方法为：单晶体、多晶体研究方法，衍射仪法，x射线物相分析等。下面重点介绍x射线物相分析-如同用照片识别人。,众所周知，x射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小-即各晶面的面间距，而衍射线的相对强度决定于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。每种晶态物质都有其特有的结构，不是前者有异，就是后者有别，因而也就有其独特的衍射花样。当试样中包含两种及以上的结晶物质时，它们的衍射花样将同时出现，而不会相互干涉。,x射线物相分析对于鉴别同素异构体有其独特的功效。如二氧化硅的多种变体：石英、方石英、鳞石英等，用一般化学分析、光谱分析不可能区别它们，而x射线物相分析法则很容易把它们区分开来。,定性物相分析：先将试样用粉晶法或衍射仪法测定各衍射线的衍射角，再将其换算成晶面间距d，再用显微或计数管等方法测出各条衍射线的相对强度，然后与各种结晶物质的标准衍射花样进行比较鉴别（这种衍射卡已有几万张）.,步骤：粉末衍射图的获得；衍射线d值测量；衍射线相对强度的测量；查阅索引确定可能的卡片；核对卡片。,定量物相分析：从衍射线强度理论可知，多相混合物中某一相的衍射强度，随该相的相对含量增加而增加。但由于试样的吸收等因素影响，两者并不呈线性正比关系，而是曲线关系。如果用理论分析或实验方法确定了该关系曲线，就可以从实验测得的强度算出该相的含量。这就是定量分析的依据。,激光显微光谱分析法 是一种将激光技术用于矿物鉴定的一种新方法。原理：将激光束在显微镜下聚焦于试样表面，温度可达5000-10000,在这样高的温度下，物质立即化为等离子气体，再经过高压电火花进一步激发发光，由摄谱仪记录于感光片上，据上面的谱线进行分析，鉴定所激发物质的成分（元素）。,特点：所需样品比一般光谱分析少（微克量级）；可直接在各种样品（如颗粒或光片）上进行显微分析，普查矿石中元素的种类、含量（半定量测定元素可达50种），结合显微镜方法，可以提供元素在矿石中的赋存状态，是鉴定微细粒矿物的一种较好手段。,热分析 一定义：据物质的温度变化所引起的性能变化（如热、能量、质量、结构等）来确定状态变化的分析方法。二分类：有差热分析、热重分析、热膨胀分析、热力分析、热释电流分析、热释光分析等。,三差热分析：原理-某些物质在连续加热条件下，会在不同的温度下发生结构的变化（脱水等）这些变化常伴随着热的吸收或放出。用差热电偶通过信号放大系统将试样和参比物间的温度差以曲线形式记录下来，便得差热曲线，对差热曲线的判读，便可达物相鉴定目的。（参比物为热中性体，本身温度只随炉温升高）,如高龄土加热曲线，400开始迅速脱水，600晶格破坏，吸热，960为放热峰，形成新相-尖晶石、莫来石。再如白云石加热曲线，973-1073分解游离Caco3、Mgco3，1220-1230 Caco3分解释放出co2。,四热重分析：原理-许多物质在加热或冷却过程中除产生热效应外，往往有质量变化，其变化的大小及出现的温度与物质的化学组成密切相关。因而，利用热或冷却过程中物质质量变化的特点，可以区别和鉴定不同的物质。热重曲线-物质质量作为时间或温度的函数所得曲线。,分析方法-静法、动法。静法-把试样在各给定的温度下加热至恒重，而后按质量温度变化作图.优点：精度高，可记录微小失重变化。缺点：操作繁，时间长。动法-再加热过程中连续升温和称重，按质量温度变化作图。优点：自动记录，可与差热分析紧密配合，有利于对比分析。缺点：对微小的质量变化灵敏度低.,静法实例：热膨胀分析：原理-任何物质在一定温度、压力下，均具有一定体积。当温度变化时，物质的体积亦相应变化。物质的体积或长度随温度升高而增大的现象称为热膨胀。测量物体的体积或长度随温度变化的方法称为热膨胀法。,