人造礦相學(xué)結(jié)課作業(yè)

1、1、為什么要進(jìn)行人造礦礦相鑒定？礦相鑒定有何作用？答：1）人造礦礦相學(xué)是研究礦物物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的一門學(xué)科，礦相在對研究礦石的合理應(yīng)用方面有著非常重要的意義。進(jìn)行人造礦礦相鑒定，不僅可以了解人造礦中各礦物晶體形狀及大小分布，而且對研究人造礦成礦理論、顯微結(jié)構(gòu)變化與工藝條件的關(guān)系及其對人造礦質(zhì)量影響都有著非常重要的作用。2） 作用：a、區(qū)別人造礦礦物類別及礦石類型，確定人造礦礦物組成及顯微結(jié)構(gòu)，為其成礦機(jī)理提供理論依據(jù)； b、完善燒結(jié)球團(tuán)理論，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量提供理論依據(jù)。 2、鐵酸鹽礦物與硅酸鹽礦物的特點(diǎn)及各自的生成條件？答：鐵酸鹽體系固結(jié)過程特點(diǎn)：a、固相反應(yīng)時可生成CaO·

2、Fe2O3 ，T熔=1226，CaO·Fe2O3- Fe3O4低共熔點(diǎn)1180 b、CaO·Fe2O3穩(wěn)定性好，良好還原性，強(qiáng)度好。 c、CaO·Fe2O3結(jié)晶能力強(qiáng)，結(jié)晶速度快，幾乎沒有玻璃相。 d、鐵酸鹽體系有較多的類質(zhì)同象體，如二元、三元、四元系化合物。 二元系：C·F C·2F C2·F C3·F 三元系：CaO·3FeO·Fe2O3 CaO·FeO·Fe2O3 4C·FeO·4F 3C·FeO·7F 4C·FeO·8

3、F 四元系：SFCA（復(fù)合鐵酸鈣） 硅酸鹽固結(jié)體系特點(diǎn)： a、產(chǎn)生2FeO·SiO2，C·F·S低共熔點(diǎn)化合物，燒結(jié)礦強(qiáng)度增加； b、粘度很大，1500才有一定流動性，結(jié)晶能力差。 c、還原性能差。 生成條件：（1）高氧位條件 a、高堿度 以CaO-Fe3O4-Fe2O3系為主，主要生成CF系列化合物。 b、低堿度 氧位高，F(xiàn)e2O3較低氧位多，但堿度低，故有一部分形成鐵酸鈣，同時邊向CaO-FeO-SiO2系發(fā)展，形成CS、F2S系列。 （2）低氧位條件 無論R高低，反應(yīng)都向左發(fā)展。 a、高堿度（R>1）： 開始時可形成CF，但到1150-1200時開始分

4、解，到1250后急劇減少，可生成CaO-FeO-SiO2系的化合物。 b、低堿度： 生成硅酸鹽系化合物，即FeO-SiO2- Fe3O4系化合物2F·S。 3、從球團(tuán)礦顯微結(jié)構(gòu)分析膨潤土對球團(tuán)生產(chǎn)的影響。答： 膨潤土對生球質(zhì)量的影響：1）強(qiáng)化了混合料的成球性。鐵精礦的成球性主要決定于鐵精礦本身的特性，但添加劑對鐵精礦的成球性能也有很大影響。2)擴(kuò)大水分波動范圍。添加膨潤土后，由于它具有很強(qiáng)的吸水性，造球中有較多的水分變?yōu)閷訂査?，這種層間水不隨機(jī)械力作用而發(fā)生轉(zhuǎn)移，不致使生球表面過濕而發(fā)生粘結(jié)，所以允許造球物料有較寬的水分波動范圍。3)降低成球速率。研究結(jié)果表明，隨著膨潤土用量增加，生

5、球長大速度下降，成球率減少，生球粒度變小并趨向平均。膨潤土對生球干燥過程和爆裂溫度的影響：1)降低生球干燥速度。膨潤土能降低生球的脫水率，這是因?yàn)椋号驖櫷练勰γ?xì)水的壓力使水不易從球團(tuán)內(nèi)逸出；膨潤土的片狀結(jié)構(gòu)表面有較大的負(fù)電荷，電場對周圍水有粘性的吸力，也阻礙水的逸出。2)提高生球爆裂溫度。加入膨潤土降低了脫水速度、原料密度和比表面，使內(nèi)壓力增加相對地減少，而使生球在干燥過程中不易爆裂。膨潤土對生球強(qiáng)度的影響： 對生球來講，根據(jù)毛細(xì)力理論認(rèn)為，小礦粒間的毛細(xì)管愈細(xì)，拉緊礦粒的力也愈大。由于膨潤土的層狀結(jié)構(gòu)，其比表面積可高大100m2g以上，分散性良好，又具有吸水膨脹特性，使膨潤土的微細(xì)顆粒浸

6、潤與充填在礦石顆粒之間，改變了礦石表面性質(zhì)，增加了固相鍵橋和液相鍵橋，特別是形成了微細(xì)毛細(xì)管，增大毛細(xì)力，從而提高了生球抗壓強(qiáng)度。同時，由于膨潤土浸潤吸水，能促進(jìn)礦石顆粒間的相對滑動，從而提高了生球落下強(qiáng)度。對干球而言，其抗壓強(qiáng)度取決于各顆粒之間的粘結(jié)力。 在造球原料中添加一定的膨潤土能夠顯著提高生球的落下強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度尤其是爆裂溫度和干球抗壓強(qiáng)度。膨潤土之所以能顯著提高生球的上述性能，與膨潤土在生球中的行為密切相關(guān)。4、反光顯微鏡及透光顯微鏡分別能夠鑒定礦物的什么性質(zhì)？答：人造礦中需要鑒定的礦物可以分為不透明礦物、透明礦物和半透明礦物。 反光顯微鏡一般用于不透明礦物的鑒定，主要是金屬礦物，如

7、磁鐵礦、赤鐵礦等； 透光顯微鏡一般用于透明礦物的鑒定，主要是非金屬礦物，如云母、石英等； 而對于半透明礦物，也就是介于不透明礦物和透明礦物之間的礦物，其既含有透明成分，又含有不透明的成分，如鐵酸鈣，鐵橄欖石等。半透明礦物在反光鏡和透光鏡下都會顯示相應(yīng)的光學(xué)性質(zhì)，可以選擇性地進(jìn)行識別鑒定。反光顯微鏡下主要鑒定內(nèi)容有：礦物形態(tài)、反射率、反射色和內(nèi)反射色、雙反射和反射多色性、光片的浸蝕鑒定。 透光-偏光顯微鏡下主要鑒定內(nèi)容：只用一個偏光鏡就是單偏光鏡。在單偏光鏡下可觀察到礦物晶體的形態(tài)、解理、顏色和多色性；研究礦物的突起、糙面和貝克線等。5、影響燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)的因素及改善燒結(jié)礦質(zhì)量的途徑？答：1）影

8、響燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)的因素：1、 鐵礦石品位：TFe>60%，SiO2<6%,高品位；TFe>50%,SiO2 68%,中鐵中硅；TFe<40%，SiO2>10%,低品位。2、 燃料用量：燃料用量決定燒結(jié)溫度、速度及氣氛，對燒結(jié)礦的性質(zhì)及礦物組成有很大影響。燃料用量低時，磁鐵礦的結(jié)晶程度差，主要粘結(jié)相是玻璃質(zhì)，多孔洞，還原性比較好，而強(qiáng)度差； 燃料用量增加，磁鐵礦的結(jié)晶程度提高，并生成大粒結(jié)晶，粘結(jié)相為C·F·S，燒結(jié)礦強(qiáng)度變好；燃料用量過多，容易熔化過度，大孔薄壁或氣孔率低的燒結(jié)礦，此時燒結(jié)礦產(chǎn)量低，還原性差，強(qiáng)度也不好。 3、 堿度：A、R1.

9、0，粘結(jié)礦物主要為2FeO·SiO2、C·F·S、玻璃質(zhì)等。 B、R=1.052.42，粘結(jié)相主要為C·F·S及少量CS、C2S及玻璃質(zhì)等，隨R，CS、C2S及CF均有明顯，而C·F·S和玻璃質(zhì)明顯。 C、R>3.0，粘結(jié)相為CF、C2F，其次為C2S、C3S和磁鐵礦。 總之，R，CF，RI，強(qiáng)度好，硅酸鹽極少。 2） 改善燒結(jié)礦質(zhì)量的途徑：1、改善原料條件：加強(qiáng)原料混勻中和；2、改善工藝操作條件：改善混合制粒，添加白云石、蛇紋石等添加物；3、研究新工藝，使生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗；4、改善轉(zhuǎn)運(yùn)貯存條件；5、加強(qiáng)自動檢測、

10、監(jiān)測；6、改善整粒系統(tǒng)；7、加強(qiáng)理論研究。6、自己磨制光片進(jìn)行礦相鑒定，寫出其中主要礦物的光學(xué)性質(zhì)、晶形并描述其顯微結(jié)構(gòu).答：樣品取自于衡鋼燒結(jié)礦樣，樣品中大粒度的燒結(jié)礦較少，小顆粒燒結(jié)礦較多，肉眼觀察燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)不夠均勻，大部分區(qū)域?yàn)獒樋谞罱Y(jié)構(gòu)，較為致密，也有部分區(qū)域?yàn)榇罂妆”诮Y(jié)構(gòu)；液相固結(jié)良好，也可明顯看到殘留的粗顆粒未熔赤鐵礦。試樣經(jīng)煮膠磨片剖光后，在電子顯微鏡下進(jìn)行了礦相鑒定，其中主要礦物的光學(xué)性質(zhì)、晶形及顯微結(jié)構(gòu)分析如下：燒結(jié)礦樣中礦物組成主要為：鐵酸鈣（CaO·Fe2O3），赤鐵礦（Fe2O3）,磁鐵礦（Fe3O4），橄欖石（2FeO·SiO2，CaO·

11、FeO·SiO2），鐵酸鎂（MgO·Fe2O3）及硅酸鈣(CaO·SiO2)等。鐵酸鈣：灰色，半金屬光澤，半透明，大量存在，且大部分以針狀和熔蝕狀為主，也有一部分呈柱狀和板狀，分布不均，一些區(qū)域多，一些區(qū)域較少甚至沒有，一般在燒結(jié)礦邊緣區(qū)域或氣孔附近鐵酸鈣形態(tài)主要為針狀（圖1），而在中間區(qū)域鐵酸鈣形態(tài)主要為板柱狀（圖2）。在形成區(qū)域內(nèi)，與磁鐵礦形成交熾熔蝕結(jié)構(gòu)，該區(qū)域強(qiáng)度較為良好（圖3）。FBA圖1.燒結(jié)礦邊緣或氣孔附近針狀鐵酸鈣大量形成100×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，針條狀，熔蝕狀的；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀，團(tuán)狀；孔洞(F)-黑色，不規(guī)則。DB

12、A圖2燒結(jié)礦中間區(qū)域板柱狀鐵酸鈣大量形成100×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，板柱狀的；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀，團(tuán)狀；橄欖石(D)-灰色，嵌布狀.BA圖3鐵酸鈣與磁鐵礦交熾熔蝕，結(jié)構(gòu)致密100×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，針條狀，熔蝕狀的；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀.Fe3O4：黑色條痕，具強(qiáng)磁性，金屬光澤，不透明，大量存在，主要為熔蝕狀，形狀不規(guī)則，粒度相差較大，大至團(tuán)塊狀，小至粒狀，也有呈互連狀的（圖4）。大部分鑲嵌在鐵酸鈣粘結(jié)相中，結(jié)構(gòu)致密（圖3），也有一部分呈集合體狀態(tài)與赤鐵礦膠結(jié)、交代，集合體中有不少橄欖石填充（圖5）。FAB圖4粒狀、塊狀和互連狀磁鐵礦形成10

13、0×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，針條狀，熔蝕狀的；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀，互連狀；孔洞(F)-黑色，不規(guī)則。FDBC圖5集合體態(tài)磁鐵礦與赤鐵礦交代，內(nèi)有橄欖石填充100×Fe3O4(B)-棕黃色，互連狀；Fe2O3(B)-白色，互連狀；孔洞(F)-黑色，不規(guī)則。Fe2O3：櫻紅色條痕，無磁性，金屬光澤，不透明，大量存在，主要有三種形態(tài)，一、沒有熔化的原生赤鐵礦，粒度大，結(jié)構(gòu)致密，含量不多（圖6）；二、次生和粒狀、骸晶狀赤鐵礦，或分散在鐵酸鈣-磁鐵礦熔蝕結(jié)構(gòu)中（圖7），或與磁鐵礦交代（圖5），含量不少；三、粒狀、骸晶狀赤鐵礦形成的大孔薄壁結(jié)構(gòu)，以集合體形態(tài)存在，內(nèi)部填充橄

14、欖石和硅酸鹽，該結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)可能是褐鐵礦粗顆粒中結(jié)晶水脫除后殘留所致，分布較多，這種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，且會使燒結(jié)礦低溫還原粉化率升高（見圖8、9）。C圖6結(jié)構(gòu)致密的原生赤鐵礦50×Fe2O3(C)-白色，大塊狀.BAC圖7鐵酸鈣-磁鐵礦熔蝕結(jié)構(gòu)中分散的骸晶狀赤鐵礦100×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，針條狀，熔蝕狀的；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀，團(tuán)狀；Fe2O3(B)-白色，骸晶狀；CF圖8赤鐵礦周圍氣孔豐富50×Fe2O3(B)-白色，互連狀; 孔洞(F)-黑色，不規(guī)則。FC圖9燒結(jié)礦中大孔薄壁結(jié)構(gòu)50×Fe2O3(B)-白色，互連狀; 孔洞(F)-黑色，不規(guī)

15、則。橄欖石：灰色，橄欖綠色條痕，貝殼狀斷口，玻璃光澤，透明狀，分布不均勻，大部分是鈣鐵橄欖石，有以塊狀和熔蝕狀為主，主要填充在磁鐵礦或赤鐵礦集合體中，使結(jié)構(gòu)更為堅固（圖5），也有部分呈不規(guī)則柱狀填充在針狀鐵酸鈣間隙中（圖10）.ADB圖10橄欖石填充針狀鐵酸鈣100×鐵酸鈣(A)-灰色帶蘭，樹葉狀；Fe3O4(B)-棕黃色，粒狀，團(tuán)狀；橄欖石(D)-灰色.硅酸鹽：深灰色，玻璃光澤，透明狀，呈黑色條狀或不規(guī)則粒狀，一般充填在磁鐵礦、鐵酸鈣及赤鐵礦顆粒間隙處，因此其形態(tài)常隨其他礦物顆粒間隙而變化（圖11）。FDEA圖11硅酸鹽填充赤鐵礦100×Fe2O3(B)-白色，集合體; 橄欖石(C)-灰色;硅酸鈣（E）-深灰色；孔洞(F)-黑色，不規(guī)則。鐵酸鎂：金屬光澤，不透明，少量存在，在顯微鏡下稱彩色條狀，與鐵酸鹽交結(jié)在一起（圖12）。ABGDFC圖12彩色帶狀鐵酸鎂交結(jié)鐵酸鹽1