工藝礦物學(xué)礦石中元素賦存狀態(tài)全解課件

ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)www.jxust.cChapterII元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式元素賦存狀態(tài)研究方法元素的配分計算研究實例總結(jié)ChapterII元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式元素賦存狀態(tài)2ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)研究的主要內(nèi)容（1）查明有益、有害元素的存在形式。即獨立礦物、顯微包裹體、類質(zhì)同象、吸附狀態(tài)等；（2）元素賦存狀態(tài)類型、特征和變化與礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變類型、礦物共生組合的關(guān)系；（3）查明元素在礦物中的分布、配分及其比值；（4）根據(jù)元素賦存狀態(tài)的研究資料，擬定合理的分選流程，預(yù)測合理的回收指標(biāo)。ChapterV礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)研究3ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)考察工作的一般程序（1）原礦的光譜分析、初查；（2）作化學(xué)定量分析，準(zhǔn)確化驗有益和有害元素的質(zhì)量（體積）分?jǐn)?shù)；（3）將礦石進(jìn)行簡單分選，并對各分選產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析以查定該元素在各分選產(chǎn)品中分散或集中的情況。（4）對該元素富集的分選產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)研究，挑選出單礦物作化學(xué)定量分析。（5）運(yùn)用顯微鏡、掃描（透射）電鏡、電子探針等儀器，查明元素的存在形式。（6）將該元素在各礦物中的總含量與礦石品位對比，若低于礦石品位，則說明尚有部分有益元素存在未被發(fā)現(xiàn)的礦物。ChapterV礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)考察46.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物首先是在一定的物理、化學(xué)條件下，具有相對的穩(wěn)定。具備條件其次具有一定的元素含量6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦56.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物一種是肉眼或雙筒鏡下可以挑選的礦物。兩種類型其次是以細(xì)微包裹體形式存在于其他礦物中。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦66.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物中的微細(xì)包裹體狀態(tài)6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦76.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同象例如在我國某地矽卡巖中，與硅鎂石、金云母、鈰磷灰石、方解石和燒綠石共生的一種褐鈰鈮礦。

∑YNbO4-∑CeNbO4

它們屬于連續(xù)系列無限混入。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同86.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同象寄生方式6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同96.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2離子吸附吸附形式

呈吸附形式產(chǎn)出的元素是指元素呈吸附狀態(tài)存在于某種礦物中。吸附類型：物理吸附化學(xué)吸附交換吸附

吸附產(chǎn)出的元素：簡單陽離子、絡(luò)陰離子或膠體微粒。載體：主要與黏土礦物有關(guān)吸附態(tài)元素形成過程：

原生礦物因風(fēng)化作用被磨蝕分解，在一定條件下形成荷電的膠體質(zhì)點；或原生礦物因風(fēng)化作用分解成離子或分子狀態(tài)。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2離子吸106.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.1重砂法重砂法是建立在分離礦物定量的基礎(chǔ)上，主要適用于那些礦物組成簡單、礦物結(jié)晶粒度大、含量高、易于分離提純的礦物原料。其基本程序為（1）分析原料的化學(xué)成分，查明待測元素在原料中的含量。（2）分析原料中組成礦物的種類，并測定各組成礦物的含量。（3）分離提純各組分礦物的純礦物（4）利用純礦物樣品，分析待測元素在各礦物中的含量（5）根據(jù)待測元素在各礦物中的含量和各礦物在原料的含量，進(jìn)行待測元素在原料中各礦物的分布與平衡計算。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.1重砂法重砂法是116.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2選擇性溶解法定義——就是選擇合適的溶劑，在一定條件下，有目的的溶解礦石中某些組分，保留另一些組分，并通過對所處理產(chǎn)品分析、鑒定、查清礦石中元素的賦存狀態(tài)。該方法一般可用于其它方法難以解決的細(xì)粒、微量、嵌布關(guān)系復(fù)雜的礦石中元素賦存狀態(tài)的研究。方法——酸、堿浸出法無機(jī)鹽或有機(jī)酸浸出法6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2選擇性溶解法定126.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2酸、堿浸出法定義——以類質(zhì)同象或微細(xì)包裹體形式存在于載體礦物中的有用元素，可用酸或堿浸取。如果元素呈離子吸附狀態(tài)存在，用鹽或者稀酸處理就可以了。舉例——廣東某鈷礦，主要載體礦物是毒砂。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2酸、堿浸出法定136.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2無機(jī)鹽或有機(jī)酸浸出法定義——有用元素以離子吸附形式存在于黏土或者其他礦物當(dāng)中，一般可用無機(jī)或有機(jī)鹽浸出。舉例——江西某地花崗巖風(fēng)化殼中的離子吸附型重稀土，只有一當(dāng)量濃度的NH4Cl及NaCl即可浸出。----江西七寶山鈷鐵礦鐵帽中的Co加入2.5%的鹽酸羥胺溶液，測定溶液中的Co，Mn、Fe，Mn的浸出率90%，Co的浸出率90%，F(xiàn)e的浸出率5%，說明什么問題？6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2無機(jī)鹽或有機(jī)酸146.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究（1）采用醋酸及碳酸銨進(jìn)行淋洗，后進(jìn)行浸出均未發(fā)現(xiàn)鎵被浸出，表明原礦中鎵不是以離子或絡(luò)陰離子存在。（2）進(jìn)行了氨浸試驗，也未發(fā)現(xiàn)鎵，所以也不是Ga（OH）3A用草酸選擇溶解原礦中鐵礦物的試驗6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀156.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究B用1mol/LKOH溶解原礦中黏土的試驗6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀166.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究C用濃硫酸溶解草酸溶解后的殘渣以測定難溶的高嶺石

通過上述手段查清了鎵不呈離子吸附和Ga(OH)3膠體存在，主要以類質(zhì)同象置換鐵礦物中的Fe3+和高嶺石、三水鋁石中的Al3+。鎵在鐵礦物中占47％，在脈石礦物中占53％。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀176.2

元素賦存狀態(tài)研究方法定義——對于呈吸附狀態(tài)存在的元素，常采用電滲析法進(jìn)行研究。電滲析法是基于在外加直流高壓電場的作用下，將礦物中呈吸附狀態(tài)的離子解析下來，并向極性相反的電子遷移。從礦物中遷移到水中的離子濃度，與礦物中該種元素的總量之比，稱為該元素的滲析率，以η表示。吸附態(tài)>礦物態(tài)>類質(zhì)同象態(tài)及原子、分子分散狀態(tài)6.2.3電滲析法(研究分散元素）如閃鋅礦中的鐵在電滲析中有如下反應(yīng)：6.2元素賦存狀態(tài)研究方法定義——對于呈吸附狀態(tài)存在186.2

元素賦存狀態(tài)研究方法礦石中有益、有害元素，除表生條件下常以吸附狀態(tài)存在外，主要有兩種形式：一是參與礦物的晶格架（或為主要成分，或為類質(zhì)同象混入物）；一是呈微細(xì)的礦物包裹體。例如：某地黑色錫石中ω(Ta2O5)=2.21%，ω(Nb2O5)=1.7%，經(jīng)過電子探針掃描，證實錫石本身的鈮和鉭含量很低，而錫石的裂隙中卻發(fā)現(xiàn)了不少細(xì)晶石和鈮鐵礦包裹體。6.2.4電子探針法6.2元素賦存狀態(tài)研究方法礦石中有益、有害元素，除表196.2

元素賦存狀態(tài)研究方法原理——依據(jù)礦石中各種元素的特征譜線。6.2.5激光顯微光譜法（1）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，也同時出現(xiàn)20條Y譜線，并且兩種譜線的黑度值是正消長關(guān)系。

說明X元素與Y元素是同相，即Y元素是以類質(zhì)同象或均勻分散狀態(tài)賦存在某礦物中。（2）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，也同時出現(xiàn)20條Y譜線，但兩者沒有規(guī)律。

說明Y元素是以單礦物出現(xiàn)，并表明每一顆被激射的礦物中都含有Y元素。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法原理——依據(jù)礦石中各種元素206.2

元素賦存狀態(tài)研究方法（3）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，少于出現(xiàn)20條Y譜線。說明X元素與Y元素不是同相關(guān)系，而是以單礦物形式出現(xiàn)。攀枝花鈦鐵礦中鎂的賦存狀態(tài)研究6.2元素賦存狀態(tài)研究方法（3）在出現(xiàn)20條X譜線的216.2

元素賦存狀態(tài)研究方法原理——把大量的化學(xué)分析數(shù)據(jù)用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行綜合、整理、計算，運(yùn)用所獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)，就可以對礦石中元素賦存狀態(tài)加以定性或定量判斷。6.2.6數(shù)理統(tǒng)計法(1)一元線性回歸分析相關(guān)系數(shù)法。(2)平均值與均方差法。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法原理——把大量的化學(xué)分析數(shù)22元素的配分計算元素的配分計算是分析目的元素在原料中各礦物中的分配比例。其具體運(yùn)算可按下列步驟進(jìn)行：（1）某元素在原料中各礦物的配分量

Ci=WiAi

Ci----目的元素在某一礦物中的配分量％

Wi----原料中某一礦物的相對含量％

Ai----目的元素在該礦物中的含量％

（2）某元素在原料中的配分比

Pi＝100Ci/∑Ci

Pi----目的元素分配到礦石各礦物中的配分比％∑Ci－－礦石各礦物中目的元素配分量之和。元素的配分計算元素的配分計算是分析目的元素在原料中各礦物中的23元素的配分計算（3）計算配分平衡系數(shù)

K=[(∑Ci－A0)/A0]×100%K—配分平衡系數(shù)（一般要求在5％－10％）

A0—目的元素在原料中的含量％（4）計算目的元素的集中系數(shù)集中系數(shù)——是指在原料中呈獨立礦物形式的元素占該元素在原料中總量的百分比。

Kc＝100Am/A0Kc—元素集中系數(shù)

Am—以獨立礦物形式存在的元素含量。

A0—元素在原料中的含量。元素的配分計算（3）計算配分平衡系數(shù)24近地表石英型礦石中鐵的配分表平衡系數(shù)＝100（31.95-31.93)/31.95=0.06%近地表石英型礦石中鐵的配分表平衡系數(shù)＝100（31.95-325ThankYou!ThankYou!ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)www.jxust.cChapterII元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式元素賦存狀態(tài)研究方法元素的配分計算研究實例總結(jié)ChapterII元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式元素賦存狀態(tài)28ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)研究的主要內(nèi)容（1）查明有益、有害元素的存在形式。即獨立礦物、顯微包裹體、類質(zhì)同象、吸附狀態(tài)等；（2）元素賦存狀態(tài)類型、特征和變化與礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變類型、礦物共生組合的關(guān)系；（3）查明元素在礦物中的分布、配分及其比值；（4）根據(jù)元素賦存狀態(tài)的研究資料，擬定合理的分選流程，預(yù)測合理的回收指標(biāo)。ChapterV礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)研究29ChapterV

礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)考察工作的一般程序（1）原礦的光譜分析、初查；（2）作化學(xué)定量分析，準(zhǔn)確化驗有益和有害元素的質(zhì)量（體積）分?jǐn)?shù)；（3）將礦石進(jìn)行簡單分選，并對各分選產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)分析以查定該元素在各分選產(chǎn)品中分散或集中的情況。（4）對該元素富集的分選產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)研究，挑選出單礦物作化學(xué)定量分析。（5）運(yùn)用顯微鏡、掃描（透射）電鏡、電子探針等儀器，查明元素的存在形式。（6）將該元素在各礦物中的總含量與礦石品位對比，若低于礦石品位，則說明尚有部分有益元素存在未被發(fā)現(xiàn)的礦物。ChapterV礦石中元素賦存狀態(tài)元素賦存狀態(tài)考察306.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物首先是在一定的物理、化學(xué)條件下，具有相對的穩(wěn)定。具備條件其次具有一定的元素含量6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦316.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物一種是肉眼或雙筒鏡下可以挑選的礦物。兩種類型其次是以細(xì)微包裹體形式存在于其他礦物中。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦326.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦物中的微細(xì)包裹體狀態(tài)6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.1獨立礦336.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同象例如在我國某地矽卡巖中，與硅鎂石、金云母、鈰磷灰石、方解石和燒綠石共生的一種褐鈰鈮礦。

∑YNbO4-∑CeNbO4

它們屬于連續(xù)系列無限混入。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同346.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同象寄生方式6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2類質(zhì)同356.1

元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2離子吸附吸附形式

呈吸附形式產(chǎn)出的元素是指元素呈吸附狀態(tài)存在于某種礦物中。吸附類型：物理吸附化學(xué)吸附交換吸附

吸附產(chǎn)出的元素：簡單陽離子、絡(luò)陰離子或膠體微粒。載體：主要與黏土礦物有關(guān)吸附態(tài)元素形成過程：

原生礦物因風(fēng)化作用被磨蝕分解，在一定條件下形成荷電的膠體質(zhì)點；或原生礦物因風(fēng)化作用分解成離子或分子狀態(tài)。6.1元素在原料與產(chǎn)物中的存在形式6.1.2離子吸366.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.1重砂法重砂法是建立在分離礦物定量的基礎(chǔ)上，主要適用于那些礦物組成簡單、礦物結(jié)晶粒度大、含量高、易于分離提純的礦物原料。其基本程序為（1）分析原料的化學(xué)成分，查明待測元素在原料中的含量。（2）分析原料中組成礦物的種類，并測定各組成礦物的含量。（3）分離提純各組分礦物的純礦物（4）利用純礦物樣品，分析待測元素在各礦物中的含量（5）根據(jù)待測元素在各礦物中的含量和各礦物在原料的含量，進(jìn)行待測元素在原料中各礦物的分布與平衡計算。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.1重砂法重砂法是376.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2選擇性溶解法定義——就是選擇合適的溶劑，在一定條件下，有目的的溶解礦石中某些組分，保留另一些組分，并通過對所處理產(chǎn)品分析、鑒定、查清礦石中元素的賦存狀態(tài)。該方法一般可用于其它方法難以解決的細(xì)粒、微量、嵌布關(guān)系復(fù)雜的礦石中元素賦存狀態(tài)的研究。方法——酸、堿浸出法無機(jī)鹽或有機(jī)酸浸出法6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2選擇性溶解法定386.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2酸、堿浸出法定義——以類質(zhì)同象或微細(xì)包裹體形式存在于載體礦物中的有用元素，可用酸或堿浸取。如果元素呈離子吸附狀態(tài)存在，用鹽或者稀酸處理就可以了。舉例——廣東某鈷礦，主要載體礦物是毒砂。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2酸、堿浸出法定396.2

元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2無機(jī)鹽或有機(jī)酸浸出法定義——有用元素以離子吸附形式存在于黏土或者其他礦物當(dāng)中，一般可用無機(jī)或有機(jī)鹽浸出。舉例——江西某地花崗巖風(fēng)化殼中的離子吸附型重稀土，只有一當(dāng)量濃度的NH4Cl及NaCl即可浸出。----江西七寶山鈷鐵礦鐵帽中的Co加入2.5%的鹽酸羥胺溶液，測定溶液中的Co，Mn、Fe，Mn的浸出率90%，Co的浸出率90%，F(xiàn)e的浸出率5%，說明什么問題？6.2元素賦存狀態(tài)研究方法6.2.2無機(jī)鹽或有機(jī)酸406.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究（1）采用醋酸及碳酸銨進(jìn)行淋洗，后進(jìn)行浸出均未發(fā)現(xiàn)鎵被浸出，表明原礦中鎵不是以離子或絡(luò)陰離子存在。（2）進(jìn)行了氨浸試驗，也未發(fā)現(xiàn)鎵，所以也不是Ga（OH）3A用草酸選擇溶解原礦中鐵礦物的試驗6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀416.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究B用1mol/LKOH溶解原礦中黏土的試驗6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀426.2

元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀態(tài)研究C用濃硫酸溶解草酸溶解后的殘渣以測定難溶的高嶺石

通過上述手段查清了鎵不呈離子吸附和Ga(OH)3膠體存在，主要以類質(zhì)同象置換鐵礦物中的Fe3+和高嶺石、三水鋁石中的Al3+。鎵在鐵礦物中占47％，在脈石礦物中占53％。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法廣西某堆積鐵礦中鎵的賦存狀436.2

元素賦存狀態(tài)研究方法定義——對于呈吸附狀態(tài)存在的元素，常采用電滲析法進(jìn)行研究。電滲析法是基于在外加直流高壓電場的作用下，將礦物中呈吸附狀態(tài)的離子解析下來，并向極性相反的電子遷移。從礦物中遷移到水中的離子濃度，與礦物中該種元素的總量之比，稱為該元素的滲析率，以η表示。吸附態(tài)>礦物態(tài)>類質(zhì)同象態(tài)及原子、分子分散狀態(tài)6.2.3電滲析法(研究分散元素）如閃鋅礦中的鐵在電滲析中有如下反應(yīng)：6.2元素賦存狀態(tài)研究方法定義——對于呈吸附狀態(tài)存在446.2

元素賦存狀態(tài)研究方法礦石中有益、有害元素，除表生條件下常以吸附狀態(tài)存在外，主要有兩種形式：一是參與礦物的晶格架（或為主要成分，或為類質(zhì)同象混入物）；一是呈微細(xì)的礦物包裹體。例如：某地黑色錫石中ω(Ta2O5)=2.21%，ω(Nb2O5)=1.7%，經(jīng)過電子探針掃描，證實錫石本身的鈮和鉭含量很低，而錫石的裂隙中卻發(fā)現(xiàn)了不少細(xì)晶石和鈮鐵礦包裹體。6.2.4電子探針法6.2元素賦存狀態(tài)研究方法礦石中有益、有害元素，除表456.2

元素賦存狀態(tài)研究方法原理——依據(jù)礦石中各種元素的特征譜線。6.2.5激光顯微光譜法（1）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，也同時出現(xiàn)20條Y譜線，并且兩種譜線的黑度值是正消長關(guān)系。

說明X元素與Y元素是同相，即Y元素是以類質(zhì)同象或均勻分散狀態(tài)賦存在某礦物中。（2）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，也同時出現(xiàn)20條Y譜線，但兩者沒有規(guī)律。

說明Y元素是以單礦物出現(xiàn)，并表明每一顆被激射的礦物中都含有Y元素。6.2元素賦存狀態(tài)研究方法原理——依據(jù)礦石中各種元素466.2

元素賦存狀態(tài)研究方法（3）在出現(xiàn)20條X譜線的同時，少于出現(xiàn)20條Y譜線。說明X元素與Y元素不是同相關(guān)系，而是以單礦物形式出現(xiàn)。攀枝花鈦鐵礦中鎂的賦存狀態(tài)研究6.2元素賦存狀態(tài)研究方法（3）在出現(xiàn)20條X譜線的476.2

元素賦存狀態(tài)研究方法原