實驗礦物粒度和單體解離度的測定方法

實驗礦物粒度和單體解離度的測定方法第1頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六1.了解礦物粒度測定和方法2.掌握礦石嵌布粒度測定5.1實驗?zāi)康暮鸵?.礦物相對含量的測定2.礦物嵌布特征和嵌布關(guān)系的觀察3.嵌布粒度的測定4.有用礦物單體解離度的測定5.2實驗內(nèi)容第2頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六5.3實驗儀器和用品1.偏光顯微鏡2.反光顯微鏡3.待測礦物有關(guān)的光片或薄片一套（鐵礦石，銅礦石，螢石礦）第3頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六5.4實驗原理及步驟1礦石中礦物相對含量的測定礦物相對含量的測定方法常用的有面積法、線段法和點數(shù)法三種：面積法－－此方法基于礦石立體中的體積比等于截面上的面積比原理，在具有代表性的礦石截面上累計欲測礦物所占面積數(shù)，與測面的總面積相比求出礦物在測面上的面積含量比，以確定礦石各組成礦物的體積百分含量。具體測量方法系在礦相顯微鏡下借助目鏡測微網(wǎng)進(jìn)行。測量時將有代表性的光片置于機(jī)械臺上順序移動以觀測各視域測微網(wǎng)內(nèi)各種礦物所占的方格數(shù)（不滿1格可合并并估計）。線段法――此方法基于立體中的體積比等于截面上的線段比原理，在具有代表性的礦石截面上累計欲測礦物在測線上的線段長度，與測線的總長度相比求出礦物在測線上的長度數(shù)量比，以確定礦石各組成礦物的體積百分含量。測量方法系在礦相顯微鏡下借助目鏡測微尺進(jìn)行。點數(shù)法――此方法基于立體中體積比等于截面上測定數(shù)比的原理，在具有代表性的礦石截面上累計欲測礦物的點數(shù)，與測線的總點數(shù)相比求出在測線上的點數(shù)比，以確定礦石中各組成礦物的體積百分含量。測定方法系在礦相顯微鏡下借助點法電動求積臺進(jìn)行。 上述測量礦物百分含量的方法基本上都是人工操作，效率太低，滿足不了現(xiàn)代測試工作的需要。近十年來已采用自動快速測量的“自動定量顯微圖像分析儀”。它是一套自動化的在顯微鏡下定量測定不同亮度物體百分含量的近代化儀器，由一套電視系統(tǒng)和一套計算機(jī)系統(tǒng)組成。第4頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六5.4實驗原理及步驟2礦物粒度的測定 工藝礦物學(xué)性質(zhì)研究中，一般涉及到的礦物顆粒粒度有：單晶粒度、集合體粒度、工藝粒度和標(biāo)準(zhǔn)粒度等。1)單晶粒度2)集合體粒度

3)標(biāo)準(zhǔn)粒度

4)工藝粒度進(jìn)人破碎、磨礦作業(yè)的礦石受力粉碎時，組成礦物分離成為單一成分的最大顆粒尺寸，稱之為該礦物的工藝粒度。。

5）顆粒的視粒度與平均粒度前已述及，體積V是顆粒大小的惟一真實尺寸。如果能測出單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)，則。然而由于礦物顆粒相互包埋地固結(jié)成一體，故不可能實際測得。這樣顆粒體積和標(biāo)準(zhǔn)粒度也就無法求出。可行的辦法是只能在礦石光(薄)片上量測顆粒截面大小。由此獲得的截面線性值，稱為顆粒的視粒度。第5頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六5.4實驗原理及步驟粒度的表示的：(1)視粒度顆粒組織系統(tǒng)的切割平面上，出露的顆粒截面尺寸。形態(tài)不規(guī)則顆粒的截面，是一個外形多變的平面。依照研究的目的與測量方式的不同，在同一顆粒截面上可依次量測到幾種不同的視粒度。顆粒截面在某一定方向上所能截取的最大長度為定向最大截距粒度。(2)Feret粒度顆粒截面在某一固方向上的投影長度。(3)Martin粒度平行某一固定方向?qū)㈩w粒截面積分成相等部分的線段長度。(4)截面粒度與顆粒截面積相等圓的直徑。(5)周長粒度與顆粒截面周長相等圓的直徑。(6)平均粒度研究對象組織系統(tǒng)中所有顆粒大小的代表值，稱為它的平均粒度。進(jìn)一步分為長度平均粒度、表面平均粒度、體積平均粒度等。上述的粒度，除了周長粒度只能在圖像分析儀上測定。其他都可在顯微鏡下測定。截面粒度在不少地方已成為顯微鏡粒度測試的標(biāo)準(zhǔn)。目前比較通用的是定向最大截距粒度。第6頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六3嵌布特征礦石中組成礦物的嵌布特性是指該礦物的嵌布粒度和嵌布均勻性而言。所謂“嵌布粒度”是指礦物顆粒的粒度范圍及其大小顆粒的含量分布，而“嵌布均勻性”則指礦物在礦石中的空間分布均勻性。礦物嵌布的均勻類型可根據(jù)該礦物在礦石中的嵌布均勻度來確定（表1）第7頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六表1礦物嵌布的均勻類型嵌布均勻類型礦物的嵌布均勻度（％）嵌布均勻類型礦物的嵌布均勻度（％）極均勻嵌布>95不均勻嵌布25-5均勻嵌布95-75極不均勻嵌布<5較均勻嵌布75-25第8頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六表2礦石中有用礦物嵌布類型嵌布類型空間分布粒度大小及含量分布均勻不均勻帶狀脈狀結(jié)集狀不規(guī)則狀等粒狀粗粒粗粒均勻嵌布粗粒帶狀嵌布粗粒脈狀嵌布粗粒結(jié)集狀嵌布粗粒不規(guī)則狀嵌布細(xì)粒細(xì)粒均勻嵌布細(xì)粒帶狀嵌布細(xì)粒脈狀嵌布細(xì)粒結(jié)集狀嵌布細(xì)粒不規(guī)則狀嵌布微粒微粒均勻嵌布微粒帶狀嵌布微粒脈狀嵌布微粒結(jié)集狀嵌布微粒不規(guī)則嵌布不等粒狀不等粒均勻嵌布不等粒帶狀嵌布不等粒脈狀嵌布不等粒結(jié)集狀嵌布不等粒不規(guī)則嵌布（不均勻嵌布）第9頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六嵌布特征類型⑴易解離易選型 礦石受到機(jī)械粉碎后，聚合在一起的礦物比較容易得到分離。構(gòu)成這種嵌布類型的礦物，往往具有結(jié)晶顆粒粗大、晶形較完整、有用礦物含量較高、礦物組成較單一等特點。⑵易解離難選型 礦石中的有用礦物和無用礦物分離是容易的。但由于兩者本身性質(zhì)的緣故，使有用礦物的浮選性受到影響，故稱之為易解離難選型。⑶難解離易選型 比較典型的是固溶體分解結(jié)構(gòu)、細(xì)粒浸染結(jié)構(gòu)等。有用礦物以極其細(xì)微的小顆粒鑲嵌于載體礦物中。用機(jī)械粉碎的辦法一般很難使兩者分離，故屬于難解離型。⑷難解離難選型固溶體分解結(jié)構(gòu)、細(xì)粒浸染結(jié)構(gòu)和反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)中，相當(dāng)一大批礦石是屬于難解離難選型。。第10頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六4礦物的單體解離1）單體解離度 礦石組成礦物在外力作用下演變?yōu)閱误w的過程，稱之為礦物解離。礦石分選目的是為了有效地富集并回收它其中的有用礦物。為此，首先必須經(jīng)由破碎、磨礦使所含礦物(特別是有用礦物和脈石礦物)相互解離。塊體礦石碎、磨成粉末狀顆粒產(chǎn)品后，其中的顆粒，有的僅含有1種(或在分選作業(yè)中可同時回收的幾種)礦物；有的則是有用礦物與脈石礦物共存。前者稱之為已從礦石中解離出的單體(顆粒)，后者叫做礦物的連生體(顆粒)。產(chǎn)物中某種礦物的單體含量()與該礦物總含量()比值的百分?jǐn)?shù)，稱之為所求礦物的單體解離度(degreeofliberation)。

式中Lm--礦石碎、磨產(chǎn)品中某種礦物的單體解離度；

Qm--礦石碎、磨產(chǎn)品中某種礦物的單體含量；

Qt--礦石碎礦石碎、磨產(chǎn)品中某種礦物在其自身連生體中的含量。第11頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六2）礦物的解離與連生（1）解離方式主要是粉碎解離和脫離解離。粉碎解離是指粒度較粗的連生體顆粒，被碎、磨成粒度小于其組成礦物晶體(工藝)粒度的細(xì)粒時，由于顆粒體積減小使該組成礦物部分地解離成單體。此時由于不同礦物間的結(jié)合力未遭破壞，故而導(dǎo)致顆粒粒度下降的破裂面常穿切界面而過；脫離解離是外力作用下的連生體各組成礦物沿共用邊界相互分離。脫離解離由于只需耗費不多的能量即可實現(xiàn)礦物解離，所以是礦物工程期望的理想解離方式。然而，實際碎、磨過程中的礦物解離往往是兩種方式并存，并以粉碎解離為主。第12頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六2）礦物的解離與連生（2）連生體類型連生體的研究一般包括有：連生體的礦物組成(兩相、三相或多相)；各組成礦物的含量比；各類連生體的粒度范圍及粒級含量；各組成礦物的相對粒度大小；連生體中組成礦物的共生形式等。這其中的礦物共生形式，由于不易量化和對分選作業(yè)的廣泛影響而成為研究的重要內(nèi)容。 高登(Gaudin，1939)基于連生體的分選性質(zhì)和組成礦物解離難易，將含有2種礦物的連生體分為毗鄰型、細(xì)脈型、殼層型和包裹型4種不同的類型。第13頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六2）礦物的解離與連生阿姆斯蒂茨(G．C．Amstutz，1972)將連生體劃分成具體化程度較高的三類九式。1a等粒毗鄰連生是連生體中礦物結(jié)合關(guān)系最簡單的一類。顆粒中不同的兩種礦物不僅體積大小相當(dāng)，且共用邊界單一而少有變化，屬于二次磨礦時組成礦物易于解離的連生體。如黑鎢礦～石英、黃銅礦～閃鋅礦。1b斑點狀或港灣狀連生連生礦物共用界面起伏彎曲似港灣狀，或當(dāng)一種礦物呈島狀置于另種礦物中成斑點狀。屬磨礦產(chǎn)物中常見連生體。只要再稍加粉碎即會有新的單體產(chǎn)生。如黃銅礦～磁黃鐵礦、方鉛礦～閃鋅礦、粗粒銀金礦～石英。1c文象狀或蠕蟲狀連生體常見。通常不可能完全解離。構(gòu)成這類連生體的礦物有：黃銅礦～黃錫礦、石英～長石等。1d浸染狀或乳滴狀連生體常見。完全解離困難或不可能。如閃鋅礦中的黃銅礦。方鉛礦中的黝銅礦。第14頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六2）礦物的解離與連生阿姆斯蒂茨(G．C．Amstutz，1972)將連生體劃分成具體化程度較高的三類九式。2a皮膜狀、反應(yīng)邊狀或環(huán)狀連生體由于交代、表面氧化、浸染等原因，形成的一種連生體類型。在這種連生體中，一種礦物環(huán)繞另一種礦物表面呈薄膜狀態(tài)存在。如輝銅礦或銅藍(lán)圍繞黃鐵礦、閃鋅礦或方鉛礦。完全解離很困難。2b同心圓(環(huán))狀、球粒狀、復(fù)皮殼狀連生體像白鉛礦與褐鐵礦，赤鐵礦與石英，氧化錳與鐵礦的結(jié)核。解離非常困難。3a脈狀、縫狀、夾心狀連生體鐵礦連生體。完全解離比較容易。3b層狀、片狀、聚片狀連生體像磁黃鐵礦—鎳黃鐵礦連生體。這類連生體的解離性是變化的。3c網(wǎng)狀、盒狀、格子狀連生體較少見。像赤鐵礦、鈦鐵礦—磁鐵礦，黃銅礦中的斑銅礦或方黃銅礦。解離困難或不可能。第15頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六3）礦物單體解離度的測定 由于采用的測試技術(shù)不同可分為：礦物分離測量法和礦物顯微圖像測量法。 礦物分離測量法，是利用產(chǎn)物中礦物間性質(zhì)(密度、磁性、可浮性等)上的差別，將產(chǎn)物按其組分含量的不同分為一系列組分含量級別。具有比重差異的礦物組分，常用的分析手段是重液和重介質(zhì)沉浮分離，有時也采用上升水流管或磁流體靜力分離技術(shù)；若產(chǎn)物中礦物組分磁性差異明顯，則采用磁力分離技術(shù)；而對于某些特定產(chǎn)物，也可采用浮游或浸出技術(shù)進(jìn)行分析。分離測量法通常比較簡單、易行，但由于對顆粒的礦物解離只能提供一個模糊、近似的結(jié)論，因而使用的普遍性較差。第16頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六3）礦物單體解離度的測定由于采用的測試技術(shù)不同可分為：礦物分離測量法和礦物顯微圖像測量法。

礦物顯微圖像測量法，是目前礦物單體解離度測定普遍采用的方法。它是將產(chǎn)物制作成可供放大后觀測的樣品，通過對其放大圖像相關(guān)參數(shù)的測量，了解礦物的解離狀況。按照所用測試儀器的不同，顯微圖像測量法又分為實體顯微鏡測定法、反光顯微鏡測定法和圖像分析儀測定法。這其中實體顯微鏡測定法操作簡單、測量精度高，只是因?qū)ΦV物分辨能力差致使應(yīng)用范圍有限。圖像分析儀測量法，極大地提高了對礦物平面圖像參數(shù)的測量速度和精度，同時還能實現(xiàn)對多種一維與二維參數(shù)值的測量。不足之處是設(shè)備成本高，操作難度較大，存在截面切割效應(yīng)，這3種測量方法中它的礦物分辨能力最差(反射條件下)。反光顯微鏡測定法則是當(dāng)今最具實用價值的解離度測量方法。第17頁，共19頁，2023年，2月20日，星期六5.5實驗報告1.用線段法測定鐵礦石中赤鐵礦和磁鐵礦等目的礦物相對含量表1礦物相對含量礦物種類第一條線的線段數(shù)第二條線的線段數(shù)第三條線的線段數(shù)第四條線的線段數(shù)礦物相對含量、％第18頁，共19頁，20