矿业百科

矿物含量测定

2023-07-02

英文

mineral quantitative measurement

简介

确定矿石中各种矿物的相对含量的过程。测定目的是定量研究矿石或选矿产品中的矿物组成,为选矿提供准确资料。最常用的方法是传统的显微镜定量法、化学分析计算法和分离矿物定量法。

显微镜定量法 根据体视学原理,由二维矿物截面上显微组织分析测算,确定矿物组成的三维形貌及其含量关系,在理论上转换是很复杂的。在矿石切片中所测得的矿物的点(Pp)、线(Ll)、面(Aa)的百分率数值等于矿物的体积分数(Vυ),条件是矿物在矿石中无规律的分布和严格遵守测量规范。欲测矿物的质量含量(%):

式中Dx为欲测矿物密度;D0为矿石密度。矿物显微镜定量法属几何定量法,凡采用几何定量法的仪器进行矿物定量时,均可参照此法。它有点测法、线测法和面测法三种,它们的定量结果是等效的。

点测法 点百分数Pp的测量,用体积含量百分率表示,并可按体积含量计算矿物在矿石中的质量分数。测量时借助显微计点求积仪或用目镜测微网进行。测量时要注意点间距与放大倍数相配合,同时由于测量值是统计平均值,每次测量都必须注意随机性和统计性。最后根据每种矿物各测点出现的点数,按Pp=

式中n为测微网点数;k为测量次数;a为a矿物;PT为总点数。

线测法 用一定长度和刻度的直线作为测量线,可测出单位测量线上所测矿物的截线长度。在镜下可用目镜测微尺来进行。测微尺上有10mm等分100格的刻度尺。测量时记录视域数及每个视域中测微尺上被测矿物的截线格数;测完一个视域借助机械台把矿片按测量方向移动100分格的距离,使先后视域首尾相接;测完一条线再平行移动 一定的距离后继续累计测线上被测矿物的截线格数,为累计欲测矿物的格数,可用键式分类计数器或六轴求积仪直接获得被测矿物的线段长度,然后计算a矿物的体积含量或其他有关参数:

(Vυ)a=(Ll)a=(L)a/LT

面测法 在镜下用目镜测微网进行。测量时在矿片上选定测量面积,记录在该视域中各种矿物所占的网格数,如不满一格时可合并估计。一个视域测完后用机械台移动矿片,依次测量,一直把选定的面积上欲测矿物全部测完为止。a矿物的体积含量

(Vυ)a=(Aa)a=Aa/AT

对某些矿物含量很低的矿石,在显微镜下用矿片测定矿物含量时,必须预先分离富集才能进行。对于欲测矿物含量较高且分布较均匀的,可获得较准确的结果。由实验得知,矿物含量为30%~50%,测量点数300~600个时,误差允许在4%~5%;矿物含量15%~20%,测量点数1000个时,允许误差为3%左右。

分离矿物定量法 根据矿石中各矿物的物理、化学性质的差异,用机械、仪器或试剂将它们分离成不同的部分,以获得所需数量的欲选矿物。是人工重砂或天然重砂常用的定量方法;此法对于易于分选或需要单矿物分离提纯的矿石的分离也有较高的实用价值。它操作简单,结果准确可靠,但费时费事,使用面受到一定限制。分离的主要方法有:利用矿物磁性差异的磁力分离,利用矿物密度差异的重力分离,利用矿物电学性质差异的静电分离、电化学分离和介电分离,利用矿物可浮性差异的浮选分离,利用矿物化学性质差异的选择性化学溶解分离等。分离矿物定量法的分析程序是:首先选取有代表性的样品1kg左右,粉碎至单体分离;再缩分出一定质量(W1)的样品进行分离;分离的目的矿物再称重(W2);测量目的矿物的含量Q=W2/W1×100%。也可将样品粉碎后筛分,并分级称重、分级分离,所获目的矿物的含量按下式计算:

式中QN为某粒级中目的矿物的质量;qN为该粒级矿样的质量;qt为该粒级参加定量测定的矿样质量;Qt为该粒级参加定量矿样中目的矿物的质量;W为欲选矿物在全样中的质量分数;G为定量样中各矿物质量总和。分离定量法只有在处理过程中矿样的损耗率小于10%,定量工作才能有效。

化学分析计算定量法 利用矿物与某特征元素间的相关关系,计算矿石中该矿物的含量。它建立在矿石化学多元素分析和组分矿物类别的准确分析鉴定的基础上。在根据矿物中的元素含量特征进行矿物含量计算时,若某一元素仅赋存于单一矿物中,则可根据矿石化学分析值与该矿物所含该元素的量之比,直接计算出该矿物的含量。例如某矿石化学分析含Sn 0.24%,仅赋存于锡石(SnO2)中,锡石含Sn 78.8%,则矿石中锡石的含量计算如下。

若矿石组成复杂,某元素赋存在几种矿物中,则应建立联立方程,求解目的矿物的含量。