【正文】 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 《 工藝礦物學 》 多媒體課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 山東科技大學化工學院 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 課程性質(zhì)：選修課 課堂總學時： 40學時 授課時間：周一 周十 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 1總論 工藝礦物學所面臨的課題；工藝礦物學的研究對象、研究內(nèi)容；工藝礦物學研究中的取樣問題及常見的樣品處理方法。 2礦物的偏光顯微鏡下鑒定 晶體光學基本知識；偏光顯微鏡的構造及使用方法；透明礦物在偏光顯微鏡下的光學性質(zhì)； 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 3反光顯微鏡下的礦物鑒定 反光顯微鏡的構造；不透明礦物在反光顯微鏡下的光學性質(zhì)。 4礦物材料研究中常用測試技術 X射線衍射分析（ XRD)；透射電鏡 (TEM)；掃描電鏡(SEM)；電子探針微區(qū)分析；俄歇電子能譜表面微區(qū)分析；熱分析方法（差熱和熱重） －－－原理及方法 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 5礦物的定量分析方法及原理 分離礦物的工藝方法；顯微鏡下礦物的定量分析；化學多元素分析方法；自動圖象分析儀礦物定量方法；X射線衍射分析法。 －－－原理及方法 6原料與產(chǎn)物中元素的賦存狀態(tài) 元素的存在形式；元素存在狀態(tài)的研究方法；元素的配分計算方法。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 總論 工藝礦物學研究所面臨的問題 ； 工藝礦物學的研究對象 ； 工藝礦物學研究內(nèi)容 ； 工藝礦物學研究中的取樣問題 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 1工藝礦物學研究所面臨的問題 人類對礦物原料的利用已有數(shù)千年歷史，但大規(guī)模地開發(fā)和采掘則還是 20世紀初的事。 隨著近代大工業(yè)的建立，各國正以前所未有的規(guī)模和速度消耗著地下資源。 資源危機， 已成為當今世界一個普遍性的社會問題。 目前地殼上已知的 3500余種礦物 ，當前能被利用的僅140多種，不到 4％，由于選冶工藝原因，有限的礦種資源，又有相當大的一部分被白白丟失。 如對于黑色金屬是 20％ ，有色金屬是 40％ ，稀有金屬的損失則高達 50％ 以上 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，一方面是使越來越多的低品位、細顆粒、共生組合復雜 的礦石進人選冶工業(yè)部門； 另一方面是對回收指標的要求日趨增高。因而 加強資源綜合利用，提高有用組分回收率，是應付這一挑戰(zhàn)的有效途徑 。 工藝礦物學，即是在工業(yè)生產(chǎn)和技術進步的有力推動下，應運而生的一門 新興邊緣學科 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 2工藝礦物學的研究對象及課程的基本任務 ? 工藝礦物學的研究對象 是一些用物理手段無法進一步分割的單一 無機礦物晶體 所組成的集合體。 這些集合體中的組成礦物，不論是天然礦物，或工業(yè)生產(chǎn)中的合成礦物，都具有 由其 元素組成和晶體結構 所決定的物理化性質(zhì)。 工藝礦物學概念 ： 是以 工業(yè)固體原料及其加工產(chǎn)物的礦物學特征和加工時組成礦物的性狀 為研究目標的邊緣性科學。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 ?課程學習的基本任務： 工藝礦物學，作為一門服務于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的應用學科，研究內(nèi)容覆蓋到無機材料的多數(shù)領域，在 礦產(chǎn)資源評價、選冶加工、產(chǎn)品質(zhì)量分析 等方面，有著其他學科難以替代的作用。 工藝礦物學的基本任務是： (1)研究工業(yè)固體原料與其加工產(chǎn)物的 礦物組成及其分布特征（嵌布粒度） ； (2)對影響或制約生產(chǎn)工藝運行質(zhì)量的 礦物性狀 進行分析。 這些性狀包括 幾何、物理、化學 等方面的表現(xiàn)與特征。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 3工藝礦物學研究內(nèi)容 工藝礦物學研究的內(nèi)容廣泛而深刻。 從學科的歷史發(fā)展和今后可以預見的一個時期來看，其研究領域主要有以下 10個方面 。 （ 1）原料與產(chǎn)物中的礦物組成 工藝礦物學的一項基礎性工作。任務： 查清原料與產(chǎn)物中所有礦物種 (亞種 )屬；判明各主要礦物成分的變化規(guī)律；考察伴生物質(zhì)的特征，確定各組分的含量。 ?礦物組分既是生產(chǎn)工藝運行質(zhì)量的重要體現(xiàn)，又是加工時參與物理、化學作用的 直接對象 。 因而 對它的考察關系到整個研究工作成功與否的關鍵，也是難度最高的一項工作。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 ? 進行組成礦物研究時，對礦床中的礦物， 不能只著眼于當前有用的礦石礦物，對脈石和可能混入的圍巖礦物同樣也要認真考查。 ? 地質(zhì)探礦儲量計算時，盡管僅考慮對礦石礦物的回收，但選別加工時，作為與之相伴的脈石礦物同樣要參與全部分選過程。 對脈石礦物一無所知或所知甚少，都將影響礦石礦物的有效回收。 今天認為是無用的脈石礦物，隨著工業(yè)技術的進步，成為礦石礦物的事例也是很普遍的。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 2）原料與產(chǎn)物中的礦物粒度分析 粒度是礦物的一種重要的幾何形體特征， 對 產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝 都有重要影響。 礦石分選時，礦物特別是有用礦物的粒度大小，既是確定磨礦細度 的關鍵因素，又對 流程方案的選擇 有重要影響。 當從金礦中提取含金礦物時，如含金礦物是 — 的粗粒，宜采用 重選工藝 予以回收；對于－ 74um的金礦物則多用 浮選法 回收；當粒度在 5— 10um以下時， 氰化法 是最有效的方式。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 3）原料與產(chǎn)物中元素的賦存狀態(tài) 元素賦存狀態(tài)指元素在原料或產(chǎn)物中的存在形式及其在各組成物相中的分配比例，一種元素可有多種不同的存在形式，而 加工工藝方法通常是隨礦物相的不同而改變 。（ 如鐵礦石中鐵元素的賦存狀態(tài) ） 物相 磁性鐵 硅酸鐵 硫酸鐵 氧化鐵 全鐵，％ 含量 ,% 分布率，% 100 表 2 鐵礦石鐵物相化學分析結果 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 4）礦物在工藝加工進程中的性狀 礦物在生產(chǎn)工藝中受到一定的物理或化學作用時，所呈現(xiàn)的 狀態(tài)形式的改變 ，即為它的性狀。 選礦工藝中，礦石受到破碎、磨礦作用時，原來相互緊密聚集的各種礦物，由于礦石分裂成小體積的碎粒，使得部分礦物解離為單體， 礦物由共生改變?yōu)閱误w即為礦物的一種性狀 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 5）礦物工藝性質(zhì)改變的可能性和機理 按分選要求使礦物工藝性質(zhì)朝預定方向作某種程度的改變 ，是 浮選 中早已普通采用一種作法。 在礦漿里添進 捕收劑 后，部分礦物表面的 疏水性 增強，礦粒就易于為氣泡所捕收。使用 抑制劑 ，礦物表面親水性增強，可阻止捕收劑與礦物表面的作用。 實例 ： 受到各種外力作用的礦粒，工藝性質(zhì)都會有程度不同的改變。經(jīng)超聲波處理后的礦粒，不僅表面的污垢被清除，而且晶體內(nèi)部結構缺陷也要發(fā)生變化。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 6）判明尾礦和廢渣（工業(yè)廢棄物）綜合利用的可能性 工業(yè)廢渣包括各種 冶金爐渣、燃煤鍋爐渣、火電站的煤灰渣 等。 每冶煉 lt鐵，會產(chǎn)生 300－ 1000kg的高爐渣；鍋爐每消耗 1t煤將產(chǎn)生 150－ 450kg煤渣。 這些廢渣不僅占用耕地，堵塞場地，河流，交通，而且還污染空氣 。因此工業(yè)上一直在尋求對它們的綜合利用。 選礦廠產(chǎn)生的尾礦和廢渣相比，不僅數(shù)量多，而且組成復雜，含有的有用成分的價值也高。 實例： ?選金廠的尾礦，除了可提取出金、銀等元素外，高含量的硫化礦物又是生產(chǎn)硫酸的好原料； ?選鐵后的尾礦通過處理可以作為充填材料使用。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 7）礦物的工藝性質(zhì)與元素組成和結構的關系 不同礦區(qū)，即使是同一礦區(qū)的同 — 種礦物也往往呈現(xiàn)出不同的工藝性質(zhì)。 ?自然界完全一樣的礦物是沒有的 。由于組成元素的不同，晶體結構的差別，礦物的物理、化學性質(zhì)會呈現(xiàn)出程度不同的波動。 ? 一般隨著礦物中雜質(zhì)元素的增多、晶體結構對稱性的下降、均一性的破壞 ， 礦物浮選時與藥劑的作用就愈是活躍 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 ?為了準確地指導礦物分選，就必須深入到 礦物內(nèi)部組成和微觀結構 中，查明它們與礦物分選性質(zhì)間的因果關系，用以指導和預測礦物分選工作。實例： 就可浮性而言，輝銅礦的等軸變體就比斜方變體差，單斜晶系的磁黃鐵礦與六方晶系的磁鐵礦相比， 不僅磁性強，可浮性也要好 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 8） 查明礦石工藝類型空間分布規(guī)律，編制礦物工藝圖 該研究是工藝礦物學中涉及相鄰學科最多、工程最為龐大一項工作。其目的是 為礦山采掘、選廠生產(chǎn)的合理高效運行提供依據(jù) 。 （ 9）研究工業(yè)固體原料加工前的表生變化 出露于地表和構造斷裂帶附近的礦床，由于 風化作用 ，其礦石一系列物理、化學性質(zhì)都會改變。 風化礦石的一般特征為： 礦石疏松多孔、金屬含量增高、礦物種類增加，大量元素以 膠體吸附方式 附著于細分散的產(chǎn)物上，礦物表面覆蓋有各種薄膜或者薄殼等。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 實例： 風化作用形成的表生產(chǎn)物，無論是開采、分選，還是冶煉和原生礦石都有著明顯差別。 工藝礦物學必須在查明礦石表生變化性質(zhì)的基礎上，準確確定表生產(chǎn)物的邊界，對其 經(jīng)濟技術價值、儲量和處理工藝 進行單獨的評價和研究。 （如硫化物和金屬氧化礦物可浮性的差異） 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 （ 10）分折礦物工藝性質(zhì)的生成條件 礦物是地殼上各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物，具有的各種工藝性質(zhì)都與自身成礦作用有關。 如果掌握了成礦作用與工藝性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，就可以 從成因礦物學的高度 ， 論述和預測礦石的工藝性質(zhì) 。 在工藝礦物學里，建立起一個重要的分支理論體系（ 成因礦物學 ），以推動學科的不斷完善與發(fā)展。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 3工藝礦物學研究中的取樣問題 工藝礦物學研究，主要是為 地質(zhì)、選礦、冶煉 提供資料。資料準確與否直接影響到這些工作的試驗過程和質(zhì)量。 實際進行礦石性質(zhì)考查的樣品數(shù)量，不論是與選礦試驗的礦石量，還是和自然界中的礦床儲量相比， 其量都很小 。因此，對于進行工藝礦物學考查的樣品， 要求具有充分的代表性 。 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 樣品代表性不好，即使后續(xù)的具體觀測工作如何精確細致，由此提供的工藝礦物學資料價值都不會很高。 為了保證試樣的代表性，根據(jù)研究的目的和內(nèi)容，獲取樣品的方式有 2種 。 一是在現(xiàn)場取樣點上采取地質(zhì)標本樣 。 二是從分選產(chǎn)品及試驗用礦樣中抽?。? 工藝礦物學課件 適用專業(yè)：礦物加工工程 注解： 現(xiàn)場取樣前，必須對 礦床、礦體產(chǎn)狀以及礦石的礦物組成、結構、構造、嵌布粒度、化學組成、有益和有害元素賦存狀態(tài) 了解清楚，這樣才能制定出合理的 采樣方案 ， 得到具有充分代表性的礦樣 。 影響礦樣代表性的因素概括為 地質(zhì)和開采 兩大類因素。 (1)地質(zhì)因素 取樣 時，首先考慮礦體本身的變化， 即 整個礦體的穩(wěn)定程度 。完全均一