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非金属矿为什么必须要进行工艺矿物学分析?
点击:511次,时间:2018-09-18 09:01:46

工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作,对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评价等方面具有重要意义。

 

1、工艺矿物学分析的主要内容

 

工艺矿物学分析的主要内容包括:

 

  矿石的物质组成

  元素的赋存状态

  矿石的结构构造

  显微镜下矿物含量的测定

  矿物嵌布粒度的测定

矿物单体解离度的测定

1)矿石的物质组成分析

 

  一般把研究矿石的化学组成和矿物组成的工作称为矿石的物质组成分析。查明矿石的物质组成特点,能够确定可供选矿回收和综合利用的有用元素或有用矿物的种类和数量,以及伴生有害组分的种类和数量。

  因此,矿石的物质组成分析是了解选别对象的一项重要的基础性工作。其研究方法通常分为元素分析和矿物分析两个方面。

  元素分析:目的是为了研究矿石的化学组成,查明矿石中所含元素的种类、含量,分清哪些是主要元素?哪些是次要元素?哪些是有益元素?哪些是有害元素?

常用的分析方法包括:光谱分析、化学全分析和化学多元素分析、仪器分析。

  矿物分析:元素分析只能查明矿石中所含元素的种类和含量,矿物分析则可进一步查明矿石中各种元素以何种矿物存在,以及各种矿物的含量。

其研究方法通常包括:化学物相分析、光学显微镜分析、矿物组成的定量分析。

 

2)元素的赋存状态分析

 

  在矿物原料中同一种元素往往会以不同的矿物形式产出,这些含有同种元素的不同矿物,彼此的性质相差悬殊,选矿方法和选矿工艺流程也截然不同。因此,矿石中有用和有害元素的赋存状态是拟定选矿试验方案和预测分选指标的重要依据。

  元素的赋存状态分析主要解决两个方面的问题:一是元素在矿石或产品中的存在形式,二是元素的物相组成及其在不同矿物相中的分布。

  元素的赋存形式分析一般采用化学物相分析、光学显微镜分析、电子显微镜分析、电子探针分析等手段。

 

3)矿石的结构构造分析

 

  矿石的结构构造是根据矿石(矿物集合体)的形态和矿物的形态来划分的,用来描述矿物在矿石中的几何形态和结合关系。矿石的结构多借助显微镜观察,矿石的构造一般是利用宏观标本肉眼观察。

 

 

  矿石的结构、构造特点对于分析矿石的可选性具有重要意义,尤其是有用矿物颗粒形状、大小和相互结合关系,因为它们直接决定着粉碎时有用矿物单体解离的难易程度以及连生体的特性。

 

4)显微镜下矿物含量的测定

 

  显微镜下矿物定量是从待测矿物原料中选取少量有代表性的样品,加工制备成光片或薄片,在显微镜下通过测定不同矿物在光片或薄片上所占比例进行矿物定量的一种方法。显微镜下矿物定量通常采用普通光学显微镜。

 

 

5)矿物嵌布粒度的测定

 

  矿物嵌布粒度可分为结晶粒度与工艺粒度。结晶粒度是指单个结晶颗粒的大小,主要用于成因研究。工艺粒度是指某矿物的集合体颗粒和单个颗粒的大小。矿物的嵌布粒度特性就是指矿物工艺粒度的大小和分布特征。

 

6)矿物单体解离度测定

 

  要想通过选矿把有用矿物富集起来,首先必须使有用矿物从矿石中解离。因此,矿物解离性的好坏在很大程度上影响了矿石的可选性。

  矿物解离性的好坏,主要表现在矿石经过粉碎后所形成单体的相对多少上,通常用“单体解离度”表示某矿物的解离程度。

  显然,矿物单体解离度越高,其解离性越好;反之,矿物单体解离度越低,其解离性就越差。在碎矿、磨矿过程中,只有将有用矿物充分解离出来,才能提高有用矿物的回收率和精矿的质量。

  因此,在流程产物的分析中,通常都要了解主要产物中矿物的单体解离度,以便检查碎矿、磨矿和选别作用的效果,找出进一步提高选矿指标的措施。

 

2、非金属矿要想高效、综合利用,必须进行工艺矿物学分析

 

  非金属矿的应用是综合利用某种矿物或者矿物集合体的性能,但是这些性能的利用是随着人们对矿物性能的不断认识进行的。而这些认识是建立在对矿物性能不断研究的基础之上的。只有研究和了解了矿石中各种矿物的工艺特性,结合国民经济建设中的需要,才能将各种非金属矿做到物尽其用。

 

1)工艺矿物学分析在非金属矿选矿加工中的重要性

 

  在许多非金属矿的选矿提纯实践中,往往为了省钱,在工艺矿物学研究中严重缺项,不做认真细致的研究,模仿同类型企业的选矿工艺和方法,导致选矿试验迟迟不能完成,或者所评价的资源结论不准确,或者设计的工艺流程不合理,或者所建设选矿厂生产的产品很难达标,国家规定的“三率”达不到要求,企业的效益难以达到预期,资源中可以综合回收的矿物没有回收等问题。

  例如:新疆某膨润土矿采用超细粉碎和风选的方法来提纯,但实际效果较难达到预期效果,只有将膨润土磨至10μm以下,才能勉强达到国家有关标准。究其原因,原矿中的石英、长石等颗粒粒径0.0040.05mm,一般以粉砂屑、砂屑均匀分布,矿石中矿物远没有达到互相解离的程度,这些细粉砂是影响风选效果的首要原因。

  在某长石矿的除铁选矿试验中,产品中的铁含量需要从原矿中的0.3%降到0.1%以下。经过对该矿石工艺矿物学结果研究认为,该长石矿岩石具细粒砂状结构、次生加大边结构,由碎屑和胶结物组成,碎屑主要为长石与石英颗粒,长石颗粒一般为0.05~0.18mm,石英颗粒在0.05~0.5mm,胶结物一般为硅质、粘土质和铁质物。因此在磨矿中不但要关注有用颗粒的解离度,还要关注长石、石英颗粒表面上粘结的含铁矿物去除程度,磨矿方式应采用兼有磨剥作用的球磨机而不是采用产品粒度均匀过粉碎少的棒磨机,选别方法不但需要强磁选,而且还要采用浮选方法。

  从上述选矿实践中不难看出工艺矿物学研究在非金属矿选矿中的重要性与特殊性,只有认真细致进行工艺矿物学研究,才能制订科学的有依据的选矿工艺和方法,才能为企业效益最大化做出贡献。

 

2)工艺矿物学分析在非金属矿综合利用中的重要性

 

  随着经济的发展,非金属矿尾矿综合回收利用已经成为必然,在现阶段,尾矿综合利用研究方向主要有两个方面:一是从尾矿中再选(提纯)有用矿物和组份;二是研究现阶段无再选价值尾矿的整体利用。无论是尾矿再选利用还是整体利用,尾矿的工艺矿物学研究都至关重要。

 

  在尾矿利用之前,我们需要了解尾矿中含有哪些矿物,品位(含量)多少,颗粒多大,与其它矿物的镶嵌关系,影响目的矿物的杂质有哪些,这些杂质的可选性等等因素都决定尾矿再选利用是否成功和效益如何。在尾矿整体利用时,我们需要了解尾矿整体的基本物理与化学等特性,含有哪些杂质,对整体利用的有害程度,在此基础上才能真正整体利用好尾矿,使得矿产资源效益最大化。

  例如,某石墨矿的尾矿经过工艺矿物学研究,原矿石中的五氧化二钒经过选矿后,在尾矿中得到了富集,含量一般为0.7%,而精矿中仅为0.25%,我们就应考虑回收尾矿中的五氧化二钒。

  通过对某长石尾矿研究,主要成分为含铁高岭土等粘土矿物,我们就可以考虑将其用作水泥原料。

  某镍矿经过将所有金属矿回收后的尾矿,通过研究发现,约85%为蛇纹石和橄榄石,剩余的为绿泥石、透闪石等矿物,如果通过强磁选矿除去这些含铁矿物,我们就可以将其作为填料应用或者作为生产橄榄石制品的原料,也可以将这些尾矿作为二氧化碳的吸收剂。

  因此,对尾矿进行综合利用,工艺矿物学研究是必不可少的,认真细致的研究更是必不可少的。

  在非金属矿的高效开发利用过程中,我们不仅要关心其化学成分,更要关心矿石的成因和工艺矿物学研究,这样才能全面了解矿石中的矿物组成、结构和构造,并结合国民经济建设中的需要,将各种非金属矿做到物尽其用。

 

编辑整理:粉体技术网

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