工艺矿物学多媒体课件

工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程《工艺矿物学》多媒体课件适用专业：矿物加工工程山东科技大学化工学院工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程课程性质：选修课课堂总学时：40学时授课时间：周一--周十工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程1总论工艺矿物学所面临的课题；工艺矿物学的研究对象、研究内容；工艺矿物学研究中的取样问题及常见的样品处理方法。2矿物的偏光显微镜下鉴定晶体光学基本知识；偏光显微镜的构造及使用方法；透明矿物在偏光显微镜下的光学性质；工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程3反光显微镜下的矿物鉴定反光显微镜的构造；不透明矿物在反光显微镜下的光学性质。4矿物材料研究中常用测试技术X射线衍射分析（XRD)；透射电镜(TEM)；扫描电镜(SEM)；电子探针微区分析；俄歇电子能谱表面微区分析；热分析方法（差热和热重）－－－原理及方法工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程5矿物的定量分析方法及原理分离矿物的工艺方法；显微镜下矿物的定量分析；化学多元素分析方法；自动图象分析仪矿物定量方法；X射线衍射分析法。－－－原理及方法6原料与产物中元素的赋存状态元素的存在形式；元素存在状态的研究方法；元素的配分计算方法。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程总论1、工艺矿物学研究所面临的问题；2、工艺矿物学的研究对象；3、工艺矿物学研究内容；4、工艺矿物学研究中的取样问题工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程1工艺矿物学研究所面临的问题人类对矿物原料的利用已有数千年历史，但大规模地开发和采掘则还是20世纪初的事。随着近代大工业的建立，各国正以前所未有的规模和速度消耗着地下资源。资源危机，已成为当今世界一个普遍性的社会问题。目前地壳上已知的3500余种矿物，当前能被利用的仅140多种，不到4％，由于选冶工艺原因，有限的矿种资源，又有相当大的一部分被白白丢失。如对于黑色金属是20％，有色金属是40％，稀有金属的损失则高达50％以上。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程工业生产的迅猛发展，一方面是使越来越多的低品位、细颗粒、共生组合复杂的矿石进人选冶工业部门；另一方面是对回收指标的要求日趋增高。因而加强资源综合利用，提高有用组分回收率，是应付这一挑战的有效途径。工艺矿物学，即是在工业生产和技术进步的有力推动下，应运而生的一门新兴边缘学科。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程2工艺矿物学的研究对象及课程的基本任务工艺矿物学的研究对象是一些用物理手段无法进一步分割的单一无机矿物晶体所组成的集合体。这些集合体中的组成矿物，不论是天然矿物，或工业生产中的合成矿物，都具有由其元素组成和晶体结构所决定的物理化性质。工艺矿物学概念：是以工业固体原料及其加工产物的矿物学特征和加工时组成矿物的性状为研究目标的边缘性科学。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程课程学习的基本任务：工艺矿物学，作为一门服务于现代工业生产的应用学科，研究内容覆盖到无机材料的多数领域，在矿产资源评价、选冶加工、产品质量分析等方面，有着其他学科难以替代的作用。工艺矿物学的基本任务是：(1)研究工业固体原料与其加工产物的矿物组成及其分布特征（嵌布粒度）；(2)对影响或制约生产工艺运行质量的矿物性状进行分析。这些性状包括几何、物理、化学等方面的表现与特征。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程3工艺矿物学研究内容工艺矿物学研究的内容广泛而深刻。从学科的历史发展和今后可以预见的一个时期来看，其研究领域主要有以下10个方面。（1）原料与产物中的矿物组成工艺矿物学的一项基础性工作。任务：查清原料与产物中所有矿物种(亚种)属；判明各主要矿物成分的变化规律；考察伴生物质的特征，确定各组分的含量。矿物组分既是生产工艺运行质量的重要体现，又是加工时参与物理、化学作用的直接对象。因而对它的考察关系到整个研究工作成功与否的关键，也是难度最高的一项工作。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程进行组成矿物研究时，对矿床中的矿物，不能只着眼于当前有用的矿石矿物，对脉石和可能混入的围岩矿物同样也要认真考查。地质探矿储量计算时，尽管仅考虑对矿石矿物的回收，但选别加工时，作为与之相伴的脉石矿物同样要参与全部分选过程。对脉石矿物一无所知或所知甚少，都将影响矿石矿物的有效回收。今天认为是无用的脉石矿物，随着工业技术的进步，成为矿石矿物的事例也是很普遍的。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（2）原料与产物中的矿物粒度分析粒度是矿物的一种重要的几何形体特征，对产品质量和生产工艺都有重要影响。矿石分选时，矿物特别是有用矿物的粒度大小，既是确定磨矿细度的关键因素，又对流程方案的选择有重要影响。当从金矿中提取含金矿物时，如含金矿物是0.25—5.0mm以上的粗粒，宜采用重选工艺予以回收；对于－74um的金矿物则多用浮选法回收；当粒度在5—10um以下时，氰化法是最有效的方式。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（3）原料与产物中元素的赋存状态元素赋存状态指元素在原料或产物中的存在形式及其在各组成物相中的分配比例，一种元素可有多种不同的存在形式，而加工工艺方法通常是随矿物相的不同而改变。（如铁矿石中铁元素的赋存状态）物相磁性铁硅酸铁硫酸铁氧化铁全铁，％含量,%24.321.601.330.4027.65分布率，%87.965.784.811.45100表2铁矿石铁物相化学分析结果工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（4）矿物在工艺加工进程中的性状矿物在生产工艺中受到一定的物理或化学作用时，所呈现的状态形式的改变，即为它的性状。选矿工艺中，矿石受到破碎、磨矿作用时，原来相互紧密聚集的各种矿物，由于矿石分裂成小体积的碎粒，使得部分矿物解离为单体，矿物由共生改变为单体即为矿物的一种性状。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（5）矿物工艺性质改变的可能性和机理按分选要求使矿物工艺性质朝预定方向作某种程度的改变，是浮选中早已普通采用一种作法。在矿浆里添进捕收剂后，部分矿物表面的疏水性增强，矿粒就易于为气泡所捕收。使用抑制剂，矿物表面亲水性增强，可阻止捕收剂与矿物表面的作用。实例：受到各种外力作用的矿粒，工艺性质都会有程度不同的改变。经超声波处理后的矿粒，不仅表面的污垢被清除，而且晶体内部结构缺陷也要发生变化。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（6）判明尾矿和废渣（工业废弃物）综合利用的可能性工业废渣包括各种冶金炉渣、燃煤锅炉渣、火电站的煤灰渣等。每冶炼lt铁，会产生300－1000kg的高炉渣；锅炉每消耗1t煤将产生150－450kg煤渣。这些废渣不仅占用耕地，堵塞场地，河流，交通，而且还污染空气。因此工业上一直在寻求对它们的综合利用。选矿厂产生的尾矿和废渣相比，不仅数量多，而且组成复杂，含有的有用成分的价值也高。实例：选金厂的尾矿，除了可提取出金、银等元素外，高含量的硫化矿物又是生产硫酸的好原料；选铁后的尾矿通过处理可以作为充填材料使用。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（7）矿物的工艺性质与元素组成和结构的关系不同矿区，即使是同一矿区的同—种矿物也往往呈现出不同的工艺性质。自然界完全一样的矿物是没有的。由于组成元素的不同，晶体结构的差别，矿物的物理、化学性质会呈现出程度不同的波动。一般随着矿物中杂质元素的增多、晶体结构对称性的下降、均一性的破坏，矿物浮选时与药剂的作用就愈是活跃。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程为了准确地指导矿物分选，就必须深入到矿物内部组成和微观结构中，查明它们与矿物分选性质间的因果关系，用以指导和预测矿物分选工作。实例：就可浮性而言，辉铜矿的等轴变体就比斜方变体差，单斜晶系的磁黄铁矿与六方晶系的磁铁矿相比，不仅磁性强，可浮性也要好。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（8）查明矿石工艺类型空间分布规律，编制矿物工艺图该研究是工艺矿物学中涉及相邻学科最多、工程最为庞大一项工作。其目的是为矿山采掘、选厂生产的合理高效运行提供依据。（9）研究工业固体原料加工前的表生变化出露于地表和构造断裂带附近的矿床，由于风化作用，其矿石一系列物理、化学性质都会改变。风化矿石的一般特征为：矿石疏松多孔、金属含量增高、矿物种类增加，大量元素以胶体吸附方式附着于细分散的产物上，矿物表面覆盖有各种薄膜或者薄壳等。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程实例：风化作用形成的表生产物，无论是开采、分选，还是冶炼和原生矿石都有着明显差别。工艺矿物学必须在查明矿石表生变化性质的基础上，准确确定表生产物的边界，对其经济技术价值、储量和处理工艺进行单独的评价和研究。（如硫化物和金属氧化矿物可浮性的差异）工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程（10）分折矿物工艺性质的生成条件矿物是地壳上各种地质作用的产物，具有的各种工艺性质都与自身成矿作用有关。如果掌握了成矿作用与工艺性质之间的内在联系，就可以从成因矿物学的高度，论述和预测矿石的工艺性质。在工艺矿物学里，建立起一个重要的分支理论体系（成因矿物学），以推动学科的不断完善与发展。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程3工艺矿物学研究中的取样问题3.1概述工艺矿物学研究，主要是为地质、选矿、冶炼提供资料。资料准确与否直接影响到这些工作的试验过程和质量。实际进行矿石性质考查的样品数量，不论是与选矿试验的矿石量，还是和自然界中的矿床储量相比，其量都很小。因此，对于进行工艺矿物学考查的样品，要求具有充分的代表性。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程样品代表性不好，即使后续的具体观测工作如何精确细致，由此提供的工艺矿物学资料价值都不会很高。为了保证试样的代表性，根据研究的目的和内容，获取样品的方式有2种。一是在现场取样点上采取地质标本样。二是从分选产品及试验用矿样中抽取；工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程注解：现场取样前，必须对矿床、矿体产状以及矿石的矿物组成、结构、构造、嵌布粒度、化学组成、有益和有害元素赋存状态了解清楚，这样才能制定出合理的采样方案，得到具有充分代表性的矿样。3.2影响矿样代表性因素分析影响矿样代表性的因素概括为地质和开采两大类因素。(1)地质因素取样时，首先考虑矿体本身的变化，即整个矿体的稳定程度。完全均一的矿体是很少的。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程绝大多数矿体在矿石类型、结构、构造、矿物组成、粒度特性、有益和有害组分赋存状态、平均品位等方面，在空间的各个部位均是变化不定的。采样前，首先根据矿体的特征，将矿石划分为不同的类型。求出不同矿石类型在整个矿量中所占的比例，按照此比例采取的各种类型矿石的混合样，就具有了整个矿体的代表性。实例：对于一些有色金属矿床，原生的硫化矿石与次生的氧化矿石，分选性质差别很大，这样就必须分别采样。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程(2)开采因素由于矿石开采方法的不同，除了使原有影响因素复杂化外，又增加了一些新因素。开采过程中，与矿体接触的围岩和矿体内的夹石必然要混入到采出的矿石中。一般露天开采围岩混入量为5％－－10％；地下开采的围岩混入量为l0％一20％，个别甚至可达25％一30％，细脉状矿体混入量更大（贫化率）。处理方法：采样时就要把围岩和夹石含量按比例混入到矿样中。（要与采矿人员密切配合）工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程注解1有代表性的样品具有的特征代表该矿床主金属（或伴生有益组分）各品级储量；代表该矿床各类型矿石的平均品位，包括高、中、低三种品位；代表矿石的矿物组成及化学成分；代表围岩、夹层和脉石的种类、性质及含量；代表有用矿物的粒度特征及矿石的结构、构造特征。工艺矿物学课件适用专业：矿物加工工程注解2样品的取样网络布置方法在平面上，要照顾到全区情况，适当布点；在剖面上，要顾及到上、中、下各段都有取样点。取样的数目，从提高试样代表性的角度来看，愈多愈好。但过多会造成浪费，一般至少要有4个以上的采样点。如果试样为G，则全矿区实际取样重量不得小于2G；一般试样重100－－200kg，个别可到1t。取样方法，根据地质条件、矿石品位、取样点数及工作目的而定。常用的有爆破法、方格法、刻槽法、全巷剥层法等。工艺矿物学课件适用