矿物分析范文

2024-09-02

矿物分析范文（精选12篇）

矿物分析第1篇

岩石矿物分析是化学地质工作者的主要工作内容之一,也是整个矿物质分析的基础性工作。从分析的对象和原理上来看,岩石矿物的分析主要包括非金属矿物分析和金属矿物质分析,是否能够准确地了解这些矿物质的成分、各个成分的含量,对于实现矿物质的最优化利用,实现经济价值、环境价值的最大化具有十分重要的意义。本文中,笔者结合自身的工作实践,对岩石矿物质的基本分析流程进行初步的分析和研究,以期对岩石矿物质工作者有所借鉴。

1 岩石矿物概述

岩石矿物是地壳中的一种或者多种化学元素组成的自然聚合体,是地壳中各种地质作用的产物。岩矿的种类非常丰富,这是因为自然界中存在多种多样的化学元素,以及它们之间的多种组合方式,复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。在自然界中,目前被人类探明的岩矿种类达到三千多种,然而人们所熟悉的盐矿种类只有百余种。自然界中常见的岩石矿物通常是几种元素的化合物,如石英、磁铁矿、红铁矿等含氧矿物;碳酸盐类矿物包括方解石、白云石等;硅酸盐类矿物包括云母、长石、角闪石等;硫酸盐类矿物包括重晶石、石膏等;此外,硫化矿物还有铜、铁、锌等。各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质,因此可以用来作为识别矿物的依据。矿物具有各种各样不同的形状,有些矿物能形成整齐的晶体,如食盐是立方体,水晶是六面体,云母是六边形的片状。有些矿物则是不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等,我们经常看到的矿物多半是些不规则的块状。

2 岩石矿物质分析的基本流程

2.1 试样的加工与定性分析

试样加工采取的方式是否得当,操作是否合理,对于指导矿藏的勘探以及计算其储量具有重要的影响,如果试样的加工和分析出现问题,就会对整个工程的施工可能造成难以弥补的影响。将最原始的岩石样品送到检测实验室时,检测人员需要从中选出具有代表性的样品进行检验,有可能只需要选取几克,这就需要对岩石的样品进行粉碎或者进行缩合,以达到一定的细度。否则,如果选取的样品不具有代表性,或者是细度不符合要求,就会使检测结果产生较大的误差。在选择了样品之后,就需要对样品进行定性分析。定性分析时定量分析的基础,在该阶段进行定性或者半定量的分析的主要的目的就是以最快的速度、最低的成本了解岩石的组成成分以及具体的含量。以避免在检测的过程中盲目性的发生。在进行定性分析时,可以使用化学分析法或者是发射光谱分析法,将试样进行加工以后,再进行定性或者半定量的分析,目的就是了解岩石样品中含有哪些元素以及每种元素的具体的含量或者比率等等。在完成初步地定量分析之后,再结合地质工作的具体的要求,并结合实验室检测的规定,来测定每种元素应该采取的测定方法。

2.2 测定方法及方案的确定

在完成样品的加工而和进行半定量的确定分析之后,就需要再选择合适的测定方法、制定最佳的测定方案。随着科学技术的快速发展,岩石矿物分析的要求也越来越高,需要测定的项目越来越多。同时,测定的难度也大大加大。由于岩石中包含各种各样的的矿物质,而不同的矿物质的测定方法和测定的难度并不相同,这就需要制定恰当的测定方法和测定方案,以满足对岩石矿物质进行分析的要求。在决定采用何种测定方法时,应该首先根据前文所提及的定性或者是半定量分析的结果,再对测定元素的含量以及与其共存元素的实际情况进行检测。目前,从检测的实际情况来看,更多地是对试样中含量较高的元素进行检测,检测时主要运用重量法、容量法等方式进行测定。而对于含量相对比较低的元素,则主要用比色法进行测定,目前也出现了使用其它方法进行测定的发展趋势。对于那些共存元素的含量的测定,则根据各个元素相应的测量方法进行测定,否则就难以取得预期的效果,比如,在测定钙镁含量较低的铜的测定时,经常采用氨分离法进行测定。如果选用的测量的方法不正确,不仅不能够准确地测定待测元素的含量,而且还有可能出现与真实的含量差别较大的结果。

在选定了测定的方法之后,就需要制定测定方案,这也是进行岩石矿物分析的重中之重。相对于前两个环节来说,方案的拟定是一个十分复杂而又相当重要的环节,方案的制定几乎涉及到所有元素的测定、各个元素的分离。因此,这就需要分析者具有较强的理论知识和实践经验。在选择拟定方案时,所选择的方案最好是一个综合性、可行性较强的方案,也就是最好是同一称样在经过分解之后,就能够分取溶液,将溶液分成若干份,进行每个组分的测定。但是,由于元素的测定方法和测定的技术是处于不断的变化之中的,因此,在进行岩石矿物分析时,应该特别注重分析方案的实时更新。

2.3 分析结果的核查

在选定了岩石样品、确定了初步的测定方法之后,审查分析结果就是一个十分重要的环节。审查分析的结果的目的就是要进一步的发现问题,根据问题对各种测量信息进行重新的核实,以保证测量分析的质量。在确定了岩石矿物测定方案之后,就需要根据有关的操作规程进行分析、审查分析的详细结果,分析的结果必须符合国家相关的规章制度的要求。事实上,无论多么准确地测量方法,无论采用多么高端的科学技术,岩石矿物质的分析都会不可避免地出现误差。由于任何的元素和组分的测定过程,都不可避免地涉及到测定的方法、测定的仪器以及具体的操作人员等几个因素,这就使得岩石矿物质的分析就必然存在着一个限度。误差是任何试验都不可避免的现象。虽然误差不可以完全地避免,但是,可以通过采用不同的测量方法、提高测量的技术等等,将测量的误差降低的最小的范围之内,比如,使用动物胶凝聚测定二氧化硅的实验中,无论采用什么样的技术,总会产生千分之几的误差。因此,在进行岩石矿物的分析时,应该尽量选取不同的试样量,以实现数据的集中或者是分散的表述程度,这样有利于揭示可能存在的各种误差。在实际的测量工作中,需要测量者使用最佳的分析技术,并不断地提高自身的测量方法、技术,这样才能实现获取尽量准确地测量结果的目的。在明确了岩石矿物分析的基本流程之后,笔者接下来将以硅酸盐为例,采用系统分析的方法对岩石矿物质的分析进行研究与分析。

3 岩石矿物中硅酸盐的分析方法

硅酸盐是岩石矿物的重要的组成部分,为了简化分析的过程,笔者在本文主要对硅酸盐岩石的化学成分分析系统进行相关的研究与分析。目前,岩石中硅酸盐的分析主要采用快速分析流程进行测定与分析,本文中,笔者以碱熔快速分析系统分析为例。

3.1 试样的选取

硝酸盐矿物所需要测量的元素比较多,因此进行分析的速度比较慢,为了加快试样分析的速度并减少试样的用量,通常选取同一试样,并对试样进行分离、分解或者掩蔽等手段,以消除干扰元素对所测结果的影响,从而连贯、系统地对数个元素进行依次测定。由于对硝酸盐的分析是以重量法为基础的,一次取样就对二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化镁和氧化钙等项目进行测定。分析过程主要包括如下几个主要步骤:分解试样、分离和测定二氧化硅、沉淀和测定二三氧化物、沉淀和测定草酸钙以及沉淀和测定硝酸铵镁。

3.2 具体的分析过程

碱熔快速分析系统第一次称样为0.5克,然后加入碳酸钠并放在铂坩埚中进行熔融。在完成熔融之后,再用盐酸进行提取至湿盐状动物胶凝聚过滤,沉淀出二氧化硅。第一次取0.5克试样,将试样中加入碳酸钠,然后放在铂坩埚中进行熔融,然后利用盐酸将蒸至湿盐状的动物胶加以提取,使其凝聚并进行过滤,从而将二氧化硅从中沉淀出来,并分别将250毫升的实验湿盐加入不同的试剂中以对元素进行提取,并在溶液中加入25毫升的EDTA以连续滴定出三氧化二铁以及氧化钙、氧化锰,可以采用差减法来分离氧化钙和氧化锰,并采用比色法利用25毫升的过氧化水将二氧化钛析出,同时采用差减法将三氧化二铁进行分离,然后用25毫升的磷矾铜黄将五氧化二磷利用比色法进行分离。第二次称取0.1克试剂,并在其中加入硫酸和氟化氢进行分解,并将亚硝酸盐溶液加入其中,利用火焰光度法将氧化钠和氧化钾分离出来。

总之,随着科学技术的进步和社会的发展,地质理论以及相应的实践也不断发展并深化,因此,要求加以分析的试样也日益增多,这就促使硅酸盐分析方法也不断进行更新,同时,随着分析化学本身的发展以及新方法、新试剂、新仪器和新技术的出现及应用,也促进了岩石分析方法的发展。随着时间的不断推移,硝酸盐分析方法日益成熟。

4 结论

综上所述,岩石矿物的分析是一个十分复杂的过程,能否做好岩石矿物的分析,对于矿物质的勘探具有重要的影响。通过本文的分析可知,岩石矿物的分析是整个地质工作的重要的组成部分。因此,在进行岩石矿物的分析操作时,必须结合相关的理论,制定具体的测定分析的方案,这样才能够对矿物岩石的分析判断出岩石矿物质的各项经济价值指标,并实现对综合回收矿物工作的指导。同时,地质人员应该重视矿物岩石的分析细节,不漏掉任何有用矿物,才能实现对矿物最大经济价值的利用。在经济快速发展的今天,研究更先进、更准确的岩石矿物分析手段和方法,对于合理利用岩石矿物尤其重要。

参考文献

[1]汤淑芳,符斌,李华昌.矿物分析技术及进展[J].分析试验室,2004,(03).

[2]汤志勇,邱海鸥,郑洪涛.岩石矿物分析[J].分析试验室,2006,(09).

[3]彭速标,蔡慧华.理化检验-化学分册,2007,43(10):890.

[4]唐维学,熊晓燕,周志平.材料研究与应用,2008,2(1):75.

矿物分析第2篇

【本章结构】

（一）本章在全书中的地位

“金属与矿物”是教材中首次出现系统研究和认识金属及其化合物、常见的含钙化合物的性质、制备、存在和用途的内容。在前几章的学习中，学生对物质的组成及表示方法、质量守恒定律、化学方程式等基础知识已经有了一定了解，对化学实验等探究性学习活动已经有了一定的实践体验，在此基础上安排本章的学习，学生既能用化学用语描述物质的性质与变化，又能进一步学习和运用探究性学习的方法。

本章主要介绍了铁、铝、铜等重要金属、合金及常见矿石石灰石。内容包括金属的物理性质（如颜色、硬度、导电性、导热性等），金属的化学性质（如与氧气、盐酸等反应），金属资源的利用（如铁的冶炼以及冶炼时有关杂质问题的计算），金属资源的保护（如金属的腐蚀和防护、废旧金属的回收利用）和常见矿石石灰石的利用。从教学目标来讲，涉及到铁、铝、铜等纯金属以及合金的基础知识，金属活动性顺序和金属腐蚀条件初步探究活动的过程、方法和技能，以及合理利用金属资源、金属材料与人类进步和社会发展的关系等情感、态度和价值观等方面的教育，认识和合理利用自然界存在的大理石、石灰石。

本章具有以下特点：

1、金属和金属材料与生活和社会发展的关系非常密切，涉及的范围很广，但又不缺乏系统性。体现了新课程的倡导的从学生和社会发展的需要出发，激发学生学习的主动性。同时为高中教材也有密切的联系（工业制玻璃、水泥），为学生后继学习打下了基础。

2、本章注意从学生的生活经验和实验事实出发，如采用对比的方法，引导学生亲自感受纯金属与合金的性质，以加深学生对物质的性质与物质用途的关系的了解，通过实验探究，认识金属与氧气以及与盐酸等反应的同与不同，认识到金属既有通性，又有各自的特性。

用心

爱心

专心 1

3、本章注重对学生学习能力的培养，尤其注意对一些重点内容（如置换反应、金属腐蚀的条件等）采用探究的方式，通过实验，层层引导，深入讨论，并归纳得出结论。在活动与探究的过程中，注意激发学生的学习兴趣，培养实验探究能力，同时使他们获得新知识。

4、本章注意对学生进行金属资源保护及充分利用意识的教育，注意介绍一些新科技成果如形状记忆合金等，以事实来说明化学学习的价值。

5、本章注意引用列举了许多趣味实验、古代诗歌、古籍科技资料、历史人物故事、物质彩色图片来详细介绍了含钙物质（碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙）之间的相互转化规律和反应现象，使学生通过多种媒介深入了解掌握碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙的相关知识和应用。

（二）本章结构

第一节、金属与金属矿物

内容：

1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质与物质的用途之间的辨证关系。

3、知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。

4、初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。

5、初步学习实验室制取氢气的方法。

本节在本章中的地位与作用：

本节分为三部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料的用途非常广泛，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。教材注意联系学生的生活经验，从金属的用途入手，配合实物照片介绍了金属具有金属

用心

爱心

专心光泽，能传热、导电，有延展性等重要物理性质，教材把重点放在“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力。

第二部分在前一阶段的学习中已经做过镁条、铁丝等在氧气中反应的实验基础上，基于学生已有的知识基础，教材采用实验事实 +归纳的编写方法，重点说明大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，由此也可在一定意义上反映金属的活泼程度。教材采用实验+讨论的探究模式，通过对实验事实的分析，层层诱导，由学生自己归纳得出置换反应的特点。通过练习，使学生能应用置换反应和解释一些与日常生活有关的化学问题

第三部分则简单介绍了常见的一些金属矿物，使学生对矿物有了一些简单了解，并充分认识合理开发与利用资源的重要性。

第二节、铁的冶炼合金

内容：

1、了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

2、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。

3、会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

本节在本章中的地位与作用：

第一部分“铁的冶炼”是本课题教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外，主要是通过实验，说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学习活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。

第二部分介绍合金。教材介绍在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能，从而了解为什

用心

爱心

专心 3 么合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材还以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途，有利于拓宽学生的眼界。

第三节、金属的防护与回收

内容：

1、对过实验探究（对比实验）分析解释铁生锈的原因，了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。

2、知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。

本节在本章中的地位与作用：

有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”内容 ,该活动与探究内容包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论、对结论进行应用等多个步骤，对培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。铁生锈实验在本章节的所处地位非常重要，而且在短短一节课根本不可能完成实验，建议预先提早进行实验，或者把其转化为学生家庭实验。

关于金属资源的保护，教材中用图片、统计数据等具体资料详实地说明了金属矿物资源是有限的，以及金属资源保护的重要性。教材中还简要地介绍了废旧金属的回收利用、合理开采矿物等保护金属资源的措施。

第四节、石灰石的利用

内容：

1、了解石灰石在生产、生活中的存在与应用

2、掌握鉴别矿石是不是碳酸盐的方法

3、知道碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙之间相互转化的关系

4、认识石灰石、大理石是重要的矿藏资源

用心

爱心

专心本节在本章中的地位与作用：

可以帮助学生结合相关内容，复习已有知识，帮助学生利用旧知识学习新知识，构建比较完整的知识框架。并且可以帮助学生建立起“物质在一定条件下可以相互转化”的观点，培养“性质决定用途，用途反映性质”的良好学习思维拓展能力。

【重点难点】

第一节

重点：金属的物理性质和化学性质以及性质与用途的关系。

难点：对观察到的实验现象进行认真的对比和分析，从中得出常见金属与氧气、酸反应的一些规律性知识。

第二节

重点：

1、了解从铁矿石中将铁还原出来的方法

2、根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

难点：根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

第三节

重点：金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法的探究。

难点：探究铁生锈的条件。

第四节

重点：

1、碳酸盐的检验。

2、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙三者之间的相互转化关系。

用心

爱心

专心 5 难点：氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙三者之间的相互转化关系。

【教学建议】

1、课时安排

第一节：金属与金属矿物 2课时

第二节：铁的冶炼合金 2课时

第三节：金属的防护和回收 1课时

第四节：石灰石的利用 3课时

整理与归纳： 1课时用心

岩石矿物分析工作的经验和体会第3篇

关键词：岩石矿物种类；分析鉴定；经验和体会；工作评价；地质学

中图分类号：P575 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）27-0069-02

矿物是受地质长期作用而形成的天然单质或化合物，是岩石的基本组成物。我国矿产资源丰富，在经济发展中发挥着重要作用，为发掘更多矿产，提高开发利用率，需深入开展地质研究。作为其基础工作，岩石矿物分析通过对岩石和矿物的物理、化学特征加以分析，提供各项测试参数作为地质研究的数据资料。当前矿产资源需求不断增多，岩石矿物分析显得更加重要。针对不同的岩矿类型，要采取相应的分析测试方法，包括其意义、评价等都有所了解。

1 岩石矿物种类

岩石矿物可能是单质，即只有一种化学元素组成，如硫磺、金刚石、自然金等；也可能是化合物，即由阴阳离子组成，如石英是由氧和硅元素组成，黄铜矿则由硫、铜和铁组成。化合物包括含氧盐矿物（如白云石、红铁矿）、硫化物矿物（如铁、锌）、卤化物矿物等。目前已经发现的矿物约有4 700种，化学元素是矿物基础，地壳中氧、硅比重较大，所以氧化物矿物和氧盐矿物分布较广，硅酸盐矿物尤为突出。自然界有大量的化学元素，且彼此间的融合方式多种多样，所以说岩石矿物具有多样性。

矿物的物理特征和化學构成是区分不同种类的主要依据，云母、水晶等均为整齐的晶体，而很多矿物则呈现出放射状、葡萄状等许多不规则状；颜色也各有差异，如钒榴石呈绿色，赤铁矿显红色，而斑铜矿刚采出时呈古铜红色，氧化后则呈锖色；在光泽方面，根据反光能力的强弱可分为金属、半金属、金刚和玻璃四级，前两者的颜色较深，后两者较浅；另外，硬度、透明度、磁性、裂理等也是区分矿物种类的常用标准。还需注意，岩石虽由矿物组成，但并不具备其基本特性。

2 岩石矿物分析鉴定

岩石矿物具有多样性，有各种用途，为满足人类需要，需对其进行分析鉴定。利用矿物学的原理，依据矿物的物理化学成分，通过有效渠道对矿物样品或岩石进行观察、鉴定，最后得出矿物所属类型、岩石结构等信息。

2.1 岩石矿物试样加工

试样加工是分析鉴定的前提工作，影响着矿藏储量计算和勘探难度的精确度。采集原始样品后，其种类和重量往往有所不同；送至实验室分析鉴定时，也不可能对全部样品都进行鉴定，通常只需要鉴定几克即可；这就要对采集的样品进行加工，除了将其粉碎，细度达到规定标准，还要确保其代表性，即加工后的样品要能代表原始样品，否则会影响分解，或出现偏差。

2.2 试样的定性分析

岩矿试样中通常含有多种化学元素，为了解各自所占比重，以及在内部的排列情况，在完成岩矿试样的加工后，可通过定性半定量分析获知。化学分析法和发射光谱法是较为常用的两种方法，须按照标准进行规范操作。定性分析结束后，需根据实验室环境和实际要求采取一定的措施，做好待测元素的防护工作。

2.3 测定方法的选择

为进一步了解矿物内部所含元素，需通过适宜的方法加以测定。岩石是多种矿物组成的混合物，不同的矿物，测定方法也有所不同，这就加大了测定难度。选择测定方法时应有一定的依据，必然要与其定性分析结果相结合。首先要考虑的是各项元素占的实际比例，某些元素占的比重较大，可采用重量法、容量法等进行测定；某些元素比重较小，可通过比色法、仪器分析法等获得较好的测定效果。另外还要考虑共存元素的含量，以钙和镁的共存为例，在测定钙镁元素含量较高的样品时，常采用硫酸钠碘法；而样品中钙镁元素含量较少时，分离碘量法应用较多。注意测定方法必须合理，否则会影响测量的精确性，导致测量值与实际值偏差较大。

2.4 分析方案的制定

选择好方法，还要制定合理可行的方案，以保证分析鉴定工作能够顺利开展。与前几个环节相比，这一环节更为关键，但难度也更大。测定方案是指导整个鉴定过程的依据，包括如何测量元素、分离方法如何使用、会带来什么影响等问题都需要考虑。所以对操作人员有着严格的要求，不但专业知识要全面，还应具备足够的实践经验和操作能力。在选定方案时，当前岩矿的实际分解方法应作重点考虑。

实际操作时，不管是全面分析，还是简项分析，均要保证分析方案的综合性和实用性。即岩矿试样经过分解后，需确保能够抽取溶液并按照特定程序进行组分测定，且化学方法和仪器分析法都能取得较好的效果。通过大量实践可知，任何一种方案都有利有弊，针对其局限性以及分析鉴定过程中的各种变况，需及时对方案加以调整，以保证方案最终的准确性。

2.5 分析鉴定及其结果审查

方案的可行性通过后，需在操作程序的指导下，遵循相关标准，对样品进行分析鉴定。为防止过程中出现意外，应提前考虑可能出现的情况，并做好防范工作。直至鉴定结束，获取最终结果，还要对结果展开审查，以确保其准确性。如若发现不合理之处，应及时予以处理。该环节也是分析鉴定工作的一部分，不容忽视，否则可能会因没有发现存在的问题而导致整个鉴定工作的失败。所以在鉴定结束后，必须严格审查，按照国家标准确保其结果的真实性。

3 对岩石矿物分析鉴定工作的评价

3.1 对矿物普查中岩矿分析鉴定工作的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件下形成的，它们包含有一种或多种矿物，探明其中的化学元素、矿物种类，以确定岩矿的使用价值、经济价值，都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类，分析矿床的开采量，以及开采的可能性与经济性，并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说，就是在普查找矿阶段，需要进行大量的简项分析，以确定岩矿的有无和矿产的种类；在勘探阶段，更要求进行大量的简项分析和全分析，以便了解其共生元素的情况及其赋存状态，确定矿石品位以及开采的价值，从而为拟定相关的开采方案做准备。

3.2 对工程地质中岩矿分析鉴定工作的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用，能够为工程建设的设计和施工，以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害，提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析，同时，水分析也是找矿工作的重要标志之一，也属于岩石矿物分析工作的一部分。

4 结语

在地质学研究中，岩石矿物分析发挥着基础性作用，指导矿物质勘探和地质研究工作顺利开展。然而实际分析鉴定工作较为复杂，不但要熟悉各种矿物的结构属性，还要具备系统的理论知识，根据分析方法制定可行的方案，然后进行分析鉴定，以保证测定质量。其中的细节操作更应加强重视，在今后的分析工作中，还应对现有技术不断完善。

参考文献：

[1] 胡小明.浅析岩石矿物分析工作[J].商品与质量，2012，（2）.

[2] 汤志勇，邱海鸥，郑洪涛.岩石矿物分析[J].分析试验室，2010，（12）.

[3] 王斌，聂尧愿，彭港发.试论岩石矿物分析工作的经验与体会[J].科技创新与应用，2013，（27）.

有机改性活性矿物的微观结构分析第4篇

本文主要通过激光粒度分析、扫描电镜 (SEM) 、X射线衍射 (XRD) 以及红外光谱 (IR) 等技术从微观角度对有机改性活性矿物的粒度、粒度分布、元素分析、成分组成和有机改性组分等微观结构进行研究分析, 以期为有机改性活性矿物添加对沥青胶结料和沥青混合料性能影响的机理分析提供依据。同时, 通过对国外专利产品的研究分析, 实现对先进技术的消化吸收。

1 试验准备

1.1 原材料

试验所采用的有机改性活性矿物为以色列专利产品Actived Mineral Binder Stabilizer (简称AMBS) , 产品名称为IBind。

1.2 仪器

采用美国某公司生产的ZETASIZER 3000HSA激光粒度分析仪分析有机改性活性矿物的粒径及其分布;扫描电镜型号为日本电子公司的JSM-5900;采用河海大学modeld/max-rb型X射线衍射仪测定XRD谱, Cu Kα线作为光源, 电压和电流分别为40 k V和30 m A;所用红外光谱仪器为美国Nicolet740 FTIR, 其分辨率为4 cm-1, 扫描次数32次, 测试范围4 000~400 cm-1。样品微观试验过程中均为取少量样品在100℃烘箱中烘干数小时后, 分别取少量粉末样品直接进行激光粒度分析、扫描电镜和红外试验;进行XRD试验时, 采用压片法, 将粉末压制成薄片来测定样品的XRD谱。

2 试验结果分析

2.1 激光粒度分析

经激光粒度分析, 在不同尺寸材料颗粒的含量以及通过率见表1。由表1可知, 材料颗粒在87.99~15.55μm的含量较多, 计算可知, 材料颗粒的中粒径 (50%通过的粒径) D50为31.90μm。

2.2 形貌分析

图1为有机改性活性矿物在扫描电镜放大2 000倍下的照片, 从图中可以直观地看到有机改性活性矿物材料的粒径分布情况。在激光粒度分析仪中, 含量以及通过率是根据颗粒质量的计算得出, 无法显示材料中小颗粒的个数比例。从图1中可以看出, 材料中小粒径颗粒个数占很大的比例。

图2为放大10万倍后的SEM照片, 从图中可以看出, 有机改性活性矿物形态不规则, 主要呈现棒状形式, 大小不一, 且材料中的大颗粒部分是由许多小颗粒团絮形成, 部分颗粒小于500 nm, 可判断有机改性活性矿物中含有部分纳米级颗粒成分。材料中各元素的重量和个数的比例关系见表2, 材料在区域1位置处的能谱图见图3。从图3中可知, 材料在该区域位置中含有C、O、Al、Si、P、Cl、Ca等元素, 部分较弱的波峰没有标出元素。从表2中可以看出, 材料中含有C、O的原子个数较多, 其次为Si, 其中P的含量较少。

2.3 X射线衍射 (XRD) 分析

有机改性活性矿物的XRD分析见图4, 根据能谱图大致确认产品中可能含有C、O、Al、Si、Ca等元素。根据选定的元素范围对XRD图谱进行分析, 根据三强峰定义, 确定有机改性活性矿物中可能存在Ca CO3、Ca Si O3和Si O2等化合物。由于有机改性活性矿物为外方引进专利产品, 对其中的相关成分了解不多, 经过对有机改性活性矿物的基本组成元素和组成的分析, 有助于对该产品的来源、作用和环保等各方面的情况加深了解, 为进一步改善沥青胶结料和沥青混合料性能的影响提供依据, 并为下一步推广应用提供数据参考。

2.4 红外光谱 (IR) 分析

图5为其对应的红外光谱图, 按红外光谱可以将有机改性活性矿物分子结构中的特征峰划分为以下几个主要部分[5]:

(1) 波数在3 600~3 300 cm-1区间附近观察到宽峰, 且在1 300~1 000 cm-1区间附近找到C—O伸缩峰, 因此, 有机活性改性矿物中存在—OH键;

(2) 波数在1 650 cm-1附近观察多弱峰, 表明有机活性改性矿物中存在C=C键, 且在1 650~1 450 cm-1区间有中等峰, 则有机活性改性矿物中存在芳环, 同时, C—H伸缩振动峰出现在3 000 cm-1右侧, 表明有机活性改性矿物中的有机组分是饱和脂肪族类的C—H键;

(3) 波数在1 080 cm-1和800 cm-1附近存在峰值, 则有机改性矿物中可能存在Si—O键。

有机改性活性矿物AMBS是由废弃磷酸盐矿研磨制得, 其含硅量接近20%, 含氧量超过50%, 根据红外光谱的吸收峰判断可知, 有机改性活性矿粉中含有大量的Si—O键, 从而可推断有机改性活性矿物中含有部分Si O2成分。从SME照片观察可知, 研磨后微粒直径达到μm级甚至nm级。

因此, 有机改性活性矿粉中含有的部分超细粒有机改性活性矿粉加入沥青后, 与沥青中成分发生反应以达到改善沥青性能的目的。改性活性矿物通过有机高分子聚合物对硅类磷酸盐矿物进行接枝改性, 使得磷酸盐矿物表面反应置换形成高分子长链, 一方面增加磷酸盐矿物表面与沥青的黏附性;另一方面使得改性后的磷酸盐矿物能够在沥青中较好地分散, 增加其在沥青胶结料中的均匀分散性。有机改性活性矿粉中含有的nm级Si O2颗粒经过有机改性后, 表面形成有机分子链, 除本身固有的比表面积大、空隙率高、表面活性中心多以及具有的三维网状结构等优点外还提高了其与沥青更好的相容性, 从而在沥青中发挥其更好的作用[6,7,8,9]。有机改性活性矿粉中的Si O2活性成分在沥青中能够与沥青经过高分子链的相同性以及其三维网状结构和高的孔隙率能够与沥青形成整体, 增加了沥青的黏性, 进而能够替代木质素纤维, 具有锁油的功效。

3 结论

有机改性活性矿物微观结构的试验研究, 对其掺入沥青胶结料和沥青混合料中的性能影响分析有重要的作用。本章主要对有机改性活性矿物的粒度、粒度分布、元素和成分、有机改性组分进行研究分析, 可以得到以下结论:

(1) 有机改性活性矿物的中粒径D50为31.90μm, 且其中含有大量的微nm级颗粒;

(2) 有机改性活性矿物中含有Si O2成分, 微纳米级的Si O2能够有效地改善沥青混合料的性能;

(3) 有机改性活性矿物中的有机改性组分可能具有C=C双键的醇类有机物。

本文的研究分析为有机改性活性矿物应用于沥青及沥青混合料中的作用机理提供理论依据, 同时为有机改性活性矿物技术的消化吸收提供参考。有机改性活性矿物的微观结构研究为活性矿物在道路材料中的应用研究提供新的研究方向。

摘要：有机活性矿物的改性再利用可以提高沥青混合料路用性能, 节约道路工程造价。文章利用电子显微扫描电镜 (SEM) 、X射线衍射 (XRD) 、激光粒度分析仪和红外光谱 (IR) 等技术研究了有机改性活性矿物的微观结构。研究结果表明, 有机改性活性矿物的中粒径D50为31.90μm, 且含有大量的微纳米级SiO2颗粒, 能够有效地改善沥青混合料的性能;有机改性组分有可能是具有CC双键的醇类有机物。

关键词：有机改性活性矿物,微观结构,沥青混合料,路用性能

参考文献

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矿物材料第5篇

广流体中所进行的有关化学反应的总称。义矿物材料: 以矿物岩石为主要原料加工、制备的材料掌握下列工艺的主要化学反应式非金属矿产：是指除了矿物燃料以外的，其化学组成或•用石灰石生产生石灰技术物理性能可供工业利用，而且有经济价值的所有非

•用菱镁矿生产菱苦土金属矿物与岩石（除金属矿产、燃料矿产外，凡可利

•大理石被盐酸腐蚀用的岩石和天然非金属矿物资源）

•用硫代硫酸钠漂白高岭土矿物材料密实度:材料体积内固体物质所占的比例。

空隙率：材料体积内空隙体积所占的比例 •煅烧高岭石生产莫来石

重量吸水率：材料吸水重量占材料干燥重量的百分比 •用天然二水石膏生产建筑石膏（半水石膏）W重

•硬石膏在氧化焰条件下分解体积吸水率：材料吸水体积占材料干燥体积的百分比

•白云石煅烧反应 W体

含水率：材料含水重量占材料干燥重量的百分数 •用煤粉还原法，用重晶石生产硫化钡相对湿度：在同温同压下，空气中实际所含水蒸汽的重•碳还原法用天青石生产碳酸锶量与饱和水蒸汽重量之比百分数。

•用氢氟酸气体除去石墨中的二氧化硅耐水性：材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不

•硫酸法用磷灰石生产普通过磷酸钙显著降低的性质，称为耐水性。用软化系数表示。

抗冻性：材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻结和融化•用磷灰石和石英生产黄磷作用（冻融循环）而不破坏，同时也不严重降低强度的•用硼镁石生产硼酸性质，称为抗冻性。

•用硼镁石生产硼砂一次冻融循环：在-15℃的温度（水在微小的毛细管中低于-15℃才能冻结）冻结后，再在20 ℃的水中融化，•拜耳法用铝土矿生产氧化铝

•用铝土矿生产硫酸铝此过程称为一次冻融循环。

抗渗性：材料在水、油等液体压力作用下，抵抗渗透的掌握下列加工工艺性质，称为抗渗性（不透水性）•用石灰石生产轻质碳酸钙导热系数：在规定的传热条件下，材料两面温度差为•用白云石生产轻质碳酸镁 1 ℃，在1小时内通过垂直于热方向的面积为1m2，厚度为1m所传递热量的千卡数。热容量：材料在加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为比热（也称为热容量系数）：1kg材料的温度升高（或降低1℃，所吸收（或放出）的热量，用C（kcal/kg ℃）表示。热膨胀系数：材料的温度升高或降低，体积会有膨胀或收缩，其比率如果以面上两点的距离计算时，称为热膨胀系数，如果以材料的体积计算时，则成为体膨胀系数。单位为1/℃。•软化点：固态软化趋于液态时的起点温度，称为软化点 •用菱镁矿生产高纯氧化镁闪火点：在一定条件下与火焰接触。初时发生蓝色闪光

•用石英、硼砂生产玻璃餐具时的温度材料的强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为•用长石、透辉石、滑石等矿物原料生产建筑陶瓷墙面

砖强度。主要有抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度

材料的弹性：材料在外力作用下产生变形，取消外力后，•高岭土提纯工艺能够完全恢复原来形状的性质，称为弹性。这种可以完•用膨润土生产活性白土全恢复的变形，称为弹性变形。•用硅线石生产莫来石材料的塑性：材料在外力作用下产生变形，取消外力后，•膨胀蛭石生产工艺变形不能完全恢复，并且不产生裂缝的性质性质，称为塑性。这种不能恢复的变形，称为塑性变形（永久变形 •用硅藻土生产白炭黑临界换位温度：大于此温度，结晶物质表面的若干原子•采用煤粉还原法，用重晶石生产硫化钡或离子有可能跳出原来的位置，与周围其他原子或离子•用重晶石生产碳酸钡产生“换位作用”，即发生固相反应，产生新的化合物。

•用天青石复分解法生产碳酸锶水化反应：物质与水所起的化合作用称为水化。包括水

•炒锅法用天然石膏生产β石膏解

溶解：溶质的分子、原子或离子均匀分散到溶剂中，称掌握下列加工工艺

为溶解。此分散体系称为溶液。此溶液是广义的，可是•造粒法用天然石膏生产α石膏液体，也可是气体和固体。•氢氧化钠高温熔融法提纯石墨工艺结晶：在一定温度下，当可溶性晶体溶解于溶液时，晶

•水基胶体石墨加工工艺体表面的质点进入溶剂，被溶解的质点在溶液中不停地运动，当它们撞到晶体表面时，可能重新被吸引回到晶•强酸浸渍法生产可膨胀石墨

•电解氧化法生产可膨胀石墨体上来，称为结晶。

矿物表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对矿物•硫酸法用萤石生产氢氟酸粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变粉体•硫酸法用钛铁矿生产钛白粉表面的物理化学性质，如表面晶体结构相官能团、表面

•用钛铁矿精矿生产人造金红石能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性等等，以

•稀酸法用磷灰石矿粉生产普通过磷酸钙满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要

物理涂覆：利用高聚物或树脂等对粉体表面进行涂覆而•用硼镁石生产硼酸达到表面改性的方法。•用玄武岩、辉绿岩生产岩棉制品化学包覆：利用表面化学方法，如有机物分子中的官能

•用玄武岩、辉绿岩生产铸石团在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行局部包覆，使颗粒表面有机化而达到表面改性的方法 •拜耳法用铝土矿生产氧化铝机械化学改性：是利用超细粉碎及其它强烈机械力作用•用铝土矿生产硫酸铝有目的地对矿物表面进行激活（在粉碎的同时添加改性

矿物分析第6篇

关键词：罗甸玉；矿物岩石学特征；成因机理

引言：2009年贵州省地质矿产中心实验室在研究岩石鉴定工作时发现产自贵州黔南罗甸的部分样品中存在以透闪石为主要成分的软玉矿，这引起研究人员的高度重视。经过研究发现，该软玉矿物是碳酸盐矿物接触变质的产物，在宏观上，该软玉呈现条带状且与大理岩互层产出。该软玉中透闪石呈现纤维状和片状且结晶粒度细小，其结晶体呈现放射状、束状、毡状交织且结构致密，其围岩主要为大理岩[1]。初步的研究表明，该矿化学成分与产品的玉质特性，与我国新疆和田地区和青海昆仑山脉一带所产软玉相近，属于优质的软玉矿。

1 罗甸玉矿物矿物岩石学特征

1.1 罗甸玉矿物组成。新疆和田、青海格尔木、俄罗斯达克西姆、巴格达林以及韩国春川等地区的中酸性岩型矿床的软玉中矿物透闪石含量在98%以上，还含有磁铁矿、榍石、磷灰石、斜黝帘石等杂质矿物，且不含白云石、方解石等碳酸盐矿物；新疆玛纳斯、青海三岔口、俄罗斯西伯利亚克拉通南部的褶皱带中西萨彦等地区的基性-超基性岩有关的软玉中矿物透闪石含量在90%～95%之间，还含有铬尖晶石、蛇纹石、透辉石、绿泥石等杂质矿物，且含有少量的碳酸盐矿物；贵州地区的罗甸玉中矿物透闪石含量在95%以上，还含有少量的透辉石、方解石、石英、硅灰石等杂质矿物，且不含其他杂质矿物[2]。与其他的软玉相比，罗甸玉矿物中含有透辉石，透辉石是不能使用光学显微镜不能分辨的，其呈现浸染状。

1.2 结构构造特征。新疆软玉的构造以片状、块状构造为主，其结构主要包括毛毡状显微交织变晶结构、显微纤维-隐晶变晶结构、显微叶片变晶结构、显微叶片-隐晶变晶结构、纤维放射状或帚状结构、斑状变晶结构等六种以显微纤维结构为主并向隐晶质结构过度的结构。青海三岔口软玉的构造以块状、条带状构造为主，其结构主要包括显微纤维变晶结构、显微纤维-隐晶质变晶结构、显微叶片状隐晶质变晶结构、纤维放射状结构、显微叶片变晶结构等五种以显微纤维-隐晶质、显微叶片状结构为主的结构。俄罗斯贝加尔湖地区软玉的构造与新疆软玉构造一致，其结构主要包括显微纤维状变晶-隐晶结构、显微鳞片-片状变晶、显微叶片-隐晶变晶结构、斑状变晶结构、碎裂结构等五种以不定向纤维状透闪石显微颗粒杂乱交织为主的结构。韩国春川软玉的构造以碎裂、块状构造为主，其主要包括毛毡状显微变晶结构、显微纤维状变晶结构、显微纤维-隐晶变晶结构、显微纤维-叶片变晶结构、纤维束状放射状结构、显微叶片变晶结构、斑状变晶结构、交代假象结构、次生充填結构等九种毛毡状变晶结构和纤维状变晶结构为主的结构。贵州罗甸软玉的构造以条带状构造为主[3]，其主要包括纤维状-柱状、斑状变晶交织结构、纤维状-毡状变晶交织结构、纤维状-片状变晶交织结构、纤维状变晶交织结构等五种以纤维状变晶结构为主结构。

2 罗甸玉成矿机理

2.1 地质条件。含矿地层紧随辉绿岩露出的层位，一般情绪下，透闪石位于辉绿岩的上覆围岩，其透闪石矿体的厚度呈现不均匀现象。产出矿体的部位包括紧邻辉绿岩体产出和距离辉绿岩体有一定距离两种类型。矿区会发生大理岩化、透闪石化以及高岭石化等三种类型的蚀变，其中大理岩化仅仅存在于辉绿岩下伏围岩，透闪石和高岭石化仅仅存在与辉绿岩上覆围岩。罗甸玉矿床和矿化点都位于辉绿岩上围岩接触变质带，罗甸玉的分布受到气成热液变质带的影响。

2.2 物质来源。在成因上，罗甸玉与辉绿岩和灰岩相同。通常情况，产出罗甸玉的部位是岩浆上覆外接触带的大理岩，该位置的岩体是含有大量镁质成分的基性岩，其围岩是含有一定镁、铁、锰等杂质的不纯薄层燧石灰岩，接触变质后就会有大量的方解石大理岩和石英大理岩形成，但么有镁质大理岩形成。因此，罗甸玉中的钙质来源于围岩、镁质来源于岩浆，也有少量的镁质来源于围岩。

2.3 热液作用。罗甸玉在成矿的过程中，普遍存在热液作用，因此，罗甸玉在野外会呈现不同颜色的条文玉石矿体，或条带状玉石矿体，这就反映出在玉石成矿的过程中存在液态流动的作用。相关资料显示，在岩体上覆的外接触带中会产出罗甸玉矿体，而岩体下伏接触带很少产出罗甸玉矿体，软院矿石不是在岩浆在与围岩初期接触交代过程中形成的，而是在接触交代过程中逐步形成的，由此可知，在形成罗甸玉矿物的过程中，不是岩浆直接作用形成的，但岩浆期后的热液能够促进罗甸玉矿物的形成，这主要是由于镁质成分来源于岩浆且岩浆提供了成矿所需的温度[4]。因此，罗甸玉的成矿与岩浆的侵入活动密切相关。同一矿物在玉脉的相互穿插和显微镜下会呈现多期、多世代的现象，这也表示多期热液作用能够促进罗甸玉矿物的形成。

2.4 成玉作用。罗甸玉的成玉作用是形成纯透闪石岩的阶段，这一阶段是由于原岩结构构造变化和成分被再次交代变质作用形成，在该阶段中，大理岩内的晚期含矿流体会继续交代，从而使得大理岩内部形成罗甸玉矿体。在显微镜下，玉石的特征观察表明，罗甸玉在形成的过程中会产生一定的应力，在该应力变形的作用下，早期形成的较粗的透闪石会发生亚科颗粒化，进而使得微晶从变形颗粒中分化出来，同时结晶细、定向性好的透闪石会彻底的玉化，从而形成玉质良好的罗甸玉。因此，从透闪石岩向罗甸玉玉化过程中应力的作用和热液的交代是形成质量上好罗甸玉的重要前提。

结语：总而言之，罗甸玉中矿物含有95%以上的透闪石和少量的透辉石、方解石、石英、硅灰石、铁锰氧化物等物质。形成罗甸玉是多种地质共同作用的结果，其成矿过程是辉绿岩与碳酸盐围岩接触变质后形成的，其是通过改造大理岩而形成的各种团块状、不规则状的玉石矿体。

参考文献

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试析岩石矿物稀土元素分析方法第7篇

关键词：岩石,矿物,稀土元素,分析方法

碳酸盐是地球表层中比较常见的一种沉积岩, 它主要是由一些自生的碳酸盐矿物, 如方解石、白云石等, 与一些陆地上的碎屑矿物, 如粘土、石英、长石等组成的混合矿物。通常情况下, 碳酸盐岩石中自身生成并沉积的文石以及方解石等矿物岩石, 能够对于岩石形成时的沉积环境进行保存记录, 并且矿物岩石中的稀土元素也多用于进行形成时海水的氧化还原条件研究, 同时, 碳酸盐岩石形成过程中, 岩石矿物中的稀土元素的页岩标准化分配模式会呈现出相对稳定的特性, 是进行岩石形成时沉积环境氧化还原条件研究的理想示踪剂, 其研究应用作用优势非常突出。但是, 在进行碳酸盐岩石中碳酸盐矿物稀土元素的分析时, 由于自生沉积的碳酸盐矿物稀土元素含量比较低, 而陆源粘土中的稀土元素含量相对较高, 因此, 陆源矿物稀土元素的混入, 容易对碳酸盐岩石中矿物稀土元素的含量以及配分研究产生影响。所以, 对于碳酸盐岩石矿物稀土元素的分析研究来讲, 从碳酸盐岩中进行混入陆源粘土以及石英、长石等的去除, 是进行碳酸盐岩矿物稀土元素分析的重点。常用的碳酸盐岩矿物稀土元素分析方法主要有酸溶-ICP-MS以及LA-ICP-MS两种, 本文将以LA-ICP-MS碳酸盐岩矿物稀土元素分析方法为主, 对其具体测定分析过程中分析, 以进行岩石矿物稀土元素分析方法的研究论述。

1 LA-ICP-MS碳酸盐岩矿物稀土元素分析法

1.1 LA-ICP-MS分析方法概述

在进行碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素的分析中, LA-ICP-MS分析法是一种通过激光作用对于碳酸盐岩分析样品的表面进行微区剥蚀, 然后再使用He或者是Ar气体将激光作用剥蚀后获得的碳酸盐岩蒸发物导入到ICP-MS的测试系统中, 从而直接实现对于碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素储量的分析测定。

如下表1和图1所示, 就是利用LA-ICP-MS分析法对于碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素储量的分析测定结果表。该碳酸盐岩中的碳酸盐矿物稀土元素储量分析测定结果, 是在对于玻璃标样的NIST612以及参考碳酸盐岩标样BCR-2, 同时对于两种碳酸盐岩标样样品中碳酸盐矿物稀土元素分析测定后, 所得的结果。根据下表中对于两种碳酸盐岩标样的储量分析测定结果来看, 其分析测定含量值以及页岩标准化模式等分析测试结果是完全相同。因此, 也可以从侧面反映出LA-ICP-MS分析法是进行碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析测定的可行和有效方法。

此外, 在进行LA-ICP-MS分析法进行碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析测定可行性的分析中, 相关分析研究人员还分别使用碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析的两种常用方法, 即LA-ICP-MS分析法和酸溶-ICP-MS分析法对于碳酸盐中纯文石样品的稀土元素含量情况进行分析测定, 根据测定结果对比, 除了LA-ICP-MS分析法进行碳酸盐岩纯文石样品的实际分析测定结果偏高外, 对于碳酸盐岩矿物中稀土元素的页岩标准化模式以及主要特征参数的分析测定结果是基本一致的。

1.2 LA-ICP-MS分析测定的特征优势

应用LA-ICP-MS分析法进行碳酸盐岩矿物稀土元素的分析测定, 与其他碳酸盐岩矿物稀土元素的分析测定使用方法相比, 在具体分析测定的应用过程中, 不仅节省了常规的化学溶样即酸溶-ICP-MS分析法, 进行碳酸盐岩矿物中稀土元素分析测定的繁杂前期样品处理过程, 并且在对于碳酸盐岩样品中稀土元素的分析测定中, 还很大程度上减少了样品污染的可能性, 并且在进行碳酸盐岩矿物稀土元素的分析测定中, 分析测定的精确度以及测定结果的准确度都比较高, 是一种方便并且快速的碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析测定的有效方法, 具有相对突出的分析测定应用优势。但是, 需要注意的是, 应用LA-ICP-MS分析法进行碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素的分析测定, 分析测定结果与酸溶-ICP-MS分析法的分析测定结果相比, 其结果值要相对较高。对于这一情况的原因分析, 可能是由于LA-ICP-MS分析法进行碳酸盐岩中碳酸盐矿物稀土元素分析测定中, 激光剥蚀样品中含有微细粘土的情况造成的, 需要在实际分析测定中进行注意。

2 结束语

总之, 进行岩石矿物稀土元素分析方法的分析论述, 有利于促进岩石矿物稀土元素分析发展, 对于岩层地质的研究发展也十分有利, 具有积极作用和价值意义。

参考文献

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大豆主要矿物质元素含量分析第8篇

1元素含量分析

本文选取我国种植大豆面积较大的九个省的同一种大豆进行了分析, 经过特定的测定手法确定不同省份大豆中钠、镁、钙、钾、铁、锰、铜其中矿物质元素的含量, 首先经过硝酸对大豆样品进行消解, 并使用火焰原子法进行了专业测定。通过主成份分析法, 统计出实验结果, 得到主成份方程, 并确定大豆中所含有的两个主成份, 对主成份理化意义进行了详细分析。通过实验结果可以看出各省份大豆中所含有的矿物质元素同主成份数值基本一致。因此可以使用主成份数值表示各省份大豆中的矿物质元素含量。文章便通过这种方式, 有效分析出大豆中所含有矿物质元素的地域差异性。

在矿物质元素分析中, 使用主成份分析法较为全面, 这是由于该种方式具有多元性, 是目前较为有效的统计方法。实验中大豆样本的变量为大豆中所含有的矿物质元素, 通过使用主成份分析法可以有效压缩该变量, 使得其中数量庞大的变量转化为少量的主成份主成分, 并将主成份数值以图标的方式表示出来, 从而直观的表现出不同地域大豆中所含有矿物质元素的特点, 以此对大豆产地进行划分, 通过分类分析, 将庞大的测量数据进行归类整理, 从而揭示出不同地区的不同环境对于同种大豆中所含有的矿物质元素的影响, 总结出大豆的差异性。

通过火焰原子吸收法, 将来自全国不同的九个省份的大豆样品进行了分析, 以大豆中所含有的其中矿物质元素为主成份, 即钠、钾、钙、镁、铁、铜、锰。对改七类元素进行计算分析可以总结出, 不同省份中大豆所含有矿物质元素的特点。以实验结果作为基础数据, 可以得出不同地区大豆资源的利用方向以及资源价值。但是使用主成分分析法对大豆进行分析的方式, 国内目前的研究才刚刚起步, 仍旧有待进一步发展, 相关文献报道也相对较少。

2实验分析

实验所需大豆样品, 主要来自全国九个不同的省份。将采集样品进行分组, 使用清水冲洗, 保证样品清洁后放入烘干箱进行烘干处理, 直至恒重。去除烘干样品进行粉碎, 并过100目筛, 保存备用。

实验所需仪器为澳大利亚GBC公司生产的GBCAvanta原子吸收/火焰分光光度计, 通过实验分析可以得出大豆中所含有矿物质元素的主要特征如下:

(1) 大豆中Fe、K、Mg、Mn相对于Cu、Ca含量的关系可用第一主成分Y1表示。由于Y1方程中Fe、K、Mg、Mn的所有权系数为正且较大, 对Y1正向影响较大, Cu、Ca的权系数为负, 对Y1负向影响较大。大豆中Fe、K、Mg、Mn含量较大而Cu、Ca较小者Y1较大, 反之较小。Y1值变化较大 (-5<Y1<5) 。Y1值最大的为浙江大豆 (Y1>4) , 这与Fe、Mn含量均为9省大豆之冠、K、Mg含量也较高、而Ca含量又是9省最低相吻合;Y1>2的有山东大豆、河北大豆和内蒙古大豆, 这三省Fe、K、Mg、Mn含量相对较高, 而Cu、Ca含量较低;黑龙江、四川、海南和湖南的Y1<0, 其中以湖南大豆的Y1最小 (Y1<-4) , 与其Fe含量最低、而Ca含量为9省最高和Cu含量较高结果一致。

(2) 大豆中Na含量高低可用第二主成分Y2表示。由于Y2方程中Na的权系数为正且远大于其他, 故Y2对Na含量非常敏感, 山东大豆中Na含量最高, 远高于其他省份大豆, 故其Y2值最大 (Y2=3.942) , 远大于其他Y2值。由于Y2方程中只有Fe的权系数为负, Y2值较小且为负值的省份, 大豆中Fe含量一般较高。

结语

本文对我国九个省份的大豆生产种植基地的同种大豆进行了分析, 通过火焰源自分析法将九个地区的大豆样品进行了处理, 针对样品中的其中矿物质元素展开了研究, 即对钠、钾、钙、铁、镁、铜、锰的元素含量进行了分析, 综合使用主成份分析法对其进行了研究。通过实验结果可以看出, 同种大豆在不同的产地中主要矿物质元素含量也会发生改变, 其中钾、镁、钙的排序以及含量受到产地影响相对较小, 基本不发生改变。从这一点可以看出, 这三种元素为大豆生产的主要矿物质元素, 因此含量相对稳定。而其他四种元素, 即铁、铜、锰、钠的含量随着产地的变化, 其排序以及含量都会发生较大的改变。通过研究可以发现, 浙江省大豆样品中铁、锰含量最高, 但是钙含量却最低。而湖南的大豆样品中铁的含量最低, 但是钙的含量最高。山东的大豆样品中钠的含量最高。而通过主成份分析法可以总结出, 大豆中矿物质元素的含量确实会随着地域环境的变化而得到改变。而对矿物质元素含量最有效的分析方式, 即主成份分析法, 是一种有效的分析方法。

摘要：大豆在素有食物中营养相对全面, 尤其蛋白质含量高出鸡蛋1.5倍, 更是猪肉的2倍。除蛋白质外, 大豆中的矿物质元素含量也十分丰富, 不但含有人体所需的无机盐 (Ca, Mg, K, P) , 还含有丰富的微量元素 (Cu, Fe, Zn, Mn, Na) 。本文主要针对大豆中的矿物质元素进行分析, 分别对我国不同地区的大豆进行了成分分析, 从而进一步了解种植区域不同对大都中矿物质含量的影响。大豆中的钙、磷与蛋白质相结合, 容易被人体消化吸收;铁和碘对人体很重要, 缺铁的人会得贫血病, 缺碘的人会得甲状腺肿大症;微量元素钼可以抑制产生癌症的致癌物质。

关键词：火焰原子吸收,大豆,矿物质元素,主成分分析

参考文献

[1]燕平梅, 王文雅, 芮玉奎.ICP-MS/ICP-AES快速测定东北大豆中有益元素和重金属含量[J].光谱学与光谱分析, 2007 (08) .

金属矿物开采中的地质条件分析第9篇

一、我国金属矿物开采的现状

地质工作是经济发展的先行性、基础性工作，建国以来为我国的经济发展做出了重大贡献。但是在计划经济体制转变为市场经济体制的过程中，地质勘探行业进入低谷。在现代化的今天，我国正处于工业化快速发展的阶段，对各类矿产资源的利用规模也在不断的持续扩大，尤其是有色金属的需求，对矿产资源的需求总量将持续增加，市场对矿物原料旺盛的需求，和我国现有矿产资源供给的不足，使得矿产品供需矛盾将进一步加剧，发现和勘查新的矿产资源是必然的选择。

矿物资源的查找主要就是地质分析，只有合适的地质或者可处理的地质才能适合矿物开采。我国传统的勘查方法只适合于埋藏很浅或直接暴露在地面的金属矿物，但随着人类对金属矿物需求的不断增加和使用，原有的金属矿厂早已经跟不上人们的节奏了，这也就需要对勘查方法要求越来越高以便寻找和开采出更多的金属矿物。在金属矿物的开采前，就需要矿物资源查找，之后进行分析，这期间不仅需要寻找开采方法，还需要借助工程手段，对地质设计，包括施工工作等都需要详细的了解和处理。地质工程就是专门培养能在资源勘查、工程勘查、设计、施工、管理领域从事勘查、评价和管理的工程型人才。我国增设的这些科目也为金属矿物开采中的地质分析做出了一定的贡献，在现代金属矿物开采的实施过程中已经可以对影响矿物开采的基本因素进行处理，同时为矿物探测开采的工程做出了贡献，可以解决各类施工中的地质问题、施工问题等，但同样，在我国金属矿物开采的地质分析中还存在着很多的问题有待解决。

二、金属矿物开采中的问题

矿物的开采都是由浅入深的，随着地质条件的变化，金属矿物在开采的过程中也遇到很多问题。在地质分析当中，主要包括地球化学方法和地球物理方法两大类的勘察分析。经过总结分析，在金属矿物开采的地质分析过程中主要包括以下几点问题：

1)地质灾害问题，地质灾害在分类过程中有着不同的角度与标准，从其成因来说，主要有自然地质灾害和人为地质灾害。包括因为地质环境或地质体变化的速度原因造成的突发性地质灾害与缓变性地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等，以及如水土流失、土地沙漠化等造成的地质灾害。这些因为自然因素或认为因素造成的地质灾害会给金属矿物的开采带来很大的问题，如泥石流这就地质灾害，如果金属矿厂开在其下部，那么矿物的开采根本无法进行，或者可以将造成泥石流的山坡炸掉，但那样就会给自然带来更大的不良影响，甚至造成生态破坏。

2)人员问题，人员问题主要就是可以进行专业地质分析和勘察的人才不够，或在已经拥有的专业人才中，专业知识不足，造成因为人才原因导致的不能完全开采或不能开采。如在某金属矿物的开采中，因为其勘查人员或地质分析人员不能将地质灾害完全分析透彻，那么就很可能会造成在矿物的开采过程中出现地质问题等，造成矿厂倒坍、人员受损及经济生态破坏等。

3)科技力量不足，对于地质分析方面而言，先进的科技力量可以取代很多人员及资金的浪费，甚至弥补技术上的不足。如在铝矿的开采过程中，地质分析可以通过地质描述、实况了解等方面后，将数据输入计算机，通过计算机模拟分析，将可能出现的地质问题提前明确，然后通过计算机处理程序，将可能会出现的问题一一解决，然后再进行相关的工程实施，但我国现阶段的地质分析计算机人才严重不足，导致计算机虽然普及，但并不能在地质分析中全面运用，形成落后。

4)小矿厂的因素，无论是金属矿物还是非金属矿物，对于人类而言都是有限的，大多金属矿物都是属于不可回收类的资源，一旦过度开采或不合理开采就会对可持续发展形成不可估量的损失。我国现阶段还存在着很的小型私人矿厂，这些私人矿厂由于对地质情况不能全面的了解和分析，很容易形成不能合理的将矿物完全开采，以及开采后的环境保护问题，给国家造成了大量的损失和环境破坏。

在金属矿物的开采过程中，地质问题的分析是非常重要的，如何全面合理的开采以及环境等因素都会给矿物的开采形成诸多问题，在地质分析以及矿物开采过程中，我国还存在着很多的问题，这些问题都需要我们及时的解决。

三、解决对策

地质泛指地球的性质和特征。主要是指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史，以及矿产资源的赋存状况和分布规律等，在金属矿物开采的地质分析中，需要对所有的地质问题以及可能发生的各种问题进行分析处理，经过调查总结，对我国现阶段存在的地质分析问题，本文总结出了如下几点解决对策：

1)强化地质学专业人才的培养，地质学是一个基础性的专业。包括地球的物质组成、构造、发育历史等，涉及到了地球的圈层分析、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分等知识。我国现阶段的地质专业人员仍短缺，必须强化对地质学人才的培养，及时的为国家输送大量专业的地质学人才。

2)增加科技力量的投入，地质分析工作作为现代化的今天，必须与时俱进，增加相关的科技投入，研发专业的地质分析程序或器械，以便在地质分析工作过程中可以全面合理的将地质问题简单化、快速化，适应现代化开采的工作。

3)整合小型矿厂，通过国有企业或大型矿物集团，将现有的小型矿物开采机构收编整合，通过统一的管理和实施，将资源最大化的利用，以及相关的环境保护工作，在合理开采之后保护好生态平衡。

4)加强地质勘查评价体系，将地质灾害的危险性评估工作做好，对地质灾害的活动程度进行调查、监测、分析和评估，标出地质的危害强度。同时，做好地质灾害潜在危险性评估，将未来时期将在什么地方可能发生什么类型的地质灾害，其灾害活动的强度、规模以及危害的范围、危害强度的一种分析、预测，及早地将地质灾害潜在危害解决掉。

摘要：金属矿物是指具有明显的金属性的矿物, 大多呈金属或半金属光泽, 并且矿物自身带有一定的金属色 (如铅灰、铁黑、金黄等) , 绝大多数金属矿物都是重金属元素的化合物, 主要是硫化物和部分氧化物, 具有不导电、导热性好等优点, 但在金属矿物的开采过程中同样有着各方面的困难, 其中最关键的就是地质条件的限制, 本文从地质条件出发, 为金属矿物的顺利开采做了一定的分析。

关键词：金属矿物,开采,地质条件,分析

参考文献

[1]姚华军, 颜世强.我国农业地质工作发展战略思考[J].中国国土资源经济, 2007.

金矿床主要矿物标型特征分析第10篇

在当前的统计中, 全国的金矿规模依旧为中小型居多, 在当前的发展情况下, 环保金矿的开掘也日益成为相关企业与相关附属行业的焦点, 因此, 在当前的情况下, 有必要更为清晰的明确金矿床负载金的矿物主要标型特征, 同时应用新型开采技术。因此才能在别国科技日益发展的今天赶超国际先进水平。

在通常情况下, 矿化围岩的含金丰度大于地壳中的同类岩石, 在绝大多数情况下, 金矿体与围岩的同位素基本特征也是相似的。例如, 河南省小秦岭地区的文峪金矿, 矿石硫的同位素为δ34S为1.35‰, 杨砦峪矿区的硫同位素为δ34S为1.55‰, 金洞岔矿石的硫同位素为δ34S为-3.58‰, 两矿区的地层δ34S为3.39‰, 其总体表现是:矿石硫与地层硫的特点及其相似, 从而力证含有金矿的矿层也往往是矿源层的表现形式。

1 岩金矿床在中国的分布

(1) 中国出产的岩金矿床主要以太古宇为主, 其次才是远古宇与古生界, 中生界虽然也有金矿产出, 但是其发育的程度却不一样, 所含金的比率也不一样。在金矿发育的过程中, 每一种含金岩的成分构成、形成的时间与岩石的具体情况都是不一样的。在中国的燕山地区, 马兰峪组混合岩化的作用是比较强的 (岩层含金丰度0.7~0.83×10-6, 高于同类岩石的25~200倍) 。

(2) 地质构造对金矿床的形成是起决定性作用的。大型的地质活动通常情况下能对金矿的空间分布产生再造性的影响。在中国境内, 金矿的形成很明显的受到大的地质格局的影响, 尽管在每个小的地质格局中都有或少量或微量的金矿分布, 但金矿分布的却极其不平衡, 并且分布的类型也有各自的特点。

据相关的数据统计, 太古宇中金矿床数占全国总数85%以上。而金的储量也占全国含金岩总储量的78%。

2 相对比较典型的金矿床的分布地

(1) 拉尔玛金矿床位于甘肃省碌曲县和四川省若尔盖县交界处, 该金矿床为大型金矿, 是属于卡琳型的, 但是经过研究发现, 拉尔玛金矿床矿石的品位相对较低, 金含量w (Au) 一般为 (3~7) ×10-6。

(2) 通常情况下, 石英, 与辉锑矿是盛产金的。次要的盛产金的矿物主要为黄铁矿等其他的硫化物。吉林省夹皮沟金矿, 开采时间已经有150年了, 作为一个老矿山, 负载着沧桑的历史与过往。该矿带长50km, 宽1~3km。通过当前的发现与探究, 夹皮沟金矿作为富含金的矿区, 依旧有深挖掘的必要性。这一矿区主要在华北地台北缘东段区域, 挥发河深大断裂当做界限, 北侧是吉黑槽区, 南侧是辽吉台背区, 夹皮沟金矿就在台区向槽区进行过渡的一个过渡带之中, 其中的构造和岩浆活动非常强烈, 是成矿的重要环境。成矿带主要是呈现NW向进行展布的。

3 毒砂的标型特征研究

在以往的研究工作中, 国外的工作者对金矿中的毒砂表性特征进行过充分的研究。国外研究者曾就湖南地区金矿中毒砂的含金量, 晶胞参数, 显微硬度与微量元素等特征和生成时期进行过较为系统的研究, 并初步认定为:毒砂中的不可见金, 大多数是以纳米及微细粒状存在的。

(1) 从区域上来看, 黔东八克金矿的区位, 位于江南古陆南西部与江南造山带区域性NE向稳江背斜轴部, 八克次级背斜及轴部挤压断裂的破碎带处, 近NE向断裂, NE及NW向节理是区内主要的控矿构造。区内出露地层系浅变质的新元古界下江群清水江组较薄。中厚层变余凝灰岩与凝灰质板岩。

八克金矿为单一型石英脉型金矿。围岩蚀变强烈, 主要有褪色化, 黄铁矿化, 毒砂化和绿泥石化的趋势。矿石中除自然金外, 其他金属矿物有毒砂, 闪锌矿, 方铅矿, 黄铁矿与黄铜矿等金属矿物, 非金属的矿物以石英为主, 有极少量的绿泥石。

(2) 从毒砂的产状与晶体的形态特征上看, 晶体的形态之矿物晶体在温度降低与结晶析出时的形态。它不仅能够反应结晶析出时的温度与压力条件, 对探讨矿床成因也有一定的指示作用, 而且还可以在一定程度上揭示矿床的富矿地段。毒砂是八克金矿床中分布最广的含砷矿物, 在石英脉内和近矿围岩, 远矿围岩都有产出。

矿体中的毒砂, 样品采于矿脉M5内, 毒砂作为团块状的集合体, 通常情况下以自形, 半自形与细粒为常见, 此种毒砂与金密切共生。在近矿围岩中出产的毒砂, 样品采集于矿脉M5外3m处的近矿蚀变围岩中, 岩性为板溪群清水江组二段的浅变质板岩。此处出产的毒砂颗粒较粗, 自形程度相对较高, 通常情况下多以双晶状产出, 粒度一般为2~4mm, 横切面多为长方形, 较近矿围岩毒砂样品粒度较大, 粒径多在3~4mm, 并星星点点的分布于远矿蚀变岩中。

(3) 毒砂的晶体形态随温度的改变呈有规律的变化, 即远离矿体的毒砂晶体形成在温度较低的环境下, 晶体结晶程度高, 粒径较为粗大, 而矿体内形成的毒砂晶体形成温度高于围岩, 结晶程度较差, 粒径也较小。毒砂的结晶程度由差到好的趋势, 粒径也表现为由小到大的趋势。

毒砂的主要成分为Fe、As、S。在成矿的过程中, 由于成矿溶液中还存在其他因素, 特别是与Fe、S的地球化学性质相似的Cu、Ni、Co、Zn等元素, 而当成矿溶液的浓度, 温度, 压力, p H值和Eh值等变化时, 极有可能导致类质同象代替过程的发生。因此, 深入的研究毒砂的化学成分, 也可以揭示成矿的地质条件。

(4) 从八克金矿的毒砂矿体中与近矿围岩中的主要成分构成 (如表1为毒砂的主要成分和特征参数值) 上就不难看出, 毒砂的样品从整体上偏离毒砂的理论成分含量, 并呈现出富硫贫砷的特点。含金毒砂探针下的颗粒较为破碎, 其中裂隙发育, 并出现有后阶段伴生矿物方铅矿的填充, 由此表明了矿体毒砂在形成时就遭受了不同成矿阶段的热液叠加。围岩毒砂在电子探针下, 所表现出的颗粒呈现致密状, 裂隙并不发育, 这是与含金毒砂最为明显的区别。

(5) 从毒砂的微量与稀土元素的特征上看, 八克金矿床中自然金与毒砂密切共生。毒砂的微量和稀土元素特征可以在一定程度上反应成矿流体所具有的微量和稀土元素特征。国内地质学者曾就毒砂这一特征进行过相关的探讨。

(6) 八克金矿毒砂样品从矿体, 近矿围岩与远矿围岩稀土配分曲线均为明显的右倾型, 轻稀土元素富集且有较为明显的分馏, 而重稀土元素的分馏却并不明显。矿物的REE一般受晶体结构的制约, 同时也受成矿介质的REE特征控制, 于其他矿床相比, 八克金矿的毒砂与新疆包古图金矿床就具有明显的相似性, 如果毒砂像黄铁矿一样有明确的指导意义, 那么八克金矿的成矿热液应具有岩浆成因特征。

(7) 从毒砂的热点性进行标型分析, 可以发现, 从事矿物研究的人员能够灵敏的发现矿物成分和晶体结构的某些细微差异, 通过精确的研究得知, 矿物形成的地质条件, 具有毒砂等半导体矿物的热点性标型与其地质应用的多项标志。

研究人员通过对毒砂稀土的微量元素进行分析后得知, 八克金矿成矿的条件为还原环境, 成矿流体具弱还原性, 成矿流体中普遍亏损高场强元素, 富集LREE和亲硫元素, 为富Cl型流体, 成矿流体从早期演化到晚期, 流体的成分也由于外来热液的混入发生了改变, 其中微量元素含量减少, 成矿热液具有多来源性, 主要的来源为大气降水与岩浆水不均匀混合。八克金矿是岩浆热液型的含金石英脉型金矿床。

4 结语

从经济学的角度上讲, 黄金具有稳定市场与货币的作用, 从熔炼的角度上讲, 金的熔炼细致度直接体现着一个国家的熔炼技术, 最后, 黄金与白金同样作为昂贵的饰品, 也一直被公众所重视。黄金的生产, 开采, 运输与再加工, 都要关系到国本与民生。

参考文献

[1]卿敏, 韩先菊.金矿床主要矿物标型特征研究综述[J].黄金地质, 2003 (04) .

[2]义爱文, 员鹏超, 鲁劲松.昭平县唠啦金矿床主要矿物标型特征及其找矿意义[J].西部探矿工程, 2009.

成因矿物学与找矿矿物学发展现状第11篇

关键词：成因矿物学；找矿矿物学；发展现状

前言

随着成因矿物学与找矿矿物学的不断发展和进步，使得描述矿物学得到质的飞跃，形成成因矿物学，是理论的升华、是现象到本质提升，是应用的发展每位以后进行找矿提供依据和参考与借鉴。

1.成因矿物学介绍

在描述矿物学的前提下，逐渐形成和建立成因矿物学，综合分析和概括不同描述成因矿物学的属性，形成实际变化规范，在统一性中逐渐融入差异性，导致在区分矿物属性形成条件和属性变形条件的时候，十分困难，不适合使用在成因矿床和勘察找矿中，因此，上世纪六十年代形成了研究成因矿物的基础方向，主要分析基础实际上就是描述矿物学的实际晶体分类，分析矿物学实际分析规律，体现出矿物学统一性中的差异，确保能够合理恢复成以前的形式，对于应用成因矿物学和勘察找矿具有一定意义，在第二十七届国际我只研讨会上，H·史特伦兹，重新研究和分析了发展矿物分类的过程，研究了形成每一种矿物的成因和实际性质，依据基本构思想，统一研究每一种矿物种族以及相应系列矿物标型，属于比较复杂并且十分艰巨的系统工程，B·H·维尔纳茨基以及他的学生A·E·费尔斯曼提出了现代找矿学中发展成因矿物找矿的基本方向。H·B·彼得洛夫斯卡娅，在第二十七届国际地质学大会中，提出本世纪最大的成就就是形成矿物学，为以后也就矿物学奠定基础，并且分析出矿物学是形成的矿床和岩石的重要依据，未来发展方向就是，从宏观到微观，从定性到定量，从保安、能源、保健到人类历史和人类文化遗产；从地壳到地球内部，从大陆到海洋。

2.现代成因矿物学

2.1现代找矿矿物学分析

在上世纪五十年代我国已经出现现代成因找矿学，七十年代时候的时候形成了成因矿物学研究组织。1980年开展第一次技术研讨会，有机结合宏观成因矿物和微观成因矿物学，以此建立发展成因矿物学的基本特点。在成因矿物学基础上建立了现代找矿矿物学，主要就是在找矿勘查中合理应用成因矿物学，两者的关系类似于物探与地球物理学的关系，矿物标型变化梯度和定量数值，类似于物化探异常数值和变化梯度。发展现代找矿矿物学稍微晚于或者与现代成因矿物学一样，是A·H金兹堡最先提出找矿矿物学理论的。

2.2矿物学在找矿勘探中的应用

2.2.1传统描述矿物学阶段

传统描述矿物学阶段，仅仅只是具有一定借鉴作用，如，大红山火山沉积变质铁矿以及庞家堡的宣龙式铁矿实际上就是利用鉴定实现的，利用垂直分带矿床矿物来研究木梓园隐伏石英脉型钨锡矿床，主要就是利用地表云母线建立的。利用成因矿物学和矿床学来预测和研究漂塘石英脉型钨锡矿床。普通找矿方式，如重砂法原，实际使用的时候不但需要分析重砂，还需要分析轻砂。

2.2.2矿床矿物学阶段

在找矿矿物学中，矿物标型具有十分重要的作用，，需要进行严格分析和研究，保证可以顺利实施，在使用的时候需要密切关注方法的精确性和统计性、综合性和系统性、客观性和理论性、区域性以及地区性。矿床矿物需要严格遵守相关的规律，如自然辩证法，具有一定的分带性、继承性、变化性等。在发展的过程中，矿床矿物也在不断发展，矿物标型也在进步，具有显著的特征，逐渐达到最大化。

2.2.3现代成因矿物学与找矿矿物学阶段

在不断应用地质的基础上建立了成因矿物学和找矿矿物学，基础实际上就是比较扎实的地质工作，不单单是室内科学，也不是简单的经验科学、实验科学、统计科学，所以，需要具备一定预期作用，需要充分利用以下思想：结合室内室外、结合宏观微观、结合实际和理论、结合现代和传统、结合自然观察和成矿成岩。

3.现代找矿矿物学的工作方法

3.1野外工作方法

现代找矿矿物学野外主要工作形式实际上是矿物学填图，主要有以下几种，矿物种填图、矿物组合填图、矿物标型特征填图、综合填图、矿石类型填图。重砂填图不但可以填图河流水系，还能够填图浮土，最直观的填图方式就是找矿形态学，还需要有机结合轻砂特征填图方式，研究过程的范围不限制观测点，并适当把观测面的坑道线、岩心柱、面线发展为带、体、面，以便于可以达到和了解立体平面和三维空间的目的，为以后进行找矿提供宏观参考。

3.2室内工作方法

现代找矿矿物学室内主要工作形式实际上，在研究矿物学的前提下，形成具备标型变化的相应数值，可以有效、经济、简单、快速的进行筛选，进行矿物填图，形成预测矿物、成矿规律、开采勘查的相应资料，也就是微观资料。如，形态方面需要密切关注单形和菱形、双晶和单晶，地形和自然、微型、地貌等，适当研究和分析骸晶。现代找矿中注意热导电、热发光、压电等实际变化，是区分非矿化和矿化、未腐蚀和腐蚀、判断剥蚀深度和矿化深度、划分矿化阶段以及确定远景的标志，因此，可以使用多种方式进行室内勘测，例如，电镜、干涉仪、红外、测角等，保证可以在实际工作的时候，可以充分发挥作用。

4.成因矿物学与找矿矿物学的区别

现代找矿矿物学的基本理论基础实际上就是现代成因矿物学，如果不能完善矿床成因，在找矿的时候，很有可能变得十分盲目，以此在解决矿床成因的时候，成因矿物学实际上是不可或缺的方式。需要依据有效简单、便捷、的可靠标志进行找矿工作，不需要使用成因矿物学，特别是在研究和分析矿物标性的时候，不能从根本上解决问题，此外，找矿矿物学的发展，为实际生产中修正、检测、成因矿物提供基础，具有很大联系。

结语：

总而言之，在发展成因矿物学与找矿矿物学的时候，现阶段，已经处于新阶段，不断降低地表矿、露头矿的数量，需要不断分析深部矿、浅层矿，使得不断提高找矿难度，所以，需要进行充分研究，以此，需要适当使用现代成因矿物学与找矿矿物学，积极开展相应的课程，建立一定的实验室，保证可以缩短与发达国家的差距。

参考文献：

[1] 张素荣，张琳，张大可等.成因矿物学研究在重砂测量找矿中的意义[J].地质通报，2014（12）：1956-1960.

[2] 严育通，李胜荣.胶东流口金矿黄铁矿成因矿物学及稳定同位素研究[J].矿物岩石，2011，31（4）：58-66.

[3] 李胜荣.成因矿物学在中国的传播与发展[C].//第三届资源环境与生命过程成因矿物学讨论会论文集.2012：46-54.

作者简介：雷庆（1989.9-），男，汉族，宁夏银川人，在读研究生，

钢铁厂冶炼渣分类及矿物组成分析第12篇

高炉矿渣和转炉钢渣分别是高炉炼铁和转炉炼钢产生的冶炼渣, 是钢铁厂排放量最多的工业废渣, 在水泥工业中被广泛用作水泥原料和混合材。除此以外, 钢铁厂冶炼工序还有铁水脱硫、电弧炉炼钢和二次精炼, 也会产生铁水脱硫渣、电弧炉钢渣和精炼渣。由于冶炼工艺、加入的造渣剂及处理工艺种类繁多等原因, 导致各种冶炼渣化学成分、矿物组成等性质差异较大。本文按钢铁冶炼工艺分类介绍了冶炼渣的产生、化学成分及矿物组成, 希望对使用冶炼渣作为水泥原料及混合材的企业有所帮助。

2 钢铁厂炼钢工艺和冶炼渣的产生

我国钢铁工业经过几十年的快速发展, 截止到2012年, 粗钢产量已达7.165亿t, 在全球钢材产量中占46.3%。其中, 90%是通过转炉生产的。目前我国转炉和电弧炉炼钢基本生产工艺流程如下:

转炉炼钢流程:烧结→高炉炼铁→铁水脱硫预处理→转炉复合吹炼→二次精炼→全连铸

电弧炉炼钢流程:电弧炉 (废钢+兑铁水) 冶炼→二次精炼→全连铸

从炼钢流程来看, 产生冶炼渣的工序有:高炉炼铁、铁水脱硫预处理、转炉复合吹炼、电弧炉炼钢和二次精炼, 共产生5种冶炼渣, 分别是:高炉渣、铁水脱硫渣、转炉钢渣、电弧炉钢渣和精炼渣。

3 高炉渣

高炉渣是高炉冶炼铁水时铁矿中的脉石、燃料灰分和加入的造渣剂等结合而成的以硅酸钙 (镁) 和铝硅酸钙 (镁) 为主的熔融体。每炼出1t生铁产生高炉渣300~400kg。目前国内常见的熔融高炉渣冷却处理方法有急冷 (也叫水淬) 和慢冷两种, 产生的渣分别称为水渣 (建材行业习惯称为粒化高炉矿渣) 和重矿渣, 后者只在事故处理时或渣中Ti O2含量太高时使用。常见高炉渣的化学成分见表1[1]。

水渣即粒化高炉矿渣主要由玻璃体组成, 某钢厂水渣XRD衍射图谱见图1。确定水渣中玻璃体含量的方法可按照《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》附录C (GB/T18046-2008) 进行。我国大多数钢厂产生的水渣玻璃体含量在80%以上, 磨细后具有较好的潜在水硬性。重矿渣矿物组成主要为硅酸二钙、钙铝黄长石、硅酸一钙、钙长石等[2]。结晶态的重矿渣由于除C2S具有胶凝性外, 其他几乎无胶凝性, 因此慢冷而成的重矿渣, 基本不具有活性。

4 铁水脱硫渣

钢铁厂采用炉外铁水脱硫, 可以减轻转炉冶炼和炉外精炼的脱硫负担, 为全连铸提供低硫钢水。2006年我国重点大中型钢铁企业铁水预处理比已达56.7%, 宝钢、武钢、鞍钢等大型钢铁公司已基本实现100%铁水预处理[3]。国内主要采用KR法石灰脱硫和喷吹法脱硫 (包括Ca O、Ca C2喷吹, 纯Mg喷吹和Mg+Ca O喷吹) [3]。

铁水在脱硫前一般需要将铁水上层覆盖的高炉渣扒去, 俗称为前扒渣, 这种渣化学成分与高炉渣相同[4];铁水包内加入脱硫剂完成脱硫后, 再将铁水上层形成的脱硫渣扒去, 业内称之为脱硫后扒渣或脱硫扒渣[5]。本文中的铁水脱硫渣指的是脱硫后扒渣。另外, 我国也有把烟气脱硫中产生的灰称之为脱硫渣, 如电厂烟气脱硫渣、烧结烟气脱硫渣等, 确切地说, 这类废渣应称之为脱硫灰。铁水脱硫渣中含有为数不少的金属铁, 其他矿物因脱硫剂的种类其化学成分和矿物组成各异, 每吨铁水产生脱硫渣约13.7kg[6]。表2、图2和图3是某钢厂采用Ca C2和Mg喷吹产生的两种脱硫渣化学成分和XRD图谱 (分析中未包括金属铁) , 主要矿物组成为C、f-Ca O、Fe3O4、Ca (OH) 2和Mg O等。也有研究者研究得出铁水脱硫渣中含有的主要物相为硅酸二钙、铁酸镁、金属铁、硅酸三钙和磁铁矿, 半定量分析结果表明尾渣中含有大量的硅酸二钙和硅酸三钙, 两者的总含量高达82.00%, 铁酸镁、金属铁和磁铁矿的含量较少, 仅占18.00%[7]。据此可推断铁水脱硫渣应具有水硬胶凝性。

5 转炉钢渣

转炉钢渣是采用转炉炼钢时钢水中的硅等杂质与石灰、镁砂等造渣剂以及因炉衬侵蚀形成的以硅酸盐、铁酸盐矿物为主的渣。每冶炼1t钢水产生约140kg转炉钢渣, 因此转炉钢渣成为钢铁工业除高炉渣之外产生量最大的冶炼渣。另外我国为延长转炉炉龄普遍采用溅渣护炉技术, 熔融态的转炉钢渣粘度较电弧炉钢渣大, 其中的Mg O含量高于电弧炉钢渣, 一般为8%~12%。另外, 造渣时一般加入过量石灰, 致使转炉钢渣中的f-Ca O含量偏高, 一般为1%~15%, 导致转炉钢渣的体积安定性不良, 不利于后续的综合利用。某钢厂两个批次转炉钢渣化学成分见表3。转炉钢渣中主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、RO相、铁酸二钙、橄榄石、游离石灰等, 具有水硬胶凝性, 可以缓慢水化硬化。长期以来被水泥厂用作水泥混合材, 近年来随着混凝土掺合料产业的兴起, 也有将转炉钢渣磨细用作混凝土掺合料。

6 电弧炉钢渣

电弧炉炼钢冶炼工艺缩短, 能耗显著低于高炉炼铁→转炉炼钢 (二者单位能耗分别约270kg/t和600kg/t) [8]。西方发达国家废钢产生量大, 因此电弧炉炼钢比例远高于我国, 欧盟最近几年来的电弧炉炼钢比例已接近60%, 美国达到40%, 而我国仅10%。我国目前普遍采用的是大功率电弧炉单渣法炼钢。某钢厂电弧炉钢渣的化学成分和矿物组成见表4和图4。对比转炉钢渣和电弧炉钢渣化学成分矿物组成, 可见电弧炉钢渣中全铁含量 (Fe2O3和Fe O中的铁) 比转炉钢渣高约5%, Mg O含量稍低, 主要矿物组成与转炉钢渣相同, 为C3S、C2S、RO相等。但f-Ca O含量较低。

7 精炼渣

为了满足市场对洁净钢生产的需求, 国内钢厂普遍重视二次精炼工艺, 截止到“十一五”末, 我国钢铁工业精炼比已达到70%。炉外精炼工艺方法种类繁多, 基本上分为真空和非真空精炼两大类, 主要包括LF (钢包炉) 精炼工艺、钢包吹氩精炼工艺 (LT) 、CAS或IR-UT浸渍罩吹氩精炼工艺、VD真空精炼工艺、RH真空精炼工艺、VOD真空吹氧精炼工艺、AOD氩氧精炼工艺、ASEA-SKF真空电弧加热+电磁搅拌工艺等, 其中前5种精炼工艺应用得最普遍[9]。

目前, 有关精炼渣的概念较为混乱。很多钢厂将钢厂精炼时加入的渣料称为精炼渣或精炼合成渣, 也有将钢水精炼后排出的废渣称为精炼渣、精炼废渣或铸余渣。本文中的精炼渣指的是后者。每精炼1t钢水, 约产生精炼渣20~50kg[10]。精炼渣的化学成分和矿物组成因采用的精炼工艺不同有所差异。表5和图5、图6、图7是某钢厂几种精炼渣的化学成分和XRD图谱。分析得知, 精炼渣由于种类不同矿物组成有所差异, 主要矿物有硅酸盐和铝酸盐, 如C3S、C2S、C12A7等。国内对LF路精炼渣的研究表明[11], LF炉精炼废渣成分属铝酸钙渣系范畴, LF炉精炼过程加入的造渣料相互作用生成多种钙铝酸盐和硅钙系复杂物相。相比转炉渣而言, 精炼渣中Fe2O3含量低, Al2O3含量较高, 冷却过程中由于发生β-C2S向γ-C2S的晶型转变体积变大导致精炼渣几乎完全粉化。从矿物组成来判断, 精炼渣具有水硬胶凝性。

8 结语

(1) 钢铁冶炼工艺会产生高炉渣、铁水预处理渣、转炉钢渣或电弧炉钢渣、精炼渣等冶炼渣, 产率按吨钢或吨铁计分别为:0.3~0.4、0.01、0.14和0.02~0.05。

(2) 急冷而成的高炉水渣呈玻璃体, 具有较好的潜在水硬性。而慢冷得到的重矿渣, 基本不具有活性。

(3) 铁水脱硫渣、转炉钢渣、电弧炉钢渣和精炼渣中含有硅酸三钙、硅酸二钙等矿物, 具有一定的水硬胶凝性。转炉钢渣中游离氧化钙含量较高, 会影响后续的综合利用。

摘要：现代炼钢工艺流程中有高炉炼铁、铁水脱硫预处理、转炉复合吹炼、电弧炉冶炼和二次精炼等冶炼工序, 分别产生高炉渣、铁水脱硫渣、转炉钢渣、电弧炉钢渣和精炼渣等冶炼渣。本文介绍了各类冶炼渣的产生、化学成分及矿物组成。

关键词：高炉渣,铁水脱硫渣,转炉钢渣,电弧炉钢渣,精炼渣

参考文献

[1]汪慧群.固体废物处理即资源化[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[2]沈威.水泥工艺学[M].武汉:武汉理工大学出版社, 1991.

[3]殷瑞钰.我国炼钢-连铸技术发展和2010年展望.炼钢, 2008, Vol.24, No.6, 1-12.

[4]穆艳春.济钢KR铁水预处理工艺及其应用.山东冶金, 2008, Vol.30, 专刊, 11-13.

[5]马传凯, 李镇等.鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述.中国冶金, 2005, Vol.15, No.11, 11-14.