礦物測試技術在菱鐵礦選礦中的應用

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1、礦物測試技術在菱鐵礦研究中的應用瞿軍1,2(1.武漢理工大學資源與環(huán)境工程學院；2.礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點實驗室)摘要通過收集國外關于菱鐵礦的論文，介紹了X射線衍射分析、差熱分析、熱重分析、掃描電鏡、能譜儀、差示掃描量熱分析、紅外光譜分析在研究菱鐵礦中的應用。關鍵詞菱鐵礦測試技術應用TheApplicationofMineralTestingTechnologyinTheStudyofSideriteQuJun1,2（1.SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityo

2、fTechnolog；2.HubeiKeyLaboratoryofMineralResourcesProcessingandEnvironment)AbstractIntroducestheapplicationofXRD,DTA,TG,SEM,EDS,DSC,infraredspectruminthestudyofsideritebycollectingtheforeignarticlesaboutsiderite.Keywordssiderite，testingtechnology，application菱鐵礦屬于含鐵碳酸鹽，其分子式為FeCO

3、3，理論上鐵品位僅為48.28%，屬于低品位難選鐵礦石。一般選礦方法（例如重選、強磁選、浮選）處理菱鐵礦效果均不理想，目前國內(nèi)外處理菱鐵礦最有效的方式為磁化焙燒-弱磁選技術，焙燒過程使菱鐵礦分解并轉變?yōu)榇盆F礦，原礦鐵含量不僅可以大幅度的提高，而且采用弱磁選可有效的回收有用鐵礦物[1]。使用礦物測試技術可以研究菱鐵礦磁化焙燒過程中礦物相的具體變化，對于指導菱鐵礦的選礦回收具有重要的意義。1菱鐵礦相關的測試技術國外文獻中表征菱鐵礦礦物相的具體變化使用的測試手段有：差熱分析（DTA）、熱重分析(TG)、X射線衍射分析(XRD)、紅外光譜分析、差示掃描量熱

4、分析(DSC)。其中差熱分析和熱重分析應用的最為廣泛。1.1X射線衍射分析（XRD）1）原理X射線衍射分析是利用晶體形成的X射線衍射，對物質(zhì)進行內(nèi)部原子在空間分布狀況的結構分析方法。將具有一定波長的X射線照射到結晶性物質(zhì)上時，X射線因在結晶內(nèi)遇到規(guī)則排列的原子或離子而發(fā)生散射，散射的X射線在某些方向上相位得到加強，從而顯示與結晶結構相對應的特有的衍射現(xiàn)象。衍射X射線滿足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射線的波長；θ是衍射角；d是結晶面間隔；n是整數(shù)。波長λ可用已知的X射線衍射角測定，進而求得面間隔，即結晶內(nèi)原子或離子

5、的規(guī)則排列狀態(tài)。將求出的衍射X射線強度和面間隔與已知的表對照，即可確定試樣結晶的物質(zhì)結構，此即定性分析。從衍射X射線強度的比較，可進行定量分析。2）應用X射線衍射分析可以確定菱鐵礦原礦和處理后的礦樣中礦物的具體種類，通過對比前后礦物種類的具體組成，說明礦物物相的變化。XRD衍射分析中衍射強度可以表征礦物的含量，可以說明礦物物相的變化趨勢等。1.2差熱分析（DTA）1）原理差熱分析是一種重要的熱分析方法，是指在程序控溫下，測量物質(zhì)和參比物的溫度差與溫度或者時間的關系的一種測試技術。物質(zhì)在受熱或冷卻過程中，當達到某一溫度時，往往會發(fā)生熔化、凝固、晶型轉

6、變、分解、化合、吸附、脫附等物理或化學變化，并伴隨有焓的改變，因而產(chǎn)生熱效應，其表現(xiàn)為樣品與參比物之間有溫度差。記錄兩者溫度差與溫度或者時間之間的關系曲線就是差熱曲線（DTA曲線）。2）應用差熱分析可以根據(jù)礦樣磁轉變過程中的熱量變化說明菱鐵礦開始發(fā)生分解反應具體溫度帶，這一溫帶也應是選礦工作者必須關注的溫度帶。差熱分析能夠直觀的提供礦樣發(fā)生的是吸熱反應還是放熱反應，因此對應的可以確定出具體溫度帶礦樣發(fā)生的是分解反應還是氧化反應，據(jù)此推斷菱鐵礦磁轉變的機理。1.3熱重分析（TG）1）原理熱重分析，是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質(zhì)量與溫度變化關系的

7、一種熱分析技術，用來研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。熱重分析所用的儀器是熱天平，它的基本原理是，樣品重量變化所引起的天平位移量轉化成電磁量，這個微小的電量經(jīng)過放大器放大后，送入記錄儀記錄；而電量的大小正比于樣品的重量變化量。當被測物質(zhì)在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結晶水時，被測的物質(zhì)質(zhì)量就會發(fā)生變化。2）應用熱重分析通常與差熱分析結合說明菱鐵礦磁轉變過程中分解反應開始的具體溫度，并確定分解反應發(fā)生的具體溫度帶。1.3紅外光譜分析1）原理將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分

8、子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，據(jù)此可以對分子進行結構分析和鑒定。紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動