《冶金工艺矿物学》
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工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展,地球上的矿石资源越来越少,易选铁矿石日益减少,难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系,矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此,选矿试验前,必须进行详细的工艺矿物学研究,查清各种元素的状态,才能对症下药,选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说,它的任务及其应用范围是比较广泛的,可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有:矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布;有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态,在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究,一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多,目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
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级等方面具有重要意义。
采用的方法,有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定,化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析;用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析;用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系;用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律;用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质;用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定;用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展,地球上的矿石资源越来越少,易选铁矿石日益减少,难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系,矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此,选矿试验前,必须进行详细的工艺矿物学研究,查清各种元素的状态,才能对症下药,选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说,它的任务及其应用范围是比较广泛的,可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有:矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布;有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态,在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究,一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多,目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种,其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
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级等方面具有重要意义。
采用的方法,有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定,化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析;用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析;用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系;用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律;用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质;用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定;用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
Gongyikuangwuxue 工艺矿物学(proeess mineralogy)矿物学的一个分支。
它是一门以研究矿物处理和矿物原料加工过程为主要内容的学科。
在选矿方面,工艺矿物学主要研究矿石的物质成分,矿石的矿物组成,矿石的结构和构造及其物理、化学性质和矿物在选矿过程的行为,为途释选矿机理、制定选矿工艺方案和实现选矿过程优化提供矿物学依据。
发展简史1830年光学显微镜问世,人们即借此进行岩矿鉴定,为早期的选矿工艺提供了某些矿石性质的资料。
20世纪初,结合选矿研究低品位铁、锰矿石的矿物组成、粒度特性和选矿产品的显微镜分析,为选矿提供半定量和定量数据。
1939年,美国高登(A.M. Gaudin)所著《选矿原理》,总结了岩矿鉴定在选矿学科中的应用与实践。
1940年,高登及日本桃崎顺二郎等应用原子结构理论和晶体化学原理,研究矿物晶格与浮游度的关系,研究晶体结构和矿物表面性质与矿物表面润湿性的关系,为解释浮选机理提供论据。
中国于1919年开始应用光学显微镜方法为选矿厂提供定性的岩矿鉴定资料。
1960年由一般的岩矿鉴定过渡到对矿石物质组成的研究。
70年代以后,随着现代科学技术的迅猛发展,近代物理、化学的晶体场理论、配位场理论、分子轨道理论、能带理论以及各种谱学手段、微束测试技术、电子计算机计算技术等引人了矿石物质组成研究领域,使对矿石的化学成分、矿物组成、矿物嵌布粒度、矿物理化性质及矿物解离等的测试得到新的发展,从而能够为矿产资源的综合利用和选冶工艺提供深入系统的矿物学资料,并发展成为一门独立的工艺矿物学学科。
1979年,中国金属学会选矿学术委员会成立工艺矿物学学组,并于1980年举行首届全国工艺矿物学学术会议,1981年首次出版《工艺矿物学论文集》。
也是在1979年美国成立了隶属采矿、冶金和石油工程师协会(TMS一AIME)的工艺矿物学委员会,举行了首届工艺矿物学学术研讨会,并于1981年出版《工艺矿物学论文集》。
工艺矿物学特征研究
工艺矿物学特征研究是对矿物在加工过程中的性质和行为进行分析的学科。
它涉及对矿物的物理、化学和矿物学特性的研究,以及这些特性对选矿、冶炼和材料加工等工艺的影响。
通过工艺矿物学研究,可以了解矿物的粒度、形状、硬度、比重、颜色、磁性等物理特征,以及矿物的化学成分、化学键合、晶体结构等化学特征。
这些信息对于设计合理的选矿流程、选择合适的选矿方法和设备具有重要意义。
例如,在选矿过程中,了解矿物的粒度分布和 liberation 特征可以帮助确定最佳的破碎和分选条件,以提高选矿效率和回收率。
同时,研究矿物的表面性质和润湿性可以指导浮选药剂的选择和使用,以实现有效的浮选分离。
此外,工艺矿物学还关注矿物在冶炼过程中的行为,例如熔点、沸点、反应性等。
这些特征对于选择合适的冶炼方法和控制工艺参数至关重要。
通过对矿物在高温下的相变和化学反应的研究,可以优化冶炼过程,提高金属回收率和产品质量。
工艺矿物学特征研究还可以应用于材料加工领域。
例如,研究矿物的显微结构和晶粒尺寸对于制备高性能材料具有重要意义。
了解矿物的结晶习性和缺陷分布可以指导材料的加工和热处理,以获得所需的性能。
总的来说,工艺矿物学特征研究为矿物加工和材料制备提供了重要的理论基础和实践指导。
它有助于深入了解矿物的性质和行为,优化工艺流程,提高资源利用效率和产品质量。
这样的研究对于矿产资源的合理开发和利用具有重要的意义。
如果你对工艺矿物学的某个具体方面或应用有更具体的问题,我将很愿意为你提供更详细的信息和解释。
《钢铁冶金岩相矿相学》课程标准一、课程概述1、课程性质与作用《钢铁冶金岩相矿相学》是冶金技术专业的一门必修的专业基础课,本课程构建于《烧结生产与操作》、《球团生产与操作》等课程基础上,后续课程为《炼铁生产与操作》。
本课程主要面向原料分析车间,以显微镜鉴定技术为学习对象,主要培养学生应用显微镜鉴定冶金矿石及冶金产品的专业能力,并能够鉴定不同原料配比、不同生产工艺参数条件下形成的烧结矿球团矿矿物组成和结构,同时注重培养学生分析解决实际问题的方法能力和团结协作的社会能力。
2、课程的基本理念以产学互动、实境育人为人才培养模式,以工作过程为导向,项目驱动为课程实施结构,以学生为主体,以促进学生综合职业能力发展为目标,校企全程共建。
(1)面向全体学生,注重素质教育、能力培养本课程面向冶金技术专业全体学生,注重专业基础素质教育,激发他们的学习兴趣,提高他们的逻辑思维能力,增强他们的理论联系实际的能力,培养他们的创新精神。
(2)加强校企合作,进行课程开发本课程在项目设定、教学过程、课程评价和教学资源开发等方面都有企业专家参与,保证本课程建设切合实际,符合生产现场的实际需要,充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
(3)注重过程评价,促进学生发展构建能激励学生学习兴趣和自主学习能力的评价体系。
该评价体系包括形成性评价和终结性评价。
在教学过程中以形成性评价为主,注重培养和激发学生的学习积极性、自主学习能力和自信心;终结性评价应注重检验学生对知识掌握和应用的能力。
评价要有利于促进学生的知识应用能力和健康人格的发展;促进教师不断提高教育教学水平;促进本门课程的不断完善与发展。
(4)开发课程资源,拓展学习渠道本门课程力求合理利用和积极开发课程资源,结合学校现有教学设备等给学生提供更贴近现场实际,能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。
3、课程设计思路和依据(1)课程设计思路传统的《钢铁冶金岩相矿相学》缺乏实验设备,偏重理论知识的培养,未按工作过程或任务设置课程内容,课内实践项目少,上课全部由教师讲解,学生就业上岗后感觉所学内容与实际工作联系不紧密。
工艺矿物学的作用
工艺矿物学是研究矿物在开采、选矿和冶炼过程中的性质与行为的学科。
在矿产资源开发和利用中,工艺矿物学起着至关重要的作用。
首先,工艺矿物学可以帮助矿业企业确定选矿工艺流程,从而提高矿石的品位和产率,降低生产成本。
通过对矿物物理、化学和表面化学性质的研究,工艺矿物学可以为选矿工艺的优化提供科学依据。
其次,工艺矿物学还能够研究冶金过程中的反应机理和动力学特征,指导冶金工艺的改进和优化。
比如,在翻转炉转炉冶炼过程中,工艺矿物学可以研究矿物的还原性和还原反应速率,为冶炼过程的控制和提高炉渣脱硫效率提供依据。
最后,工艺矿物学还可以为矿物资源的综合利用提供技术支持。
通过对矿物中次生元素的提取、分离和回收,工艺矿物学可以为矿物资源的综合利用提供技术支持,开发出新的矿产资源利用途径,提高矿物资源的综合利用率。
综上所述,工艺矿物学在矿产资源开发和利用过程中具有重要的作用,为矿业企业提供了技术支撑和科学依据,是矿产资源开发和利用中不可或缺的学科。
- 1 -。
冶金工艺矿物学显微镜分类
根据冶金工艺矿物学的要求,显微镜可以分为以下几类:
1. 光学显微镜(光学放大镜):用于观察和研究常规的金属和矿物样品。
它通过透射或反射光线来放大样品的细节。
2. 偏光显微镜:适用于对具有双折射性质的岩矿样品进行观察,能够显示材料的光学性质以及晶体的结构特征。
3. 电子显微镜:包括扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。
SEM用于观察样品的表面形貌和微观结构,TEM则用于观察样品的内部结构及原子排列。
4. 压电显微镜:利用压电效应产生电荷来实现对样品表面的原子或分子尺度的显微观察。
以上是一些常见的显微镜分类,不同的分类适用于不同的研究对象和观察需求。
《工艺矿物学》重点一、名词解释1.工艺矿物学: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。
2.自然光:在垂直光波传播方向的平面内作任意方向的振动,各个振动方向的振幅相等。
3.偏光:只在垂直光传播方向的某一固定方向上振动的光波,称平面偏振光,简称偏振光或偏光。
4.偏光化作用:使自然光转变为偏光的作用称为偏光化作用5.均质体:等轴晶系矿物和非晶质物质在各方向的光学性质相同,称为光性均质体,简称均质体。
6.非均质体:中级晶族和低级晶族的矿物其光学性质随方向而发生变化,称为光性非均质体,简称非均质体,绝大多数矿物属于非均质体。
7.光率体:光波在晶体中传播时,折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形。
8.双折射:光波射入非均质体,除特殊方向外,都要发生双折射,分解形成振动方向不同、传播速度不同、折射率值不等的2个偏光9.光轴:光波沿非均质体的特殊方向入射时(如沿中级晶族晶体的Z轴方向),不发生双折射,不改变入射光波的振动特点和振动方向,这个特殊方向称为光轴。
10.矿物的颜色:矿物的颜色是由光波透过矿片时经矿物的选择性吸收后产生的11.多色性:矿物的颜色随光波振动方向的不同而发生改变的现象。
12. 吸收性:矿物的颜色深浅发生变化的现象13.矿物的边缘:在薄片中2种折射率不同的物质接触处,光线透过时可看到比较黑暗的边缘,称为矿物的边缘14. 贝克线:在矿物的边缘附近可看到一条比较明亮的细线,升降镜筒时亮线移动,该亮线称为贝克线或光带。
15.糙面:在单偏光镜下观察矿物的表面时,某些矿物表面比较光滑,某些矿物表面较为粗糙,呈现麻点状,好像粗糙皮革,这种现象称为糙面。
16.突起:在薄片中,不同矿物表面好像高低不同,某些矿物表面显得高一些,某些矿物则显得低平一些,这种现象称为突起17.消光现象:矿片在正交偏光镜间变黑暗的现象,称为消光现象18. 消光位:非均质体在正交偏光镜间处于消光时的位置称为消光位19.干涉色谱表:根据光程差公式R=d(Ng-Np),把公式中光程差与切片厚度、双折射率三者之间的关系,用图表方式表示出来,这种图表称为色谱表20. 补色法则(消色法则):在正交偏光镜间放置2个非均质体任意方向的切片,在45度位置时,光通过两切片后总的光程差的增减法则,称为补色法则,又称消色法则。
工艺矿物学复习1.1何谓工艺矿物学?它的基本任务是什么?答:工艺矿物学,即是以工业固体原料与其产物的矿物学特征和加工时组成矿物性状为研究目标的边缘性学科。
①研究工业固体原料与其产物的矿物组成及其分布;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。
1.3简要勒出工艺矿物学的10项研究内容,并指出其中哪几项属于学科的基础知识、基本理论与基本技能。
答:①原料与产物中的矿物组成;②原料与产物中的矿物粒度分析;③原料与产物中的元素赋存状态;④矿物在工艺加工进程中的性状;⑤矿物工艺性质改变的可能性和机理;⑥判明尾矿和废渣综合利用的可能性;⑦矿物的工艺性质与元素组成和结构的关系;⑧查明矿石的工艺类型空间分布规律,编制矿物工艺图——工艺地质填图;⑨研究工业固体原料加工前的表生变化;⑩分析矿物工艺性质的生成条件;其中矿物组成、粒度分析、元素赋存状态和矿物加工时的性状等内容,在学科中具有基础知识、基本理论和基本技能的性质1.4取样和误差控制应当遵循的基本原则是什么?对样品要求:要有充分的代表性。
样品的基本特征为:①代表该矿床主金属(或伴生有益组分)各品级储量;②代表该矿床各类型矿石的平均品位,其中包括高、中低3种品位;③代表矿石的矿物组成及其化学成分;④代表围岩、夹层、脉石的种类、性质及含量;⑤代表有用矿物粒度特征及矿石结构、构造特征。
取样方式:两种—①从分选产品及试验用样中抽取;②在工艺加工取样点上采取地质标本样。
试样观测方法:是在显微镜下对矿石中的主要有用有害组分的含量、存在状态、矿物粒度、嵌镶关系以及矿石在破碎过程中的连生、解离状况迅速做出可靠结论。
观测一定数量的矿物颗粒,观测点数:经验的作法是取1000~1500个观测点;另一种办法是根据数理统计原理求取一个合理的试样观测值。
3.1反光显微镜与普通偏光显微镜又什么区别?答:反光显微镜与偏光显微镜相比,增加了光源和垂直照明器。
1 工艺矿物学概述一、几个有关概念1、矿物2、矿物学3、矿石4、矿石学5、工艺矿物学二、矿物的某些性质在选矿中的应用1、利用矿物的不同比重来分选矿物—重力分选。
2、利用矿物磁性来分离矿物—磁选和电磁选。
3、利用矿物不同介电常数分离矿物—介电分离。
4、利用矿物表面性质分离矿物—浮选法。
5、利用矿物导电率不同分离矿物—电导分离仪。
6、利用矿物发光性来分离矿物—萤光分离法。
7利用矿物可溶性来选冶矿物—酸溶法或碱溶法。
三、选矿矿物工艺学所研究的基本内容1、研究矿石的结构、构造2、研究矿石中矿物种类3、测定矿物百分含量4、测定矿物的粒度及粒度分布状况5、目的元素的赋存状态有害组份有益组份一、几个有关概念1、矿物由地质作用所形成的天然单质和化合物具有相对固定的化学组成固态者还具有确定的内部结构它们在一定的物理化学条件下能隐定存在也具有确定的物理性质和化学性质。
它是岩石和矿石组成的基本单元。
到目前为止全世界正发现将近3500种矿物。
它们绝大多数都是固体矿物固态矿物中绝大多数为晶体只有极少数为非晶质如松脂岩、蛋白石、水铝英石等。
2 液态矿物自然界很少但很主要如水、还有汞、石油等等。
气态矿物则更少如氦、天然气等。
有机矿物如琥珀、煤、石油、天然气等。
随着科学技术迅猛发展和科学技术应用的实际需要随着对天然矿物深入研究和研究方法的不断突破不断发现许多天然矿物的内部缺限人们在电子工业特别是微电子工业超导技术的发展对超纯矿物需求越来越迫切。
另外某些矿物自然界很少但需要量又很大的矿物如金刚石。
科学家又进行了人工合成矿物的研究。
所以就有了人工合成矿物这个概念目前能进行工厂化生产的矿物有金刚石C、水晶SiO3、方解石CaCO3、电气石Na、CaRal6Si6O18BO33O、CH、F4 其中R Mg、Fe、Li、Mn、合成绿柱石绿宝石Be3Al2Si6O18、刚玉红宝石、蓝宝石Al2O3以及合成的氧化钡BaO、氧化镓GaO2等。
冶金工艺矿物学课程教学改革探索袁晓丽*黄青云安娟夏文堂尹建国周雪娇(重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆401331)摘要针对冶金工艺矿物学课堂教学存在的问题,提出了课堂教学改革的措施:优化教学大纲,明确教学目标,融入最新检测技术知识,紧跟时代前沿;充分利用网络资源,利用多媒体动画技术演示;采用项目案例教学法,将科研项目成果融入课堂教学;改革考核方式,增加实验考核比例。
通过以上措施的实施,提高了学生学习主动性和积极性,增强了学生学习兴趣,培养了分析问题能力和动手能力,提高了教学质量。
关键词冶金工艺矿物学教学改革冶金工程专业中图分类号:G642文献标识码:A冶金工艺矿物学课程是重庆科技学院冶金工程专业的一门专业方向任选课。
该课程的主要任务是介绍矿物学的基本知识、矿物晶体结构和晶体光学的基本原理,讲述使用光学显微镜等仪器对冶金原料和产物进行岩相和矿相分析,分析冶金产品生产条件对冶金原料和产物显微结构的影响,阐述利用显微分析结果处理矿物在矿产资源评估、选冶加工、产品质量分析与控制中的实际应用,为学生学习后续专业综合实验、毕业设计(论文)等课程,以及在冶金企业或高校科研机构顺利从事生产技术或科学研究打下坚实基础。
冶金工艺矿物学虽然是一门选修课,但是是冶金工程专业开设的唯一检测技术课程,因此该课程对学生学习后续课程和将来工作具有重要的意义。
然而,该课程存在教学内容陈旧、教学目标不明确、上课内容原理较多、学生缺乏学习兴趣和考核方式不合理等问题,导致上课效果不佳。
本文针对冶金工艺矿物学课堂教学存在的问题,结合学生的特点,进行教学改革探索,以达到提高教学质量的目的。
1教学存在问题1.1教学大纲中教学内容陈旧,教学目标不明确,未紧跟前沿教学大纲中内容内容陈旧,大部分为10年前左右的内容,同时教学目标模糊、不明确。
随着科学技术和检测技术的快速发展,教学内容需要不断跟上时代步伐,现在检测技术发展越来越快,如高端的电子扫描技术和电镜技术在科研和生产中应用越来越广泛,教学内容应紧跟时代前沿,反映最新动态,使学生掌握最新检测技术知识。
冶金工艺矿物学一、课程说明课程编号:050109Z10课程名称:冶金工艺矿物学/Metallurgical Process Mineralogy课程类别:专业选修课学时/学分:32/2先修课程:工科大学化学适用专业:冶金工程参考教材:1、胡岳华、吕宪俊主编,工艺矿物学,长沙:中南大学出版社,2011年2、周乐光主编,工艺矿物学,北京:冶金工业出版社,2007年3、任允芙主编,冶金工艺矿物学,北京:冶金工业出版社,1996年二、课程设置的目的意义冶金工艺矿物学,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,在矿产资环评价、选矿、冶金等方面,更是有其他学科难以替代的作用。
本课程为冶金工程专业重要的选修课。
通过本课程的学习,使学生具备基本的矿物学理论修养和矿物分析鉴定能力,掌握冶金工艺矿物学特性的研究方法,能够利用工艺矿物学的基本原理和方法分析和解决冶金矿物加工过程的矿物学问题,提高学生的专业素质,为以后从事冶金及相关专业的研究奠定基础。
三、课程的基本要求知识要求:本课程打破了采矿-冶金纵向单一课程内容,将矿物与冶金过程作为一个完整的系统过程,将两者之间的联系进行融合,通过研究工业固体原料与其产物的矿物组成及其分布以及对影响或制约生产工艺运行的矿物性状进行分析,掌握冶金提取过程所涉及的矿物学共性的基本原理和规律,从而对冶金工艺矿物学有一个较全面的了解,为矿物资源的合理利用奠定理论基础。
能力要求:通过该课程的学习,使学生具备基本的矿物学理论修养和矿物分析鉴定能力,并能利用学习的知识分析实际冶金问题,设计实验、分析与解释数据,以获得有效结论,并具备一定的设计解决方案以解决问题的能力。
素质要求:学生通过课程整体学习,培养科学研究与思维技巧,提高团体合作意识,提升自主学习和终身学习的意识,形成不断学习和适应发展的素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注:实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求无实践教学安排六、考核方式及成绩评定本课程期末集中考核采用笔试进行,平时成绩采用课堂考勤、课外阅读、作业测评、平时测试、课内讨论等方式考核。
1、请你谈谈学习冶金工艺矿物学的体会;《冶金工艺矿物学》对你从事的研究将有什么启发?这门课主要讲了矿物的分类、晶体光学基础、透明矿物在正交偏光镜下的光学性质。
整个无机矿物主要分为五类:自然元素、硫化物及其类似化合物、卤化物(氟化,溴化,氯化),氧化物及氢氧化物、含氧盐(硅酸盐,硼酸盐,磷酸盐,砷酸盐)。
矿物的鉴定方法主要有化学法,物理-化学法,物理法。
化学法主要包括粉末研磨法、斑点试验法,物理-化学法主要有差热分析,极谱分析,光谱分析,荧光分析,物理法主要有偏反光显微镜,伦琴射线,电子显微镜研究法,测角法。
按矿物的透明程度可分为透明矿物,和不透明矿物。
晶体光学基础中光率体为基础,光性指示剂,用N表示抽象。
这是解释光学现象的基础。
均质体和非均质体,均质体是无论从哪个方向入射,只有一个折光率,且不改变光波的震动特点和振动方向(除特殊方向外),非均质体,一束光就会分解为两束光,得到两个折光率(N1,N2),即产生双折射,N1-N2越大,非均质体差异越大。
全消光是把晶体切面放置在物台上,转动物台360度,视域始终黑暗,这一现象叫全消光。
四次消光,把晶体切面放在物台上,转动物台360度视域出现四明四暗的现象叫四次消光。
肖光位是晶体消光时的位置称消光位。
消光类型有对称消光、斜消光,平行消光。
高级晶族只有全消光的消光类型,中级晶族有对称消光和平行消光,在第几晶族中,斜方晶系有对称消光和平行消光,单斜晶系有对称消光(001)、平行消光(100)、斜消光(010);三斜晶系都是斜消光。
消光角的测定,长轴读书A,转物台达到消光位读数B,消光角等于A减去B。
把晶体切片放在物台上,党晶体切面离开消光位时,光就会分解为两束光,这两束光相互垂直,当他们达到上偏光镜时,就会在上偏光镜上产生干涉,干涉结果为(1)叠加(2)低消,在45°干涉最强。
干涉结果由单色光的波长决定,λ1-λ2等于半波长的奇数倍则叠加,半波长的偶数倍则低消。
工艺矿物学在地质冶金学中的应用及问题地质冶金学是一门服务于矿山开发的综合性学科,其内容涉及地质、地质统计学、工艺矿物学、采矿、选矿、冶金、技术经济、环境等多门学科,目的是通过建立地质冶金学模型对地质、采矿、选矿和冶金等信息开展空间分类,实现空间上矿体分采分选(冶)和废石尾矿的有效处理,时间上实现矿山生产的合理规划,从而取得较佳的经济和社会效益。
地质冶金学模型可以相对准确地预测生产流程,增强地质资源利用率,并提高能源、药剂和水等生产材料的效率,其动态特征对于市场波动和新技术的的引进具有较快的反映能力。
工艺矿物学是应用矿物学的分支,同时也是介于地质学与选矿、冶金学的边缘科学,是一门以研究天然矿石原料和矿石加工工艺过程产品的化学组成、矿物组成和矿物性状为目的的传统学科,随着科学技术的不断发展,矿物自动分析仪(例如MLA 等)等新手段的应用也为这门传统学科注入了新的活力。
工艺矿物学研究成果中矿物组成及含量、粒度、单体解离度、相互共生关系及元素赋存状态等对于地质冶金学建模中空间域的划分、采矿方法的选择、选矿(冶)工艺的制定、回收率的预测、废石堆存方式和尾矿库的建设方案等矿山整体生产环节均具有重要的指导意义。
凭借品采集简单、研究结果直观可靠、信息量大、成本费用低廉和自动分析技术日趋成熟等优势特征,工艺矿物学已经较多应用于地质冶金学建模中。
本文是在介绍地质冶金学建模过程的根底上,归纳工艺矿物学研究参数,讨论地质冶金学建模中工艺矿物学研究的取样和参数模拟方法,旨在为地质冶金学建模中工艺矿物学的应用提供参考。
地质冶金学建模的主要流程包括地质建模、样品采集、样品测试、预测模型和动态模拟(图1),其中的样品测试的一项重要内容是工艺矿物学研究,当然还包括岩石的物理参数等方面的信息,以及相关的选冶试验。
地质建模是在地质、勘查工程、地球物理和地球化学资料和各种解释结果或者概念模型开展综合分析的根底上,利用计算机图形技术,生成的三维定量模型。
《冶金工艺矿物学》课程教学大纲
开课单位:冶金工程教研室
课程负责人:万新
适用于本科冶金工程专业
教学学时:32学时
一、课程概况
《冶金工艺矿物学》课程是冶金工程专业的一门专业任选课。
本课程的任务是以冶金固体原料和产物的矿物学特征和生产时的组成性状为研究目标,主要讲授冶金固体原料与产物中的矿物组成和分布,了解其在矿产资源评估、选冶加工、产品质量分析与控制中的实际应用。
本课程的先修课程主要有《冶金原理》、《冶金传输原理》、《金属学及热处理》等。
本课程的后续课程主要有《铁冶金学》、《钢冶金学》、《炼铁原料》等。
二、教学基本要求
1.了解矿物学的基本知识;
2.理解矿物晶体结构和晶体光学的基本原理;
3.掌握用光学显微镜等仪器对冶金原料和产物进行岩相和矿相分析;
4.掌握冶金产品生产条件对冶金原料和产物显微结构的影响,并掌握利用显微分析结果处理生产工艺中的实际问题;
三、教学内容及要求
(一)概论
主要内容:矿物学基础、冶金工艺矿物的研究内容、取样及误差控制。
重点:工艺矿物的研究内容;取样。
难点:取样及误差控制。
基本要求:了解矿物学的基本知识,掌握取样和误差控制方法。
(二)矿物的偏光显微镜鉴定
主要内容:晶体光学基本知识、偏光显微镜构造、透明矿物在单偏光镜下的光学性质、透明矿物在正交偏光镜下的光学性质、透明矿物在锥光镜下的光学性质、油浸法测定折射率、常见透明矿物鉴定表。
重点:晶体的分类;光率体;偏光显微镜构造;透明矿物在单偏光镜下的光学性质;常见透明矿物鉴定表(相关冶金矿物特性学习)。
难点:光率体的概念及应用;透明矿物在单偏光镜下光学性质。
基本要求:了解晶体光学的基本知识,理解光率体的概念及在透明矿物鉴定中的应用,掌握透明矿物在单偏光镜下的系统鉴定方法。
(三)反光显微镜下的矿物鉴定
主要内容:光片、反光显微镜构造、矿物的反射率与鹤双反射、矿物的反射色与和反射多色性、矿物的内反射、矿物的均质性与非均质性、矿物的偏光图、矿物的硬度、矿物的结构、矿物的浸蚀鉴定、矿物的其他鉴定特征、矿物鉴定表。
重点:光片的磨制方法;反光显微镜的构造;矿物在反光显微镜下的系统鉴定光学性质;矿物鉴定表。
难点:反光显微镜的构造;矿物在反光显微镜下的光学性质。
基本要求:了解反光显微镜工作的基本原理;理解光率体在矿物的反光显微镜鉴定中的应用;掌握矿物反光显微镜下系统鉴定方法。
(四)矿物研究的其他常用测试技术
主要内容:电子与固体物质的相互作用、X射线衍射分析、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、
电子电子探针微区分析、俄歇电子能谱表面微区分析、热分析方法。
基本要求:了解矿物的其他常用测试技术。
(五)原料与产物中组成矿物的定量
主要内容:分离矿物定量法、显微镜下矿物定量、化学多元素分析矿物定量、自动图像分析法矿物定量、X射线衍射矿物定量。
重点:显微镜下矿物定量;自动图像分析法矿物定量。
基本要求:了解这些常用矿物的定量方法,掌握显微镜下矿物定量和图像分析法矿物定量的具体方法。
(六)原料与产物中元素的赋存状态
主要内容:元素在原料与产物中的存在形式、元素赋存状态研究方法、元素的配分计算、元素赋存状态研究实例。
重点:元素在原料与产物中的存在形式分类。
基本要求:了解元素在原料与产物中的存在形式,了解元素赋存状态研究方法,了解一些元素配分计算的实例。
(七)矿物颗粒的粒度测定
主要内容:矿物嵌布特征与颗粒粒度、粒度测量基础、矿物粒度测量、测量误差与粒度分布图示、嵌布特征在矿物份选中的意义。
重点:粒度测量基础知识;矿物粒度测量;测量误差与粒度分布图示。
难点:粒度测量基础知识。
基本要求:了解矿物篏布特征与颗粒粒度,理解粒度测量的基本理论知识,掌握矿物粒度的测量方法。
(八)矿物的单体解离
主要内容:矿物的解离俞连生、矿物解离数学模型、矿物单体解离度测量、解离度测定体视学误差校正、工艺矿物流程图。
基本要求:本节内容涉及选矿工艺,定位选学内容。
六、推荐教材、参考资料
1.推荐教材
(1)周光乐.《工艺矿物学(第2版)》.北京:冶金工业出版社.2002年。
(2)任允芙.《冶金工艺矿物学》.北京:冶金工业出版社.1996年。
2.推荐参考书
(1)潘宝巨.《钢铁工艺岩相》.北京:冶金工业出版社.1977年。
(2)冯铬芳.《硅酸盐岩相学》.上海:同济大学出版社.1986年。
(3)翁润生.《工业岩石学》.北京:中国地质大学出版社.1990年。
七、执行大纲说明
本课程实验性较强,实验在教学中占有重要地位。
要求学生通过实验了解和掌握岩相和矿相分析的研究方法、实验技术和对实验现象的分析,同时加深对基本概念和有关理论的了解,增强发现问题和解决问题的能力。
执笔人:万新
审核人:夏文堂。