矿物测试技术在菱铁矿选矿中的应用

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1、矿物测试技术在菱铁矿研究中的应用瞿军1,2(1.武汉理工大学资源与环境工程学院；2.矿物资源加工与环境湖北省重点实验室)摘要通过收集国外关于菱铁矿的论文，介绍了X射线衍射分析、差热分析、热重分析、扫描电镜、能谱仪、差示扫描量热分析、红外光谱分析在研究菱铁矿中的应用。关键词菱铁矿测试技术应用TheApplicationofMineralTestingTechnologyinTheStudyofSideriteQuJun1,2（1.SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityo

2、fTechnolog；2.HubeiKeyLaboratoryofMineralResourcesProcessingandEnvironment)AbstractIntroducestheapplicationofXRD,DTA,TG,SEM,EDS,DSC,infraredspectruminthestudyofsideritebycollectingtheforeignarticlesaboutsiderite.Keywordssiderite，testingtechnology，application菱铁矿属于含铁碳酸盐，其分子式为FeCO

3、3，理论上铁品位仅为48.28%，属于低品位难选铁矿石。一般选矿方法（例如重选、强磁选、浮选）处理菱铁矿效果均不理想，目前国内外处理菱铁矿最有效的方式为磁化焙烧-弱磁选技术，焙烧过程使菱铁矿分解并转变为磁铁矿，原矿铁含量不仅可以大幅度的提高，而且采用弱磁选可有效的回收有用铁矿物[1]。使用矿物测试技术可以研究菱铁矿磁化焙烧过程中矿物相的具体变化，对于指导菱铁矿的选矿回收具有重要的意义。1菱铁矿相关的测试技术国外文献中表征菱铁矿矿物相的具体变化使用的测试手段有：差热分析（DTA）、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析、差示扫描量热

4、分析(DSC)。其中差热分析和热重分析应用的最为广泛。1.1X射线衍射分析（XRD）1）原理X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子

5、的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。2）应用X射线衍射分析可以确定菱铁矿原矿和处理后的矿样中矿物的具体种类，通过对比前后矿物种类的具体组成，说明矿物物相的变化。XRD衍射分析中衍射强度可以表征矿物的含量，可以说明矿物物相的变化趋势等。1.2差热分析（DTA）1）原理差热分析是一种重要的热分析方法，是指在程序控温下，测量物质和参比物的温度差与温度或者时间的关系的一种测试技术。物质在受热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转

6、变、分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化，并伴随有焓的改变，因而产生热效应，其表现为样品与参比物之间有温度差。记录两者温度差与温度或者时间之间的关系曲线就是差热曲线（DTA曲线）。2）应用差热分析可以根据矿样磁转变过程中的热量变化说明菱铁矿开始发生分解反应具体温度带，这一温带也应是选矿工作者必须关注的温度带。差热分析能够直观的提供矿样发生的是吸热反应还是放热反应，因此对应的可以确定出具体温度带矿样发生的是分解反应还是氧化反应，据此推断菱铁矿磁转变的机理。1.3热重分析（TG）1）原理热重分析，是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的

7、一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组份。热重分析所用的仪器是热天平，它的基本原理是，样品重量变化所引起的天平位移量转化成电磁量，这个微小的电量经过放大器放大后，送入记录仪记录；而电量的大小正比于样品的重量变化量。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。2）应用热重分析通常与差热分析结合说明菱铁矿磁转变过程中分解反应开始的具体温度，并确定分解反应发生的具体温度带。1.3红外光谱分析1）原理将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分

8、子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动