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自然銅礦石樣品的加工及分析測試方法
摘要：礦產(chǎn)開采中對于礦物質(zhì)的測定十分重要，關(guān)系到礦產(chǎn)的價值以及開采的方法和日后收益�，F(xiàn)在的社會發(fā)展對于各種金屬都有較多的利用，其中銅以其優(yōu)良的導(dǎo)電功能被廣泛的應(yīng)用于電子系統(tǒng)、通訊設(shè)備中。銅在自然界中與其他物質(zhì)結(jié)合在一起而存在，一塊礦石中往往富含除了銅以外的多種元素。所以測定銅的含量十分重要。取樣是測定過程的前提條件，元素測定是針對礦石的樣本而言，只有采集了有代表性的準(zhǔn)確的樣本才能該地區(qū)的礦產(chǎn)情況做出真實的判斷。所以制作有代表性的樣品具有十分重要的意義。本文就簡要的論述了自然銅礦石樣品的加工方法以及其分析測定的方法，供有關(guān)人員借鑒和參考。 關(guān)鍵詞：自然銅 樣品 加工 分析測試方法 引言 礦石中的物質(zhì)含量較多，其結(jié)構(gòu)較多復(fù)雜，對其成分以及含量進(jìn)行分析才能對礦石進(jìn)行有效合理的利用。自然銅也存在與礦石當(dāng)中，需要使用物理化學(xué)方法對其進(jìn)行提取，提取中首先涉及到礦區(qū)樣本，只有樣本具有較高的代表性才能保證測定的結(jié)果真實地反應(yīng)此礦區(qū)的狀況，才可以制定開采計劃和提取方案。對礦石的研磨，組合都可能會影響礦石的性能，所以應(yīng)采取適合銅元素特性的方法進(jìn)行樣品加工。自然銅以多種形態(tài)存在于巖石當(dāng)中，且形態(tài)、組成較為復(fù)雜，采取常規(guī)的樣品制備辦法不能真實的反應(yīng)礦石的情況，而且需要巨大的成本投入，加工時間也較長，所以應(yīng)采取針對銅元素的具體辦法進(jìn)行加取樣工，保證實驗結(jié)果的信效度，使實驗結(jié)果更加有效。 自然銅的存在較為復(fù)雜，其存在于不同種類的礦石當(dāng)中。根據(jù)不同的地質(zhì)情況，自然銅存在的形態(tài)多變、鑲嵌程度不同。含量變化較大、且?guī)r石中含有大量的其他物質(zhì)，這在樣品的加工中應(yīng)該做出充分的考慮，結(jié)合何種情況做出最符合最適合該地區(qū)的礦石樣本。銅是人們使用較多的一種金屬，被應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域，其測定方法有很多，包括原子光譜吸收法、可見分光光度法、化學(xué)分光法、微電極法等等，這些方法各有其優(yōu)缺點但都可以較為準(zhǔn)確測定礦石中的銅含量。下面我們就來具體的闡述自然銅樣品的加工方法以及分析測定方法。 1樣品的采取 將原始質(zhì)量為27.33 kg、編號為DSY-1和原始質(zhì)量為14.69 kg、編號為DSY-2的兩件樣品準(zhǔn)確稱重后，為確保分樣后備份樣品的代表性，本文考慮用一安全系數(shù)，即含粗粒銅的極不均勻銅礦，其安全縮分系數(shù)K值為0.8作為縮分系數(shù)d為2 mm，確保分樣后備份樣品的代表性，之后分別進(jìn)行粗中碎，破碎后最大粒徑4 mm左右，主要粒徑在0.2～1 mm，用2 mm隔篩將篩上物、篩下物進(jìn)行分離，其中篩上物（95%以上為自然銅）全量準(zhǔn)確稱量，準(zhǔn)確至0.01 g后保留，另行加工經(jīng)多點取樣后作為第一個分析樣進(jìn)行銅含量分析，其目的是在于避免過度破碎將粒徑大于2 mm的金屬銅擊碎后混入篩下，加大篩下物的不均勻性，影響下步的中、細(xì)碎結(jié)果。篩下物經(jīng)混勻后，按四分法進(jìn)行分樣。 2樣品加工方法試驗 2.1樣品的粒度分級過篩試驗 取上述4.86 kg篩下物試樣DSY-1-1、4.86 kg試樣DSY-2-1分別裝入棒磨密封筒中，用DZS棒磨機(jī)研磨2 h，取出，分別8個分級振動篩進(jìn)行樣品的分級過篩試驗。每個樣品分級后獲得不同粒級的樣品9個，其中20目篩上物一個，并分別對每一級樣品的篩上物、篩下物進(jìn)行稱量，制樣后進(jìn)行化學(xué)分析，同時做平行試驗樣各一件。通過對上述兩件樣品粒度分級試驗及對各級樣品的觀察、分析得出 ，細(xì)碎時間的長短將會導(dǎo)致自然銅在各級樣品中的分布量發(fā)生一定的變化，其中試樣DSY-2由于自然銅大多為較堅實的粒狀結(jié)構(gòu)，在各級樣品中的分布量相對受細(xì)碎時間的影響不大，其篩上物的含銅量呈一定規(guī)律變化；而試樣DSY-1中自然銅多為薄弱的層狀結(jié)構(gòu)，在各級樣品中的分布量受細(xì)碎時間長短的影響相對較大；但對這兩個試樣全銅含量的測定不會產(chǎn)生大的影響。 2.2樣品的縮分及均勻性試驗（K值的確定） 樣品的縮分試驗是本文研究的關(guān)鍵，也是將幾千克、甚至幾十千克樣品進(jìn)行破碎縮分后，能否保持最后分析試驗真正代表原始樣品的組成的關(guān)鍵所在。若縮分方法不正確，使最后的分析試驗不能代表原礦區(qū)（地段）樣品的組成，則分析工作便失去了意義，因此加工、縮減后的樣品組成應(yīng)完全符合原始樣品的組成，而加工過程中所用的工作量則應(yīng)盡可能得小。遵循這一原則，本文進(jìn)行了兩個方面的縮分試驗。 2.2.1樣品的連續(xù)縮分及均勻性試驗 將每組試樣未經(jīng)破碎的再縮分成5個樣，并將每組所得的5個樣品分別裝入密封棒磨，棒磨1 h取出，過0.074 mm篩，分別對篩上物、篩下物進(jìn)行化學(xué)分析測定銅的含量，以檢查連續(xù)縮分后的代表性和均勻性。按《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》，第一組試樣的分析結(jié)果作為各組結(jié)果的對比標(biāo)準(zhǔn)。 2.2.2樣品的破碎及樣品的均勻性試驗 分取多瀝青試樣3200 g，分別裝入8個棒磨密封筒中，每筒400 g，棒磨30 min，取出，稱總質(zhì)量為3 190 g，損失0.312 5%，過60目篩，篩上物稱量為38 g，篩下物稱量為3 152 g。將篩下物充分混勻后，任意取5個點，每點20 g，用碾缽分別將各點試樣研磨至-160目，進(jìn)行均勻性試驗。余下的樣品充分混勻，分別取1600 g，分裝4個筒子，每筒400 g，棒磨10 min，取出稱量為1596 g，過-80目篩，篩上物稱量為0.5410 g。篩下物充分混勻后，任意取5個點，每點20 g，用碾缽分別將各點試樣研磨至-160目，供均勻性分析。余下試樣混勻，分取800 g，分裝2個筒，每筒400 g，棒磨10 m in，稱量為790 g，用碾缽磨至-160目后進(jìn)行均勻性試驗。余下樣品690 g，碎10 min，過120目篩，無篩上物，總質(zhì)量為682 g，任意取5個點進(jìn)行均勻性試驗，剩余樣（副樣）即綜合樣全部過篩后進(jìn)行銅含量的分析，分析結(jié)果與試驗流程圖右側(cè)各組分析結(jié)果進(jìn)行對比，檢查各組樣品銅含量的準(zhǔn)確性、代表性和均勻性。 過60目篩后，可以適當(dāng)進(jìn)行縮分，通過對上述DSY-1（多瀝青）和DSY-2（少瀝青）兩件樣品的連續(xù)縮分及均勻性流程試驗，及對各組試驗樣品的分析結(jié)果對照，認(rèn)為樣品在通過-60目篩前，自然銅在樣品中的分布仍然是不均勻的，通過-60目篩后，樣品中自然銅的分布已基本均勻，此時可以進(jìn)行縮分，但縮分必須遵照Q=Kd2的規(guī)定進(jìn)行，即取K值為0.5，-60目前應(yīng)嚴(yán)禁或盡可能不縮分。為確保樣品的均勻性和代表性，應(yīng)盡可能將樣品碎至-80目后再縮分，此時縮分K值可定為0.3。 3樣品的分析測試方法 取不同含量的銅礦樣10件，分別用原子吸收光譜法、碘量法、碘氟法進(jìn)行測定，三種方法結(jié)果良好，無系統(tǒng)偏差，均能滿足分析測試質(zhì)量的要求；而從經(jīng)濟(jì)性和提高分析測試效率的角度上考慮，中低含量的樣品采用原子吸收光譜法為佳；當(dāng)銅含量大于10%時用碘氟法進(jìn)行測定為最佳，以確保各個含量范圍內(nèi)銅含量測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 參考文獻(xiàn) [1] 巖石礦物編寫組.巖石礦物分析（第一分冊）[M].3版.北京：地質(zhì)出版社，1991：12-18. [2] 董英，王吉坤，馮桂林.常用有色金屬資源開發(fā)與加工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005：225-347. [3] 孟憲民.中國銅礦的分布情況及勘探方向[J].地質(zhì)學(xué)報，1953，35（1）：33-56.
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