Методы изучения химического состава руд

Химический анализ

Остается самым надежным способом изучения состава руд и контроля за их качеством.

Для правильного выбора метода химического анализа руд необходимо знать минеральный состав пробы руды. Наиболее распространенные виды химического анализа: 1.Спектральный анализ. 2.Полный химический анализ минералов (стандартный анализ). 3.Лазерный спектральный микроанализ -минералов. 4.Электронно-зондовый ретгено-спектральный микроанализ (микрозондовый)- минералов.

Методы химического анализа зависят от состава руды и требований технологического процесса. Они разделяются на «мокрые» и «сухие».

Мокрая химия(вещество пробы, как правило, разлагается в растворах кислот), включает, например:

Полный химический анализ пород и минералов (стандартный анализ).

Частные химические определения по группам элементов: S; B; P₂O₅; F, Cl; Cu, Ni, Fe, Co; CO₂, H₂O; Cr, V, Ti; K, Na; редкоземельные элементы – лантаноиды (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Th, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu);

элементы платиновой группы-Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt.

Атомно-абсорбционный анализ на 15 элементов (Cu, Ni, Co, Cr, V, Ti, S, Fe и др.)

Cухие методы(вещество пробы не растворяется в жидкостях, а сжигается в высоковольтной дуге или облучается рентгеновскими лучами в порошке):

1. Полуколичественный и количественный спектральные анализы(до 48 компонентов)-пород и руд

2. Рентгено-флюоресцентный анализ редкие металлы: Li, Rb, Ce, Zr, V, Y.- пород и руд.

Перед полным химическим анализом необходимо провести полу­количественный спектральный анализ. Число определений и степень точности их зависят от задачи ис­следования. В каждом отдельном случае пол­нота анализа исходной пробы должна опре­деляться совместно технологом-обогатите­лем и аналитиком.

Обычно бывает достаточно 10—12 опреде­лений, включая определения извлекаемых элементов, вредных примесей и некоторых сопутствующих компонентов породы. В пол­ном анализе только для выяснения состава вмещающей породы минимальное число ком­понентов, подлежащих определению, мо­жет быть свыше 10. Колебания для суммы определений полного анализа допускаются от 99,75 до 100,5%.

При текущем, контроле технологического процесса производят единичные определения содержания элементов ускоренными или экс­прессными методами: спектральным, рентгено-спектральным, атомно-абсорбционным, полярографическим, потенциометриче­ским, полумикро- и микроанализами.

Результаты химического анализа всегда включают ту или иную погрешность, которая зависит от точности отбора и подготовки пробы, степени ее измельчения и условий хра­нения, точности применяемых методов ана­лиза, квалификации аналитиков и других условий. Качество анализов проверяют по контрольным параллельным или дубликат­ным пробам и по расчету баланса интересую­щего элемента в продуктах обогащения. Кроме случайных отклонений в сторону за­вышения или занижения содержания опреде­ляемого элемента, возможны систематиче­ские погрешности анализа в одну сторону. Такие погрешности выявляют с помощью эталонных проб или стандартных образцов, анализ которых выполняют в специальных лабораториях или направляя дубликаты проб в отраслевые арбитражные лаборатории.

Химические методы исследования позво­ляют не только количественно определять многие минералы, но и устанавливать взаимо­связь их в сложных минеральных комплек­сах и характер вкрапленности ценных ком­понентов. Разновидностью химического анализа является химический фазовый анализ, применяемый для количественного определения содержа­ния минералов. Он предусматривает избиратель­ное растворение изучаемых минералов, осно­ванное на различии в степени или скорости растворения их в определенных раствори­телях. Химический фазовый анализ используется при анализе состава медных, медно-никелевых, полиметаллических и других руд.

Электронно-зондовый рентгеноспектральный микроанализ

Электронно-зондовый рентгеноспектраль­ный микроанализ (РСМА) — современный высокоэффективный метод локального эле­ментного анализа материалов. РСМА широко применяется в минералогии, материаловеде­нии, физике и химии твердого тела и позво­ляет анализировать состав материала на участке размером около 1 микрона (0.001 мм), определяя со сравнительно высокой чувствительностью и точностью эле­менты от бериллия до урана, при этом ана­лизируемый материал не разрушается.

Анализ проводят на полированных шли­фах из кускового или измельченного мате­риала с помощью специальных приборов — электронно-зондовых микроанализаторов (микрозондов). Такие приборы серийно вы­пускают во Франции, Японии, США и других странах.

В микроанализаторе пучок быстрых элек­тронов (зонд) фокусируют в выбранной опе­ратором точке на поверхности образца. Спек­трометры прибора анализируют возникающее рентгеновское излучение. Наб­людают за образцом и выбирают участок для анализа с помощью оптического микро­скопа. Современные микрозонды обычно могут работать и как растровые электронные микроскопы.

Наличие нескольких спектрометров, вы­сококачественная электронная оптика, раз­витая система обработки сигналов позво­ляют получать разнообразную информацию об образце. С помощью микрозонда можно проводить локальный качественный и коли­чественный анализ состава минералов, полу­чать микрофотографии образца в режимах растровой электронной микроскопии, изу­чать распределение элементов вдоль выбран­ных направлений с помощью концентрацион­ных кривых, получать площадное распреде­ление элементов с помощью так называемых «снимков в рентгеновском излучении», в ко­торых яркость изображения модулируется интенсивностью рентгеновского излучения выбранного элемента, проводить модальный анализ. Специальные приставки позволяют локально анализировать кристаллическую структуру образца (метод Косселя) и спектр люминесценции, возбуждаемой электронным ударом, и т. д. Включение в комплекс совре­менных микроанализаторов ЭВМ, а также энергодисперсионных приставок, значительно расширило возможности РСМА, повысило качество получаемых результатов и произво­дительность метода.

Чувствительность РСМА и предел обнару­жения элемента по концентрации обычно со­ставляют около 0,01 %, что с учетом ана­лизируемого объема соответствует абсолют­ному пределу обнаружения 10¹⁴—10¹⁵ г.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: