6.2. Приближенно-количественный минералогический анализ
Приближенно-количественный минералогический анализ определения формы нахождения и количества компонента в руде прост и оперативен.
Он состоит во фракционировании проб по плотности, магнитным (и другим) свойствам с последующим качественным и количественным определением состава фракций под оптическим микроскопом. Минералы диагностируют по их внешним признакам: цвету, форме кристаллов, а также с использованием микрохимических реакций, люминесценции и т.п.
Фракции анализируют шлиховым методом (иногда в сочетании с иммерсионным), а также шлифовым методом. При этом обычно шламы удаляют.
Анализ проводят на 500 зернах. Это обеспечивает порог обнаружения минералов 0,2 % (1/500). С увеличением степени концентрации минералов во фракции этот порог снижается:
Выход фракции 10 % 1 % 0,1 % 0,01 %
Порог обнаружения минерала 2.10-2 % 2.10-3 % 2.10-4 % 2.10-5 %
Погрешность определения массовой доли какого-либо минерала по 500 зернам можно определить по формуле
.
Считаем
а покусковая дисперсия [12]
.
Здесь f – коэффициент формы;
–покусковая
дисперсия;
qкон и qнач – конечная и начальная массы пробы;
– плотность материала пробы;
м, п – плотность минерала и породы;
–средний размер
зерен;
n – число зерен;
dм – массовая доля минерала.
Примем м = п, тогда
Относительная погрешность определения
%.
Здесь n – число зерен, n = 500; м – массовая доля минерала в чистом зерне, м = 1; м – массовая доля минерала в руде, доли единиц; t – коэффициент Стьюдента; м, п – плотности минерала и породы.
Н
Рис. 6.2. Зависимость Ротмдля
приближенно-количественного анализа
а
рис. 6.2 показано изменение относительной
погрешности для этого анализа от массовой
доли минерального компонента. Видим,
что погрешность определения массовой
доли при этом велика во всем диапазоне
изменения массовых долей, поэтому такой
анализ и называется приближенно-количественным.
Однако его роль в связи с универсальностью
и простотой чрезвычайно велика.
6.3. Полный количественный минералогический анализ
Полный количественный минералогический анализ проводится при детальном изучении проб. По своей сути это рациональный комплекс оптико-минералогического и других, как правило, аппаратурных методов фазового анализа.
Универсального метода, позволяющего определить и измерить наличие любой минеральной формы в любом образце, не существует. Поэтому и проводится полный количественный минералогический анализ, предполагающий разумное и рациональное использование различных методов фазового анализа, обеспечивающее в итоге решение задачи.
Материал рассеивают на 3-4 класса крупности, из которых изготавливают по одной или несколько для крупных классов пар препаратов шлиф и аншлиф.
Кусковой материал и изготовленные из него шлифы и аншлифы используются для диагностики и микрохарактеристики слагающих руду минералов и их взаимосвязи. Наиболее характерные шлифы и аншлифы фотографируются. По результатам оптического изучения шлифов и аншлифов кускового материала составляется петрографическое и минералогическое описание руды и слагающих ее минералов. Эти данные дополняются результатами других методов исследования, для выполнения которых обычно используются мономинеральные фракции.
Шлифы и аншлифы используются для количественных подсчетов характеристик минерального состава, которые проводят в каждом классе и затем обобщают. Желательно включать в анализ и шламы.
Для оценки полноты определения фазового состава используется баланс элементов, состоящий в сравнении результатов элементного анализа э с данными фазового анализа по формуле
где мi – массовая доля i-го минерала (i-й минеральной фазы); мi – массовая доля компонента в минерале по минералогической формуле или по оценке в мономинеральной фракции.
Расчет баланса нужен для выявления минералов-концентраторов, для определения степени рассеивания компонентов среди минеральных фаз руды.
Относительное количество недиагностируемого минералогическими методами компонента определяется по формуле
,
где Kх,Kм – количества компонента, определенные химическим и минералогическим путем.
Для руд, содержащих 1-10 % ценного компонента, расхождение, равное 10-20 %, считается удовлетворительным. Значение должно быть положительным.
Количественный подсчет минералов в средней пробе проводят визуально точечным, площадочным или линейным методом.
Аппаратурные методы привлекаются по мере необходимости:
- при количественной оценке минералов с близкими физическими свойствами, анализе тонких классов, включая шламы, продуктов обогащения – метод РКФА (рентгенографический количественный фазовый анализ);
- для рентгеноаморфных и аморфных – метод ИКС (инфракрасная спектроскопия);
- при анализе тонкодисперсных руд с термоактивными минералами – метод ДТА (дифференциально-термический анализ);
- для минералов железа – магнитометрический, и т.п.
Во всех случаях возможно применение химического анализа. В методиках конкретного экспрессного минералогического анализа отдельные процедуры могут быть упрощены: уменьшено число классов крупности, исключено фракционирование.