赋存状态分析的基本规律

2025-05-19 09:54:55
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赋存状态分析的基础是元素化学物相分析和矿物组成分析。它是化学物相分析和地球化学、矿物学紧密结合的产物,它的工作步骤和工作方法大致有如下的规律。

(1)样品的采取。配合地质研究,应根据矿床具体情况,按不同矿体或矿石类型取一个至几个能代表整个矿床的矿石样品。如配合可选性试验或半工业选矿试验则可取选矿试验大样。

(2)调查岩矿鉴定资料。每个矿样有哪些矿物,主次情况,并进行分类,如氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸盐等,并查明要研究的元素在哪些矿物中可能存在。

(3)根据矿物组合确定全分析项目。全分析各组分的含量之和要求为99.3%~100.7%。

(4)用选矿或类似方法将矿样分为精、中、尾几部分,使不同矿物形成相对富集或贫化,并测定某些元素和矿物的含量,初步探查元素的赋存规律。如该矿区有某些化验资料可供利用,可取欲研究的元素与一些对矿物具特征的元素作相关关系计算或作图,以利于赋存状态查定;如研究某铁矿中稀土的赋存状态时,可选磷(磷灰石)与稀土元素作相关图。研究某钒钛磁铁矿时,可作钒、钛与铁(磁铁矿)的相关图。如属密切相关,则应注意类质同象状态的查定。反之,则应注意独立矿物状态的查定。

(5)做化学物相分析和矿物组成分析。主要研究的元素的化学物相分析及可能赋存该元素的矿物的定量分析。

(6)提取单矿物。单矿物必须取自所研究矿床的矿样,可以用物理的、化学的、或两者结合的方法提取。对难以提取的矿物,至少要取得该矿物的精矿。

(7)单矿物分析。即分析单矿物的主成分和要研究元素的含量。对很难取得单矿物的,应试验选择溶解该矿物的条件,使精矿中要研究的矿物不定量地选择溶解,并测定溶液中有关元素的量,计算之。

(8)单矿物控制溶解分析。主要是利用不同的矿物在不同的溶解条件下的液解速率的差异。其根据是同一矿物细胞中的元素一般有相同的溶解速率,而不同的矿物总能找到使两者显示某些差别的浸取条件。方法是用单矿物或精矿,在特殊条件下可以用原矿样(对精矿和原矿样,必须选择仅能溶解要研究矿物的溶解条件,如存在比此更易溶的矿物时,可光把它选择溶解分离弃去),控制其不定量溶解,然后测定溶液中有关元素的量,并作图分析判断。如研究钴在黄铁矿中的赋存状态,可测定溶液中铁和钴的量,以铁溶解率⁃钴溶解率作图(溶解率的计算,以单矿物全部溶解测得的值为100%,精矿或原矿只计算相对溶解率)。当元素呈类质同象状态存在时,此图应为通过原点的斜率等于1的直线。

必须注意,在判断类质同象存在时,首先须考虑矿物化学中类质同象置换的可能性,如果理论上根本不可能呈类质同象存在者,如黄铁矿中次显微状态的金、褐铁矿中的胶态锡石,也可能呈斜率近于1,但不能以类质同象定论。某些元素的独立矿物与单矿物溶解性能相近,或颗粒极细并呈高度分散存在于单矿物中的,也可能出现斜率等于1的情况,宜增加磨矿细度,并用几种差别较大的溶解条件对照试验,以确定之。

(9)单矿物多点微量分析。主要是利用元素在微量取样时“集中”和“分散”的矛盾。称样重小于或等于1mg,作20点以上,选择足够灵敏的方法测定要研究元素的含量。测定的点数应以多点的平均含量与单矿物的含量基本接近为度。结果以实验编号⁃元素含量作图,并画出平均含量线。如元素呈类质同象状态存在,则连点线沿平均含量线上下波动不大,波动很大者往往是独立矿物。但判断必须参照控制溶解分析作出。因为考虑到矿物形成的条件不同,含有同一类质同象元素的同一种矿物中,在微量称样时含量可以波动,甚至差别很大。对从不同矿脉的矿石中提取到的单矿物尤需注意。例如,呈类质同象存在于黄铁矿中的钴,磁铁矿中的钒都存在这种情况。

(10)离子(包括分子)吸附状态的测定。对沉积层、风化壳和氧化带中含铁、锰氧化物较多的胶体矿物作元素的赋存状态分析时应注意这种状态。根据离子交换的原理可以测定元素呈离子吸附状态的量。如江西某地离子吸附状态的稀土可用50g/L硫酸铵溶液处理,使之解吸而进入溶液。在元素的赋存状态分析中,较有意义的是Ni、Co、Cu、Pb、Zn等离子的吸附现象,因为它们在地球化学中起着很重要的作用。

(11)嵌布粒度的测定。嵌布粒度一般是由岩矿鉴定提供,但对某些化学稳定性好,粒度很细,并被别的矿物包裹,在显微镜下较难发现的矿物,如锡石、铬尖晶石,可用化学处理溶去包裹体后在镜下鉴定。极细的矿物,还可用经水析分级的标准矿物一起做控制溶解试验,据不同粒级的溶解度大致算得矿物的粒度。

(12)结果验算。通常用下述方法检验:①将矿样分成不同矿物相对富集和贫化的几部分,如用选矿方法分成精、中、尾矿,然后按测定的元素量、化学物相分析结果或矿物量加权验算,要求与原矿含量平衡。②验算整个矿样中各矿物的含量与某元素的含量乘积之和与矿样中该元素的含量是否吻合。

上述12条中,1~3条和5条为必做项目,其他8条可根据赋存状态分析的服务对象(地质研究、矿床评价或选矿研究)和精度要求,可有所侧重,区别对待。所述的工作步骤如判断有据,可以交叉进行,工作方法也可选择运用。