矿石的结构、构造,是说明矿物在矿石中的几何形态和结合关系。结构是指某矿物在矿石中的结晶程度、矿物颗粒的形状、大小和相互结合关系;而构造是指矿物集合体的形状、大小和相互结合关系。前者多借助显微镜观察,后者一般是利用宏观标本肉眼观察。
矿石的结构和构造虽然反映了矿石中矿物的外观特征,但与其形成条件密切相关,因此研究矿床成因具有重要意义。在一般的地质报告中,对矿石的结构和构造特征有详细的描述。矿石的结构和构造特征对矿石的可选性也有重要意义,其中最重要的是有用矿物颗粒的形状、大小和相互组合,因为它们直接决定了有用矿物单体解离的难易程度和破碎磨矿时连体的特性。在选矿试验中,如果有地质报告或过去的研究报告可供参考,则不必对矿石的结构和构造进行全面的研究。1.矿石的结构矿石的结构形态和相对可选性大致可分为:1。块状构造中有用矿物的集合体约占矿石的80%,致密无空孔洞,矿物排列无方向性者为块状构造。其颗粒粗、细、隐晶质。如果是隐晶质,就叫致密块。如果这类矿石不含伴生有价成分或有害杂质(或含量很低),可不经分选直接送去冶炼或化学处理。相反,它需要矿物加工。这类矿石的磨矿细度和可用的分选指标取决于矿石中有用矿物的嵌布粒度特征。2.浸染状结构中的有用矿物颗粒或其细脉集合体,以不连接、孤立、分散的方式分布在脉石矿物组成的基质中。一般来说,这种矿石有利于选矿。所需的磨矿细度和可能的选矿指标取决于矿石中有用小矿物的嵌布粒度特征,以及有用矿物分布的均匀性和其中是否有其它矿物。矿物包裹体,脉石矿物中是否有有用的矿物包裹体,包裹体的大小。3.条带状结构具有有用的矿物颗粒或矿物集合体,它们向一个方向延伸,呈带状。当有用矿物的条带不含其他矿物(纯条带)且脉石矿物的条带较纯时,矿石易于分选。当条带不纯时,其选矿特征与浸染状构造矿相似。4.角砾岩结构是指一种或多种矿物集合体的不规则胶结。如果有用矿物变成破碎的角砾岩,被脉石矿物胶结,粗磨可以得到粗精矿和废尾矿,粗精矿再磨再选。如果脉石矿物为破碎角砾岩,有用矿物为水泥,粗磨可获得一部分合格精矿,留在富尾矿中的有用矿物需再磨再选后才能回收。5.鲕粒结构大致可分为:(1)鲕粒是有用的矿物成分,胶结物是脉石矿物。此时磨矿粒度取决于鲕粒的大小,精矿质量也取决于鲕粒中有用组分的含量;(2)鲕粒是由多种矿物(有用矿物和脉石矿物)组成的同心环状结构。如果鲕核大部分由有用矿物组成,另一部分由脉石矿物组成,水泥为脉石矿物,那么在粗磨细度(相当于鲕粒大小)下可以得到粗精矿和最终尾矿。为了进一步提高粗精矿的质量,往往需要将其磨至鲕粒带的大小。此时磨矿粒度极细,导致矿石出现矿泥,回收率急剧下降。因此,复杂鲕状矿石的机械选矿一般难以获得高质量的精矿。与鲕状构造的选矿工艺特征相似,有豆状构造、肾状构造和结核状构造。如果这些结构类型矿石的胶结物是松散的脉石矿物,通常通过洗涤和筛分获得粗精矿。6.脉状和网状脉状结构在一组矿物集合体的裂隙中,另一组矿物集合体被穿插成脉状和网状。如果有些矿物成为脉石中的网脉,粗磨后可以选出一些合格的精矿,富尾矿可以磨矿再选。如果脉石成为有用矿物中的网脉,应选废尾矿,低品位精矿应再磨再选。7.多孔蜂窝状结构是指在风化作用下,矿石中的一些可溶性矿物或成分被带走,在矿石中形成孔洞,这种孔洞多为孔洞。如果矿石在风化过程中溶解了一些物质,剩下的不溶或不溶的成分就形成了像墙或隔墙一样的骨架,这种骨架就叫蜂窝。这两种矿石都容易破碎,如填孔、结晶其他矿物等,会对选矿产生不利影响。8.层状结构矿物中的各种矿物成分呈平行层理方向嵌布,层间接触边界较为整齐。通常,铁、锰和铝的氧化物和氢氧化物具有这种结构。分选的难度取决于层中有用矿物颗粒本身的结构关系。9.胶体结构当肢溶液的矿物沉淀时,形成胶体结构。它是一个复杂的集合体,由弯曲的平行条带和圆带状矿石瘤组成。这个结构有许多裂缝。凝胶状结构可由一种矿物或几层交织的矿物带形成。如果有用矿物和脉石矿物的胶体沉淀是彼此分离的,而不是同时进行的,那么就有可能将它们分开。如果两者同时沉淀形成胶状混合物,有用矿物含量不高,用机械方法很难分选。【下一篇】二。矿石结构。矿石的结构是指矿石中矿物颗粒的形状、大小和分布所表现出来的特征空。构成矿石结构的主要因素有:矿物粒度、颗粒形态(结晶程度)、嵌布方式等。1.矿物粒度的分类原理和分类类型还是有很大差别的。但在矿物加工技术中,为了说明有用矿物的粒度与破碎、研磨、分选方法之间的重要关系,往往采用粗粒嵌布、细粒嵌布、细粒嵌布、次粒嵌布等概念。至于怎么叫粗和细,这是一个相对的概念,和采用的选矿方法、设备、矿物种类有关。一般可大致分为:(1)粗嵌布矿物颗粒大小为20~2mm,肉眼也可见到或测出。该类矿石可通过重介质选矿、跳汰或干式磁选进行分选。(2)中等大小的浸染状矿物颗粒大小为2~0.2mm,可借助放大镜用肉眼观察或测量。该类矿石可通过摇床、磁选、电选、重介质分选和表面浮选进行分选。(3)微细浸染状矿物大小为0.2~0.02mm,需要在放大镜或显微镜下进行鉴定,其大小只有在显微镜下才能确定。这类矿石可通过摇床、溜槽、浮选、湿式磁选、电选等方法加以利用。当矿石性质复杂时,需要用化学方法处理。(4)嵌有细颗粒的矿物颗粒大小为20~2μm,只有在显微镜下才能观察到。这种矿石可用浮选、水冶等方法处理。(5)亚显微(亚显微)浸染状矿物粒度为2~0.2μm,需用特殊方法(如电子显微镜)观察。这种矿石可以用湿法冶金处理。(6)胶体分散矿物的粒度小于0.2微米..需要特殊方法(如电子显微镜)进行观察。这种矿石一般可以用湿法冶金或火法冶金来处理。有用的粒度不均匀的矿物嵌体可称为不均匀粒嵌体、细粒嵌体等。嵌布粒度特征研究嵌布粒度特征是指矿石中矿物颗粒的粒度分布特征。实践中可能遇到的嵌布矿石粒度特征大致可分为以下四种:(1)有用矿物颗粒粒度大致相近(如图中曲线1所示),可称为等粒嵌布矿石。这种矿石是最简单的。分选前可将矿石磨至有用矿物颗粒基本完全解离,再进行分选。分选方法和难度主要取决于矿物颗粒的大小。(2)粗粒矿石,即粒度不等的粗粒浸染状矿石(如图中曲线2所示),一般应采用阶段碎磨阶段选别工艺。(3)细粒矿石,即以细粒为主的不等粒嵌布矿石(如图中曲线3所示),一般要经过技术经济比较,才能决定是否需要采用阶段碎磨阶段选别工艺。(4)矿物颗粒均匀分布在各粒级中(如图中曲线4所示),即所谓极不均匀的浸染状矿石。这种矿石是最难选的,往往需要多级碎磨和多级分离的过程。
矿物嵌布粒度曲线[下]
由上可见,矿石中有用矿物颗粒的粒度和粒度分布特征决定了选矿方法和流程的选择,以及可能的选矿指标。因此,在矿石可选性研究中,矿石嵌布特征的研究通常具有重要意义。还需要注意的是,选矿工艺中常用的“矿石的嵌布特征”(有人称之为嵌布特征)一词的含义,不仅指矿石中矿物颗粒的粒度分布特征,有时还包括有用矿物颗粒是否均匀分散在矿石中的性质。均匀分布的矿石可称为均匀浸染的矿石,不均匀分布的矿石可称为不均匀浸染的矿石(在过去的教科书,以及其他许多矿物加工专业书刊中,不均匀颗粒浸染的矿石称为不均匀浸染的矿石,请注意区别)。当矿物粒度很小时(如胶体矿物),矿物分散的不均匀性往往有利于分离。如果多种有用的矿物颗粒彼此相邻,紧密共存,形成分布在脉石中的粗骨料,则称之为骨料浸染状矿石。这类矿石在粗磨的情况下往往可以抛出较差的尾矿,然后粗精矿再磨再选,可以显著节约磨矿成本,减少下一步分选作业的矿石处理量。2.晶粒形态和镶嵌特征可分为:(1)自同构——晶粒的晶体形态完整;(2)半自生晶体——晶粒的某些晶面不完整;(3)异形晶体——晶粒的晶体形状完全不完整。完整或良好的矿物颗粒晶体将有利于破碎、研磨和分离。反之,矿物没有完整的晶形或晶面,不利于矿物加工。矿物颗粒与颗粒之间的接触关系称为镶嵌。如果颗粒间的接触边缘平整光滑,则有利于选矿。反之,如果呈锯齿状、不规则状,则不利于选矿。常见的矿石结构类型:(1)自形粒结构矿物的晶粒具有完美的晶体形状。一般为结晶早、晶体生长力强的矿物颗粒,如铬铁矿、磁铁矿、黄铁矿、毒砂等。(2)半自形粒状结构由两种或两种以上的矿物颗粒组成,其中一种是自形程度不同的晶粒,而后面的颗粒往往是异形颗粒,它们腐蚀了前面形成的矿物颗粒。例如,半自结晶颗粒结构由较早形成的不同程度自结晶的黄铁矿颗粒和较晚形成的方铅矿和其他形式的方解石组成。(3)异形颗粒结构由一种或几种具有异形晶粒的矿物集合体组成。晶粒没有晶面,往往位于自生晶粒的空间隙中,其形状由空间隙形状决定。(4)斑状结构和含斑状结构构造的特征是某些矿物在较细的基质中是巨大的斑状晶体,这些斑状晶体具有一定程度的自同构,但溶蚀现象不明显。例如,多金属矿石中的黄铁矿斑状晶体在闪锌矿基质中形成斑状结构。包裹体结构是指矿石成分中有一些巨大的颗粒,其中含有大量的细晶,而这些细晶是不规则的。(5)交代溶蚀作用和交代残余构造。首先结晶的矿物被后来生成的矿物交代溶解。如果交代作用后,矿物集合体中仍残留有不规则的、碎布状或岛状的初生矿物颗粒,则为残余结构。(6)不透明结构是指一种矿物的微细颗粒以珠状分布在另一种矿物中。例如,方铅矿的小水滴状斑点在闪锌矿中形成乳浊化。(7)晶格结构在主矿物中,另一种矿物的晶体分布在几个不同的晶向,呈晶格状。(8)团状结构是指一种矿物的粗他晶颗粒被另一种细他晶矿物集合体所包围。(9)交错结构和放射状结构片状矿物或柱状矿物颗粒交错镶嵌在一起,形成交织结构。如果片状或柱状矿物呈放射状嵌入,称为放射状构造。(10)海绵-晶体-铁结构金属矿物的异形细粒集合体胶结硅酸盐矿物的粗大自生晶体,形成特殊的结构形态,称为海绵-晶体-铁结构。(11)褶皱构造是一种特殊的矿物结构,具有柔韧性和延展性。它的特点是各种塑性变形和弯曲的软皱图案。如方铅矿的解理角常剥落形成三角形空腔,空腔连线弯曲形成软皱。再比如辉钼矿(塑性矿物),受力后变形,也能形成软皱。(12)破碎结构是脆硬矿物所特有的。例如,黄铁矿、毒砂、锡石和铬铁矿是常见的。在矿石中很常见,压缩矿物中出现裂纹和尖角碎片。矿物的各种结构类型会对选矿工艺产生不同的影响,如交代溶蚀、残渣、结核等交代结构矿石,在选矿中很难将它们完全分离。压碎的形状一般有利于研磨和单体解离。晶格等固溶体分离结构因接触边界光滑而易于分离,但以微小乳滴形式存在的矿物颗粒却很难分离。其他结构,如粒状(自形、半自形、异形)、交织、海绵铁等,除矿物成分复杂、晶粒细小者外,一般容易分选。