矿石的结构和构造

矿石的结构和构造

    矿石的结构和构造是选矿工艺矿物学的重要内容，是矿石破碎、磨矿和选矿工艺必须考虑的因素之一。

    一、矿石的结构

    系指日的矿物的形状、大小和镶嵌关系。这些因素直接影响着选矿效果。矿物的形状和大小对破碎、磨矿、筛分及重选过程的影响尤为重要。不同的形状在考虑粒度分析、图像处理及沉降分析中所给定的校正系数也不相同，在矿物粒径测量中也必须考虑形状的影响。

    （一）矿物的形状

    矿石在破碎后随着矿物自身的形状和解理发育程度不同而出现不同的形状，如云母类矿物呈片状，硅线石呈针柱状，蓝晶石呈板柱状，磁铁矿及黄铁矿呈不规则粒状等。矿物形状与自由沉降速度有一定的关系。球体具有规则对称的外形，作为理论上的颗粒在同体积的物体中球体的表面积为最小，因此用球体的表面积与同体积的其他形状矿粒的表面积之比作为球形系数，用x表示，差值愈大愈偏离球形。

     （1）

表1  矿粒球形系数

    

    在粒度测量中按照破碎、磨矿及筛分的规律,粒径大小的测定必须考虑矿物的形状。球形颗粒为等轴状,各向均等,可用直径d表示。自然界的矿物为他形结晶体占多数，如磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、石英等，破碎后也多为不规则的颗粒，三维轴不等但相近，用长轴表示粒径d。片状矿物，有完全的{100}解理，在破碎后而成很薄的片状，片晶的平面轴相等或相近，测定时以平行于晶片的长轴代表粒径d。柱状及针状矿物的a轴和b轴相等或相近，而c轴＞a、b轴，一般用表示粒径；如果c轴≥a、b轴，则用表示粒径。板状矿物，如铌铁矿、钛铁矿、黑钨矿等，三维轴不等，相差较大，表示粒径。

    矿物形状的分类

    矿物按形状可分成：

    1、非晶质或显微晶质。此类矿物有：鲕状绿泥石、铁蛇纹石、黑硬绿泥石、胶磷矿、海绿石，微晶高岭石。

    2、球状（球壳放射状）晶体。此类矿物有：方英石、玉髓、菱铁矿、碳磷灰石。

    3、鲡粒状。此类矿物有：石髓、海绿石、方解石、胶磷矿、白云石、铁蛇纹石、赤铁矿。

    4、皮壳状微晶质或非晶质。此类矿物有：海绿石、碳磷灰石、针铁矿、三水铝石、白云石、褐铁矿。

    5、雏晶纤维状晶体。此类矿物有：阳起石、透闪石、纤闪石（角闪石）。

    6、纤维状晶体。此类矿物有：玉髓、钠闪石、硅线石、硬玉、纤维蛇纹石、蓝线石、直闪石、石膏。

    7、纤维针状晶体。此类矿物有：长石（微晶熔岩中长石）、霓石、针钠钙石、普通辉石、黝帘石（斜黝帘石）、阳起石、透闪石、绿帘石、直闪石、硅灰石、铁闪石、硅线石、角闪石、蓝闪石、电气石、金红石、钠闪石、钠铁闪石、文石、磷灰石、菱腮矿、硼镁铁矿、硼铁矿、针铁矿。

    8、针状放射状晶体。此类矿物有：直闪石、辉沸石、斜黝帘石、阳起石、柱沸石、绿帘石、方钠石、电气石、杆沸石。

    9、叶片状晶体。此类矿物有：钠长石、黝帘石、绿帘石、硅线石、硅灰石、普通辉石、硬石膏、霓石、蓝晶石、角闪石。

    10、片状晶体。此类矿物有：白云母、黑云母、铿云母、金云母、滑石、高岭石、叶蜡石、伊利石、石墨、绿泥石、蒙脱石、硬绿泥石、辉铂矿。

    11、片状集合体。此类矿物有：绢云母、滑石、高岭石、伊利石、蒙脱石、水镁石、三水铝石、叶蜡石、辉铂矿。

    12、自形晶体。

    13、柱状晶体。柱状晶体又可分成六方、正方、斜方、单斜和三斜住状。

    六方柱状。主要矿物有：霞石、电气石、绿柱石、刚玉。

    正方柱状。主要矿物有：黄长石、符山石、方柱石、锆石、金红石、黄铜矿、锡石。

    斜方柱（假六方）。主要矿物有董青石及文石（少见）。

    斜方柱。主要矿物有顽火辉石、紫苏辉石、直闪石、橄榄石、黝帘石、黄玉、红柱石、十字石、铌铁矿-钽铁矿。

    单斜柱。主要矿物有：单斜辉石、角闪石、斜黝帘石、绿帘石。

    三斜柱。主要矿物有蓝晶石。

    14、板状晶体。板状晶体又可分成不同晶形。

    六方。主要有赤铁矿、钦铁矿。

    斜方。主要有黝帘石、硬水铝石、重晶石、粒硅镁石、独居石。

    单斜。主要有长石、斜黝帘石、绿帘石。

    三斜。主要有长石、蓝晶石。

    15、楔状晶体。主要矿物有斜方：毒砂；单斜：榍石；三斜：斧石；假等轴：方英石（假八面体）。

    16、菱形晶体。主要矿物有：方解石组、明矾石（假立方体）：白云石组、菱沸石（假立方体）、白钨矿。

    17、等轴状晶体。此晶体可分成立方体、四面体、八面体。

    立方体。主要矿物有：方铅矿、黄铁矿、方镁石、钙钦矿、石盐、萤石。

    四面体。主要矿物有：白榴石、方沸石。

    八面体。主要矿物有钙钛矿、方镁石、磁铁矿、尖晶石、铬铁矿、方英石、白榴石。

    18、十二面体。主要矿物有：石榴石组、方纳石组。

    19、特殊形状和集合体。此形状和集合体有包裹或嵌晶：紫苏辉石及普通辉石镶嵌于基性岩或超基岩中。角闪石、直闪石-铝直闪石；堇青石、红柱石、十字石。

    20、共生状或共结状。此类可分成如下不同形状。

    微文象状：石英与正长石、微斜长石与钠奥长石共生。

    蠕虫状：钠长石或奥长石中石英呈蠕虫状共生。

    条纹状：正长石或微斜长石中钠长石或奥长石的共生。

    固溶体分解的共生：钛磁铁矿中磁铁矿与钛铁晶石及钛铁矿的共生，斑铜矿与辉铜矿的共生，斑铜矿与黄铜矿共生，斑铜矿与黝铜矿的共生；辉铜矿与铜蓝、辉铜矿与硫铜银矿、黄铜矿与方黄铜矿、黄铜矿与黝铜矿、黄铜矿与磁黄铁矿、黄铜矿与铜磁黄铁矿、方铅矿与辉银矿、方铅矿与硫银铋矿、磁黄铁矿与镍黄铁矿、闪锌矿与黄铜矿、闪锌矿与磁黄铁矿、黄锡矿与铜磁黄铁矿、银与辉银矿、硫锰矿与磁黄铁矿、辉铋矿与辉银矿、斑铜矿与脆硫铜铋矿、方黄铜矿与磁黄铁矿、方铅矿与深红银矿或淡红银矿共生……。岩石中也常见有紫苏辉石与透辉石、易变辉石与透辉石、普通辉石与紫苏辉石共生等。

    此外还有：他形粒状、溶蚀状、港湾状、残余状、乳滴状、羽状、角砾状、碎屑状、揉皱状等。

    （二）矿物的大小

    原生矿物晶体或集合体的大小直接影响矿物的可选性及单体解离情况。有效的选矿工艺要求有效的粒度范围。原生粒度是制定破碎及磨矿的依据。矿物细小难解离，也难分选。粒度范围与选矿作业的关系如图1所示。

图1  原生矿物粒度或大小与选矿作业的关系

    在矿石结构构造的描述中人们常以粗粒、中粒、细粒等相对量来描述矿石中目的矿物的大小。为了使用方便把这种称谓分六级，并规定了尺寸范围如表2。

表2  粒级的划分

    根据矿物大小可以描述各种具有一定尺寸的颗粒结构，如粗粒结构，微粒结构。

    （三）矿物的内部结构

    解理是矿物内部结构性质之一。矿物内部结构质点群在三维空间排列的距离不同，在相同方向完全一致，在质点相距较远的平面最容易裂开。当晶体受力后沿键力弱的方向裂开，形成光滑的平面称之解理。矿物解理是一种普遍现象，但解理发育的程度随犷物种类不同而异。解理发育的矿物容易破碎，破碎后的颗粒具有明显的规则状，云母类矿物呈薄片状裂开，石棉以纤维状裂开，无解理的矿物如石英、石榴石等呈不规则裂开。矿物解理对矿石矿物的破碎和磨矿十分重要。矿物解理发育的程度不同，可分为一组、两组、三组、四组解理。表3和表4分别列出一组和两组解理的矿物

表3  一组解理的矿物

表4  两组解理成90°或近于90°的柱状矿物

    两组解理相交56°及124°的矿物：角闪石类矿物，两组解理为柱状，解理面为{110}及（）解理平直而完全。

    三组解理的立方体矿物：方铅矿、方沸石、方镁石。

    三组解理六方柱状矿物：钙霞石、钠菱沸石。

    三组解理菱形矿物：菱沸石、方解石、赤铁矿（裂理）、刚玉（裂理）、白云石组。

    三组轴面及柱面解理的矿物：浊沸石{110}{010}、文石{110｝{010}菱锶矿｛110｝｛010｝、天青石｛110｝｛001｝、重晶石｛110｝｛001｝、硬石膏{110｝｛001｝。

    三组全轴面解理的矿物：硅灰石{100}{001}{102}、蓝晶石{100｝｛010｝｛001｝、硬石膏｛100｝｛010｝｛001｝、石膏｛100｝｛010}101｝。

    四组八面体解理的矿物：萤石、紫硫镍矿。

    四组二柱面解理的矿物：硬柱石｛010｝｛001｝｛110｝。

    六组十二面体解理的矿物：方钠石、闪锌矿。

    二、矿石矿物的构造

    矿石的构造是指目的矿物群的形状、大小、数量和空间上的分布特征。前两种在结构描述中已涉及，不再重复。数量的变化在具体构造描述中要涉及。目的矿物的分布均匀程度与选矿工艺有关，不均匀分布的矿石可采用粗粒抛尾矿或手选。矿石矿物的均匀度定义为：

    （1）

    矿石矿物的均匀度分类列于表5。

表5  矿石矿物的均匀度分选

    矿石构造一般是指宏观可见的，肉眼可以直接识别的，常见的构造类型有：（1）浸染状构造，此构造包括：星散浸染状构造，目的矿物＜10％；稀疏浸染状构造，目的矿物10～30％；中等浸染状构造，目的矿物30～50％；稠密浸染状构造，目的矿物50～80％；块状构造，目的矿物＞80％；（2）细咏状构造；（3）团块状构造：（4）胶状构造；（5）片状构造；（6）网脉状构造；（7）角砾状构造；（8）鲡状构造；（9）碎裂状构造；（10)斑状构造；（11）条带状构造；（12）结状构造；（13）糜稜状构造。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/825fb4cc90c69ec3d4bb75ae.html