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鈦鐵礦、釩鈦磁鐵礦物相分析（硫化礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硅酸鹽礦）檢測

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發(fā)布時間：2025-07-30 15:37:49 更新時間：2025-07-29 15:37:50

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

鈦鐵礦、釩鈦磁鐵礦物相分析（硫化礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硅酸鹽礦）檢測

釩鈦磁鐵礦是一種具有極高經(jīng)濟價值的復(fù)雜共生礦，主要賦存于基性-超基性巖體中。其核心價值在于富含鐵（Fe）、鈦（Ti）、釩（V），并常伴生有鈷（Co）、鎳（Ni）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鉑族元素等有價金屬。礦石中的礦物組成異常復(fù)雜，主要包括鈦磁鐵礦（是釩、鈦、鐵的主要載體礦物）、鈦鐵礦、硫化礦（如磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦等）以及多種硅酸鹽礦物（如輝石、斜長石、橄欖石、角閃石等）。對這類礦石進行精確的物相分析，即定量測定不同礦物相（特別是硫化礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、硅酸鹽礦）的含量及其賦存狀態(tài)，是評價礦石質(zhì)量、制定高效合理的選礦工藝流程（如磁選、浮選、重選及其聯(lián)合流程）、預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源綜合利用率和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵基礎(chǔ)工作。

檢測項目

物相分析的核心目標是定量測定以下主要礦物相在礦石中的含量：

1. 硫化礦相： 包括磁黃鐵礦(Fe_1-xS)、黃鐵礦(FeS₂)、黃銅礦(CuFeS₂)、鎳黃鐵礦((Fe,Ni)₉S₈)等硫化物的總量及關(guān)鍵硫化物的相對含量。分析硫(S)元素的分布及賦存狀態(tài)是關(guān)鍵。

2. 鈦磁鐵礦相： 這是釩鈦磁鐵礦中最核心的礦物，它是鈦鐵礦(FeTiO₃)、磁鐵礦(Fe₃O₄)及含釩磁鐵礦的固溶體或礦物集合體。需要測定其總量、Fe、Ti、V等主要元素在其中的含量及分布。

3. 鈦鐵礦相： 獨立存在的鈦鐵礦(FeTiO₃)礦物。需要測定其含量及TiO₂品位。

4. 硅酸鹽礦相： 包括輝石類（如普通輝石）、斜長石類、橄欖石、角閃石等脈石礦物。需要測定其總量及主要硅酸鹽礦物的組成。

5. 其它礦物相： 如鉻鐵礦、磷灰石、碳酸鹽礦物等次要或微量礦物相，也可能根據(jù)需要進行檢測。

檢測儀器

釩鈦磁鐵礦物相分析需要綜合運用多種儀器設(shè)備：

1. X射線衍射儀： 最核心的儀器。通過測量礦物晶體對X射線的衍射圖譜，進行礦物種類（物相）的定性鑒定和半定量/定量分析。是區(qū)分鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、各種硫化礦和硅酸鹽礦的基礎(chǔ)手段。

2. 掃描電子顯微鏡配合能譜儀： 在高倍率下觀察礦物的顯微形貌、粒度、嵌布關(guān)系和解離特性。能譜(EDS)可進行微區(qū)化學(xué)成分的點分析、線掃描和面掃描（元素分布圖），直觀揭示元素的賦存狀態(tài)和各礦物相間的共生關(guān)系（如鈦磁鐵礦中鈦、鐵、釩的分布，硫化礦在硅酸鹽或氧化物中的包裹情況）。

3. 光學(xué)顯微鏡： 用于礦石薄片或光片的鏡下鑒定，初步觀察礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、粒度、解離度及礦物間的嵌鑲關(guān)系（反射光下區(qū)分金屬礦物，透射光下觀察硅酸鹽礦物）。

4. 化學(xué)分析設(shè)備：

原子吸收光譜儀 / 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 / 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀： 用于測定礦石及各分離礦物產(chǎn)品中的主、次、痕量元素含量（Fe, Ti, V, S, Si, Al, Ca, Mg, Mn, Co, Ni, Cu等）。
碳硫分析儀： 專門用于精確測定礦石中硫(S)的總含量，是硫化礦相分析的重要依據(jù)。

5. 磁選設(shè)備： 實驗室用磁力分離儀或濕式強磁選機，用于根據(jù)礦物磁性強弱（鈦磁鐵礦為強磁性，鈦鐵礦為中磁性，硫化礦和硅酸鹽多為弱磁性或無磁性）進行礦物相的預(yù)富集或分離。

6. 重選設(shè)備： 如搖床、重液分離裝置，利用礦物密度差異輔助分離礦物相（如鈦鐵礦密度較大）。

7. 配套設(shè)備： 研磨機（制樣）、樣品切割機、鑲嵌機、拋光機（制備光片）、烘箱等。

檢測方法

釩鈦磁鐵礦物相分析通常采用多種方法相結(jié)合的綜合手段：

1. 化學(xué)物相分析法： 這是最經(jīng)典和廣泛使用的定量方法。

原理：利用不同礦物相在特定化學(xué)溶劑（酸、堿、鹽溶液）中溶解行為的顯著差異，選擇性地溶解或保留某一目標礦物相。
流程：
1. 樣品制備： 將代表性礦石樣品破碎、研磨至合適粒度（通常要求98%以上通過200目篩）。
2. 選擇性溶解分離：
  - 硫化礦相分離： 常采用溴-甲醇溶液、碘-乙醇溶液或特定氧化性酸（如含溴酸鉀的鹽酸）選擇性地溶解硫化物，溶解液測定S含量換算成硫化礦量。
  - 硅酸鹽礦相分離： 使用氫氟酸(HF)或HF混合酸（常在聚四氟乙烯容器中）溶解硅酸鹽礦物。殘余物主要為金屬氧化物礦物（鈦磁鐵礦、鈦鐵礦）。溶解液測定Si、Al等元素含量換算成硅酸鹽量。
  - 鈦磁鐵礦與鈦鐵礦的分離： 這是難點。常用方法包括：
    - 磁性分離： 先利用強磁選將強磁性的鈦磁鐵礦富集，中磁性的鈦鐵礦留在非磁或弱磁產(chǎn)品中。
    - 選擇性溶解： 利用強還原劑（如SnCl₂+HCl）或特定絡(luò)合劑選擇性地溶解鈦鐵礦，保留鈦磁鐵礦（或反之）。溶解液測定Ti含量。此步驟常需與磁性分離結(jié)合。
3. 殘余物及溶解液分析： 對各分離步驟得到的溶液和最終殘余物進行化學(xué)分析，測定Fe, Ti, V, S等元素的含量。
4. 計算： 根據(jù)元素在不同相中的分配關(guān)系、礦物的理論化學(xué)組成（如鈦鐵礦含TiO₂ 52.7%），計算各礦物相的含量。
優(yōu)點：理論上可獲得較準確的礦物相定量結(jié)果。
缺點：流程長、操作繁瑣、溶劑選擇性強且條件苛刻（需嚴格控制濃度、溫度、時間、固液比）、分離可能不完全或存在交叉溶解、對操作者經(jīng)驗要求高。