摘要：我國是礦產(chǎn)資源大國同時也是人均礦產(chǎn)資源小國。盡管近年來資源綜合利用趨于精細化，然而仍有相當大部分企業(yè)采用粗放型生產(chǎn)加工。其根本原因在于礦物的種類繁多、化學、物理、物理化學性質(zhì)千錯萬別，甚至同一種礦物的組成和性質(zhì)也不太一致。這給礦物分選研究帶來了很多難題，再加上我國相關(guān)技術(shù)條件的限制，因此對一些礦物分選還不能取得理想的結(jié)果。其中晶質(zhì)礦物占相當大的一部分，故對礦物晶體性質(zhì)的研究對指導選礦有著重要的意義

關(guān)鍵詞：晶體性質(zhì) 晶體測試 選礦

中圖分類號：TF762.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）29-075-01

晶質(zhì)礦物在目前可被工業(yè)利用的礦石中有著很大的份額，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。像煤這樣產(chǎn)量巨大的一次能源，其尾礦便含巨大的晶體礦物。因此在開展資源綜合利用與精細化工等方面也是十分重要的課題。本文針對科研工作者在所做與選礦有關(guān)晶體的性質(zhì)方面的基礎(chǔ)研究,研究礦物晶體常用的測試技術(shù)設(shè)備及晶體性質(zhì)對選礦工藝流程的指導作用等方面進行了粗淺的總結(jié)。

1.與選礦有關(guān)的晶體性質(zhì)的基礎(chǔ)研究

礦物晶體的物理、化學、物理化學的性質(zhì),晶體習性,結(jié)構(gòu)構(gòu)造,連生特性,嵌鑲關(guān)系等無不成為選礦過程中的重要因素，甚至較大程度的影響著選礦的工藝流程及分選指標。

1.1礦物晶體化學性質(zhì)的基本研究

1.1.1組成礦物晶體的粒子：礦石是否具有工業(yè)利用價值主要看礦石中的有價元素、有益組分和有用礦物。而這些均需首先清楚礦石的化學組成及礦物組成。組成礦物的基本結(jié)構(gòu)單位是原子、離子和分子。據(jù)此，我們可將構(gòu)成晶體的格子構(gòu)造分為原子晶格、金屬晶格、離子晶格和分子晶格。顯然不同晶格構(gòu)造的晶體結(jié)合力、結(jié)構(gòu)特點、光學性質(zhì)、力學性質(zhì)、溶解性、電學性質(zhì)、磁性等均存在較大的差異。

1.1.2晶體的同質(zhì)多像與類質(zhì)同象現(xiàn)象：同質(zhì)多像是指在不同的物理化學環(huán)境中，相同的化學組分而形成結(jié)構(gòu)不同的幾種晶體。盡管它們的化學組成相同，但構(gòu)造不同決定了它們性質(zhì)有時差異較大，例如石墨與金剛石。類質(zhì)同象指化學成分不同但類似而結(jié)晶構(gòu)造相同，在結(jié)晶過程中構(gòu)造單位可以相互替換，而不改變晶體構(gòu)造的現(xiàn)象。很明顯，在選礦中類質(zhì)同象十分嚴重的影響精礦的品位,對某些稀有元素，特別是分散元素造成物理方法無法分選。

1.1.3膠體礦物的性質(zhì)：直徑1—100um的礦物微粒分散于分散劑中形成膠體。自然界的膠體礦物主要為水溶膠，分散質(zhì)具有直徑微小、難容、成分復(fù)雜、比表面積大可以吸附大量的離子而帶電、狀態(tài)不穩(wěn)定等特點。因此在選礦過程中它以礦泥的形式影響礦漿的黏度、電負性及精礦的品位等。作為尾礦極難處理，但在一定的條件下也有一定的價值。如氧化錳的膠體常吸附鈷，膠凝作用形成的含鈷硬錳礦常作為鈷礦開采。

1.2礦物晶體物理及物理化學性質(zhì)的研究

在目前的選礦工藝中物理選礦仍然保持著主導作用。因為礦物間的物理性質(zhì)存在較大的差異，盡管物理分選相對比較成熟，但隨著富礦的不斷消耗，礦石“貧、細、雜的特點逐漸加劇，對進一步研究其物理、物理化學性質(zhì)仍很重要。

1.2.1晶體礦物的光學性質(zhì)：礦物晶體的光學性質(zhì)主要研究晶體對光線（可見光及特殊光線）的吸收、折射、反射、透射以及引起光線的干涉、散射、衍射等現(xiàn)象。這對巖礦鑒定有重要的意義，也為分析礦石的性質(zhì)、制定選別方案提供依據(jù)。

1.2.2晶體的力學性質(zhì)：包含彈性、撓性、延展性、脆性、硬度、解理及裂開，其中尤為重要的為解理、裂開和硬度。根據(jù)解理程度可分為完全解理、中等解理和不完全解理。裂開與晶體結(jié)構(gòu)有著不可分割的關(guān)系。硬度按摩氏硬度劃分為10個標準。它們主要影響選前作業(yè)，對破碎、磨礦方式及段數(shù)有著決定性的作用，對設(shè)備選型也存在較大的影響。

1.2.3：晶體其它物理、物理化學性質(zhì)：礦物晶體導電性、磁性、相對密度、放射性、導熱性、表面積、疏水性等也對選礦有重要的影響。

1.3晶體礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

晶體礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是礦物顆?；蚣象w的形狀、大小和相互結(jié)合關(guān)系及礦物的結(jié)晶程度。礦物顆粒的粒度大小與破碎、磨礦和選別發(fā)方法有著重要的關(guān)系。礦物晶體顆粒嵌布與選礦的關(guān)系可分為粗粒嵌布、中粒嵌布、細粒嵌布、微粒嵌布、次顯微嵌布、膠體分散，并且不同的嵌布粒度對應(yīng)著不同的選礦方法。對砂礦礦物的粒度組成及各粒級的金屬分布率的研究對分選優(yōu)重要意義。礦物的形態(tài)有很多種，不同形態(tài)的礦物對應(yīng)的選別方法有所差異，特別是對碎磨流程有較大的影響，還需看礦石中有用礦物的嵌布特性、分布的均勻程度是否有其他的礦物包體等。由礦物顆粒結(jié)晶的完整程度將礦物分為自形晶、半自形晶及他形晶。礦物顆粒結(jié)晶完整有利于破碎、磨礦和選別。晶體構(gòu)造對礦物工藝性質(zhì)也有較大的影響，以硅酸鹽為例，由于硅氧骨干聚合形式不同導致了它們性質(zhì)各異。

2.礦物晶體研究常用的測試設(shè)備：

偏光顯微鏡、反光顯微鏡、XRD、SEM、TM、IR、DTA、TG等。

3.礦物晶體研究對選礦的指導作用

3.1破碎與磨礦

破碎與磨礦作業(yè)占選場能耗的60%，并且碎磨指標直接影響選別作業(yè)，我們也提出不少節(jié)能思想如多碎少磨、以碎代磨預(yù)先拋尾、分段磨礦分段選別等。然而這都需要對礦物晶體的性質(zhì)有充分的認識，晶體的解理、裂開、硬度、形態(tài)、結(jié)合特性、大小、晶體習性等較大程度決定碎磨作業(yè)。

3.2對選別工藝的作用

目前選場使用較多的工藝為重、磁、浮的一種或幾種。另外，還有少部分電選、化學選礦與生物浸出，采用何種方法取決于礦石中有用礦物與無用礦物的性質(zhì)差異。

3.2.1晶體性質(zhì)對重選的影響

重選的內(nèi)因是礦物間的密度差異，用e來衡量礦物重選分離的難易程度，然而粒度與形狀會影響按密度分選的精確性，礦物晶體在碎磨過程中的一些性質(zhì)也會作用于分選作業(yè)，如產(chǎn)生大量細粒級礦粒則需要洗礦脫泥，二晶粒的疏水性又影響洗礦效果，礦石中有用礦物結(jié)晶粒度組成及各粒級的金屬分布率對砂礦選別具有重要意義礦物晶粒間的嵌鑲關(guān)系影響選礦入選粒度、選別段數(shù)、以及中礦的處理等晶體表面的化學性質(zhì)也對重選產(chǎn)生重要影響。Michell（1968）首先證實了礦物表面電化學性質(zhì)對重選的影響。

3.2.2晶體性質(zhì)對浮選的影響

礦物的可浮性不僅與藥劑的作用特點及活化程度有關(guān)，而且也與礦物晶體本身的電化學性質(zhì)有關(guān)，研究礦物晶體的電極電位變化，雙電層的微分電容，極化特征等均有助于控制浮選過程，科學工作者對晶格缺陷的研究、證實其可作為表面化學活性中心，礦物的吸附性、可浮性或催化性質(zhì)都與表面活性中心有關(guān)。以前，人們研究礦物可浮性只集中在礦物表面而晶體的內(nèi)部性質(zhì)也對浮選有著重要作用：（1）晶格大小對選擇捕收劑的影響（2）配位數(shù)影響礦物的可浮性（3）極化作用對可浮性的作用（4）晶格中鍵的類型對可浮性的影響。

4結(jié)束語：隨物理學及物理化學等基礎(chǔ)學科的快速發(fā)展，礦物晶體的性質(zhì)研究已從晶體宏觀表面的初淺研究深入到晶體內(nèi)部及表面改性的精細加工研究。研究的手段也多種多樣，深入開展晶體化學、晶體光學、晶體物理學等對指導選礦工藝流程、控制選礦工藝條件、開發(fā)新工藝、新設(shè)備、新藥劑有著深遠的意義。