矿物和采矿的相分析定量矿物学

通过XRD和TOPAS Rietveld细化定量矿物学有助于改善南非锰冶炼厂的运营。对矿石相组成的准确认识可以建立定量矿物学数据与熔炼过程中所需的能量和还原剂数量之间的经验关系。

锰矿定量矿物学

南非是世界领先的锰生产国。大多数原料是通过矿物学复杂的冶炼矿石获得的(图1)。传统上，冶炼厂原料的质量控制是通过散装化学方法进行的。然而，在冶炼厂中处理材料所需的能量和还原剂(如煤)的数量是由矿石的相组成决定的，因为矿物有不同的熔点和锰的价态。因此，利用XRD和DIFFRAC对喀拉哈里(北开普省)锰矿石进行了定量矿物学研究^加TOPAS[1]。

XRD和TOPAS Rietveld分析的特征

对于[1]处理的矿物系统，XRD和TOPAS Rietveld分析优于扫描电子显微镜(SEM)分析，因为:

• XRD样品的制备对于冶炼厂来说具有成本效益和可行性，
• 通过XRD进行的矿物鉴定被认为比通过EDS进行的鉴定更为可靠（如hausmannite和Bixbyte等矿物的XRD图谱明显不同，而EDS特征几乎相同），
• 颗粒的细粒度结构可能会阻碍EDS对赤铁矿等矿物的测欧洲杯猜球平台定，而这与XRD无关。
• 主要相的可接受精度限值（1-2 wt-%）足以评估矿石的熔炼行为。

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采用D500衍射仪、铜辐射仪、二次石墨单色仪和闪烁计数器对钻孔岩芯样品和两种锰矿参考物质欧洲杯足球竞彩SARM 16和17[2]进行了测量。采用TOPAS和基本参数[3]方法对粉末的步进扫描图谱进行分析。

TOPAS定量分析不需要校准，不受管老化的影响，考虑整个粉末模式，因此不受峰重叠的困扰。此外，除了相浓度外，还获得了物理上合理的晶粒尺寸和应变参数。

图1。锰矿资料的TOPAS拟合。常见的矿物有:布劳恩特锰^2＋锰^３＋₆硅₁₂、赤铁矿铁₂O_3.，豪斯曼尼特锰^2＋锰^３＋₂O4，雅各布氏体（Mn^2＋、铁^2＋，Mg）（铁^３＋，明尼苏达州^３＋）₂O₄，方解石碳酸钙_3.铁锰云石Ca (Mn^2＋，Mg，Fe^2＋)（公司_3.）₂白云石CaMg(有限公司_3.）₂，菱锰矿_3.方铁锰矿(Mn^３＋、铁^３＋）₂O_3.，钙铝榴石_3.铁^３＋₂(SiO₄）_3.、斜绿泥石(毫克、铁^2＋）₅铝（硅）_3.Al）O₁₀(哦)₈，锰氧化物锰^３＋O(哦),锰橄榄石(Mn^2＋、镁)₂硅₄、蛇纹石和微量矿物。

XRD和TOPAS Rietveld方法的准确性

低品位矿石中有多达9种矿物被量化，高品位矿石中有多达12种矿物被量化[1]。发现相含量的3sigma绝对标准偏差低于1wt-%。XRD和TOPAS Rietveld方法的准确性非常快，通过独立但较慢且要求更高的方法（定量SEM和ICPOES）进行验证。根据相的化学计量比，根据XRD相组成计算元素和氧化物浓度。它们与微观分析结果非常吻合。图2显示了参考矿石SARM 16和17的非常好的一致性。

图2。使用TOPAS Rietveld[1]测定的浓度与标准锰矿石SARM 16（高品位，填充符号）和17（低品位，开放符号）的参考数据的一致性图。该线显示1:1一致性。

总结

XRD和TOPAS分析提供了定量的矿物学结果，适用于锰冶炼厂的质量控制。这一点很重要，因为不同的矿石组成可能满足矿石的品位要求，但表现出不同的工艺参数。TOPAS结果可以可靠地预测熔炉能耗、还原剂用量等冶炼操作参数。此外，象碳酸盐岩这样的相可以作为天然通量剂加以量化。

基于XRD和TOPAS的质量控制具有很大的潜力，一般可以预测矿石质量控制和优化冶炼操作。此外，具有识别荧光辐射能力的快速一维探测器(LynxEye™)的应用提高了数据采集速度，并使常规质量控制成为可能。

本信息来源、审查和改编自Bruker X射线分析公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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