Лекция 1. Микроскопический метод исследования руд в отраженном свете.

Лекция 1. Микроскопический метод исследования руд в отраженном свете.

Определение понятий: минеральное сырье, полезный компонент, руда, месторождение полезных ископаемых, минераграфия.

Минеральное сырье (полезное ископаемое) – природное или техногенное минеральное образование, которое в сыром или переработанном виде может быть использовано в практической деятельности человека. Примеры: в сыром виде мы потребляем подземную воду, соответствующую по своим параметрам питьевой, или используем современные суглинки для строительства; во многих случаях необходимо обогащать минеральную массу, подвергая ее иногда достаточно сложным процессам концентрирования полезных компонентов (гравитационная, магнитная сепарация, флотация) и др. Виды минерального сырья выделяются по различным позициям. Выделяют следующие полезные ископаемые: металлические и неметаллические; твердые, жидкие и газообразные; породы, минералы и элементы; стратегические и другие. Выделяют от 160 до 400 разновидностей минерального сырья. Количество минерального сырья в недрах называется его запасами.

Полезный компонент – горная порода, минерал, химическое соединение или элемент, которые являются предметом добычи и промышленного использования.

Руда - представляет собой минеральный агрегат, в котором содержание ценного компонента (или компонентов) достаточно для промышленного извлечения. Руды могут быть моно-и поликомпонентными (комплексными). Они также могут иметь в своем составе технологически вредные примеси или экономически полезные примеси, содержать ядовитые вещества или быть относительно экологически «чистыми».

Промышленный концентрат (промышленный продукт) - продукт переработки и обогащения руды, который является предметом поставки для дальнейшего использования в промышленности.

Хвосты – отходы переработки и обогащения руды.

Месторождение полезных ископаемых - природное или техногенное скопление минерального сырья, которое по своим качествам, количественным, горнотехническим, географо-экономическим и геоэкологическим параметрам соответствует условиям его рентабельной разработки.

Рудные месторождения подразделяются на месторождения черных, легких, цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также рассеянных и редкоземельных элементов.

К нерудным месторождениям относятся месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья.

Месторождения горючих полезных ископаемых принято разделять на месторождения нефти, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа.

Гидроминеральные месторождения разделяют на подземные воды питьевые, технические, бальнеологические, или минеральные, и нефтяные, содержащие ценные элементы в количестве, достаточном для их извлечения (бром, иод, бор, радий и др.).

Микроскопический метод исследования металлов впервые был применен в 1831 году в г. Златоусте горным инженером П.П. Аносовым, который с помощью микроскопа открыл тайну строения «булата» и наладил производство высококачественных клинков.

В 1868 году на Обуховском заводе Д.К. Чернов открыл критические точки превращения стали, установил связь превращений со структурой металла и положил основы науки металлографии, из которой и развилась позднее минераграфия.

Два столетия назад геолог Е.Д. Стратанович по инициативе Е.С. Федорова разработал на Турьинских рудниках метод макроскопического изучения отшлифованных и покрытых лаком образцов руд, что позволило ему осветить процессы оруденения.

Впервые в бывшем СССР минераграфический метод был рекомендован профессором К.И. Висконтом, который в «Рудном вестнике» за 1918 год поместил статью «О методе металлографического анализа непрозрачных рудных минералов». С 1922 по 1924 г. с минераграфией начали знакомить студентов Ленинградского горного института и Московской горной академии. В 1929 г. профессором Н.А. Шадлуном и другими были начаты учебные занятия по минераграфии в Уральском политехническом институте.

В 1930 г. вышло краткое руководство с определителем по минераграфии «Микроскопическое исследование руд в отраженном свете», написанное Ф.И. Абрамовым.

В 1933 г. была напечатана книга А.Г. Бетехтина и Л.В. Радугиной «Определение рудных минералов под микроскопом».

В 1934 г. появилась книга С.А. Юшко «Методы изучения руд в отраженном свете» Она включает, кроме краткой методической части и таблиц, описание структур руд и основы количественного минералогического анализа. В 1949 г. вышло второе издание данной работы, дополненное и переработанное.

Ряд теоретических вопросов в связи с изучением оптических явлений в отраженном свете разобран в работе Ж. Орселя «Измерение отражательной способности рудных минералов при помощи фотоэлементов и в книге Ф. Ринне и М. Берек «Оптические исследования при помощи поляризационного микроскопа».

В 1934 и 1937 годах в печати выходят работы А.Г. Бетехтина «О текстурах и структурах руд» и разбираются процессы формирования текстур и структур руд. В 1958 году под редакцией А.Г. Бетехтина выходит книга «Текстуры и структуры руд».

В 1937 г. И.С. Волынский предложил определитель рудных минералов при минераграфических исследованиях.

В 1941 г. вышла книга А.А. Глаголева «Геометрические методы количественного анализа агрегатов под микроскопом».

В 1947-1949 гг. опубликована работа И.С. Волынского в трех томах «Определитель рудных минералов под микроскопом». В 1966 г. эти тома были дополнены и переизданы.

Пионерами в развитии рудной микроскопии в США были У. Кемпбелл и К.У. Найт, У.Л. Уайтхед, Ф.Н. Гилд, И.С. Бастин, У.М. Дэви, К.М. Фарнхем и Дж. Мердоч. За пределами США аналогичные работы проводились Б. Гранигом, Г. Шнейдерхеном, П. Рамдором и Р.У. Ван дер Вином. Многие исследователи внесли свой вклад в развитие аппаратуры и методики в отраженном свете. Особого упоминания заслуживают американские ученые И.С. Сэмпсон, М.Н. Шорт, Л.К. Грейтон, И.И. Фэрбенкс, Х.И. Мак-Кинстри, Дж.У. Вандервильт, а также ученые других стран: Л. Капдеком, И. Томсон, Р. Галопин, Дж.А. Дэнн, А.Ф. Халлимонд и др. Теория оптики развивалась главным образом под влиянием идей П. Друде, Ж. Орсела, Ф.И. Райта и М. Берека.

В 1964 г. вышла книга М.П. Исаенко «Определитель текстур и структур руд». В более поздних изданиях (1984 и 1986 г.г.) опубликованы книга С.А. Юшко «Методы лабораторного исследования руд» и М.П. Исаенко и др. «Определитель главнейших минералов руд в отраженном свете» и другие.

Минераграфия - это метод микроскопического изучения в отраженном свете полированных образцов рудных или вообще непрозрачных минералов. С помощью этого метода может быть установлен минералогический состав руды (качественный и количественный) и выяснены ее структурные особенности.

Минераграфия тесно связана с минералогией и с учением о полезных ископаемых. Знание минералогии необходимо для успешного прохождения курса минераграфии. С помощью минераграфического метода определяются микроскопические зерна минералов, недоступные для определения с помощью других макроскопических методов.

Особенно велико значение минераграфии в изучении рудных месторождений. Минераграфические исследования помогают устанавливать вещественный состав руд и выяснить закономерности изменения его в различных участках рудного тела. Изучение структурных особенностей руд дает указания на последовательность минералообразования. Наряду с петрографическими и геологическими исследованиями, позволяют выяснить генетический тип месторождения и тем самым подойти к правильной оценке последнего и к выбору наиболее эффективных методов ведения геологоразведочных работ.

Минераграфия имеет исключительно большое значение для механического обогащения руд и вообще их технологической переработки. Обогатитель должен знать качественный и количественный минералогический состав, размеры зерен и характер их срастания как для исходной руды и концентратов, так и для хвостов и промежуточных продуктов. Эти данные позволяют установить требуемую крупность дробления, облегчают выбор метода обогащения и позволяют контролировать ход его процесса.

Минералогические исследования руд месторождений различных полезных ископаемых сводятся к решению следующих основных задач: 1) исследование минерального состава руд; 2) выделение типов руд и слагающих парагенетических минеральных ассоциаций; 3) размещение типов руд, выявление зональности; 4) изучение главных рудообразующих минералов, их типоморфных особенностей и форм вхождения в них элементов-примесей; 5) для ценных компонентов выявляются закономерности их распределения и формы нахождения; 6) изучение текстур и структур руд; 7) составление схемы процесса минералообразования и выявление условий формирования месторождения; 8) оценка обогатимости руд по данным минералогических исследований.

Для решения выше перечисленных задач в процессе проведения разведочных работ или эксплуатации месторождения отбираются специальные пробы с целью определения содержания ценных элементов или для исследования вещественного состава руды и ее технологических свойств. В зависимости от назначения различают следующие пробы: химические, минералогические и технологические. Химические пробы предназначаются для определения химического состава руды и содержания в ней полезных компонентов с помощью химического, спектрального и других анализов. Минералогические пробы - к ним относятся штуфные образцы, полированные и прозрачные шлифы, предназначенные для качественной характеристики руды. Для количественной характеристики руды отбираются минералогические пробы. Последние подвергаются измельчению с целью проведения гранулометрического анализа; разделяются различными методами сепарации, в том числе под бинокуляром. Выделенные мономинеральные пробы анализируются с целью установления в них главных элементов-примесей. Технологические пробы служат для определения технологических свойств полезного ископаемого, качественных и количественных показателей процесса обогащения руд и переработки концентратов.

Как и любая методика, рудная микроскопия наиболее эффективна в сочетании с другими методами, среди которых при определении рудных минералов особенно важны спектрографические, химические, рентгеноструктурные и такие современные методы, как микрорентгеноспектральный микроанализ, электронная микроскопия и другие. Различные методы, дополняющие друг друга, являются необходимым оснащением современного исследователя руд и рудных минералов.

1 осн.[с. 5-7]; 3 осн. [с. 5-7]; 5 осн. [с.11-13]; 6 осн. [с. 4-10]; 7 доп. [с. 31-37]

Контрольные вопросы:

1. Ученые, вложившие вклад в равитие минераграфии.

2. Определение понятия минераграфия.

3. Перечислите основные задачи, решаемые с помощью рудной микроскопии.

Дата добавления: 2015-10-21