Классификация лабораторных методов исследования минерального сырья.

Все методы можно объединить в 4 группы:

1) Оптический (для изучения ПИ под микроскопом изготавливаются особые препараты: шлифы, аншлифы, брикеты).

Шлифы представляют собой тонкие срезы типичных участков горной породы или руды. Толщина среза породы или руды от 0,005 до 0,025 мм.

Шлифы ископаемых углей имеют большую толщину 0,025-0,035 мм. Рудные минералы как правило не прозрачны и в шлифе черные, поэтому для их исследования используются непрозрачные полированные шлифы-аншлифы, исследуемые в отраженном свете. Кроме того уголь изучается в брикетах, это дробленный уголь, склеенный смолой.

Изучением аншлифов занимается особая отрасль знаний-минерография.

2) Физические методы исследования.

1. метод определения микротвёрдости с помощью алмазного микротвердометра.

2. метод определения намагниченности отдельных минеральных зерен.

3. в последние годы проводится изучение изотопного состава химических элементов, методом мас-спектрометрии.

Люминесцентный анализ применяется при диагностике и определения состава минералов, а так же для определения содержания элементов примесей.

Рентгеноструктурный метод позволяет определить кристаллографические показатели минерала и по набору эталонных образцов определить его название.

Группа радиометрических методов по интенсивности -излучения позволяет определить наличие радиоактивных элементов.

Электронная микроскопия позволяет изучать структуру атомов и молекул.

Гравиметрический анализ позволяет дифференцировать ГП по удельной плотности и иногда заменяет дорогой химический анализ.

3) Химический метод лабораторных исследований не смотря на дороговизну распространен широко, потому что позволяет определить содержание полезного компонента в ГП или руде.

4) Физико-химические методы:

1. спектральный анализ - позволяет изучить количественный состав элементов примесей, если их содержание не превышает даже сотых долей %. Однако этот метод непригоден, если содержание элемента примеси превышает 10е доли %.

· Эмисионный

· Абсорбционный

Эмиссионный изучает спектр излучения вещества. Атомы исследуемого вещества излучают электромагнитные колебания, за счет перехода электронов с верхнего уровня на нижний. Для этого исследуемое вещество превращают в газообразное состояние с помощью электрической дуги, а затем фотографируют спектр излучения.

Для каждого химического элемента характерен свой спектр излучения. Полученный спектр сравнивают с этанолом.

Абсорбционный анализ изучает спектр поглощения, так же характерный для каждого химического элемента.

2. термический анализ применяется при изучении осадочный пород, особенно карбонатных. Позволяет определить содержание карбонатов и приблизительно оценить их химический состав.

3. шлиховой анализ обеспечивает изучение распространения в пространстве минералов тяжелой фракции, как правило, рудных минералов.

Особым направлением лабораторных исследований является изучение включений в минеральных зернах. Для характера состояния включения подразделяются на твердые, затвердевшие, жидкие и газообразные. В зависимости от времени образования выделяются первичные, мнимо-вторичные и вторичные.

2. Исследования рудных минералов в отраженном свете: цвет, отражение, внутренние рефлексы, твердость, спайность, форма сечений.

При диагностике исследуются физические (кристалооптические, кристаллически-физические, кристаллически-графические) и химические свойства.

Важнейшими физическими свойствами рудных минералов изучаемых в аншлифах при одном николе являются:

3. Отражение

4. Цвет

5. Внутренние рефлексы

6. Твердость

7. Спайность

8. Форма сечений и т.д

Отражение минерала при изучении под микроскопом определяет его яркость относительно других минералов, это качественная оценка отражений. Для определения отражений необходимо иметь систему эталонов, с которыми сравнивают отражение исследуемых минералов. В качестве эталонов используют минералы, наиболее часто встречающиеся в рудах.

Пирит R=54 (R-отражение)

Халькопирит R=48

Галенит R=44

Блеклая руда R=30

Сфалерит R=17

Кальцит R=4-7

Кварц R=4,5

Правильной оценке отражения мешают несколько факторов:

1) Полировка

2) Грязь на шлифе

3) Различие в цвете

Цвет. Минералы делятся на бесцветные, слабоокрашенные и окрашенные, а так же рудные (черные). Название цвета обычно состоит из двух частей, при этом на второе место ставится основной цветовой фон, а на первое оттенок.

Плеохроизмом называется способность минерала неодинаково поглощать свет разных частей спектра по различным направлениям.

Цветные минералы подразделяются на:

• Минералы с насыщенным цветом, ярко окрашенные минералы, у оторых отчетливо заметен цвет, даже в сочетании с другими минералами.

• Минералы с насыщенным цветным оттенком. Оттенок может быть правильно определен лишь в сравнении с безцветным минералом, таким как гематит, арсенопирит, галенит.

Безцветные минералы:

• Со слабым оттенком, визуально они распределяются как бесцветные.

Все минералы имеющие цвет или оттенок распределяются на розовые, желтые, голубые.

Основные факторы, мешающие определению света.

1) Изучаемый минерал не находится в окружении цветного минерала.

2) Неточность настройки осветителя или пыль на линзах

3) Наличие отпечатков пальцев на поверхности аншлифа.

Внутренние рефлексы. Изучение внутренних рефлексов дает представление о свойствах минералов на просвечиваемость. Изучаемый минерал освещается сверху, при этом часть света отражается от поверхности, а какая - то часть преломляется, попадая внутрь минерала. Если коэффициент поглощения света не слишком велик, т.е минерал прозрачен, свет проходит внутри минерала какое-то расстояние и отражается дефектами (трещинками и т.д). этот отраженный свет несет информацию о просвечиваемости минерала, выражаясь в световых бликах (желтые, красные, белые и т.д). Внутренние рефлексы наблюдают в скрещенных николях, положение погасания зерен.

Более ярко внутренние рефлексы наблюдаются при косом освещении.

Твердость. Твердость разделяется на три типа: твердость полировки, твердость царапания, твердость микровдавливания. При минераграфических исследованиях чаще всего изучают твердость полировки (рельеф полировки). Определения сводится к наблюдению световой полоски на границе минералов с разным рельефом в аншлифе. При поднятии тубуса микроскопа световая полоска перемещается в сторону более мягкого минерала.

Мягкие минералы сильно сошлифовываются – отрицательная форма рельефа, твердые – наоборот.

Спайность. Спайность в шлифе видна в виде трещин различной прямолинейности и ширины. Несовершенная спайность никогда не дает прямолинейных трещин, трещины прерывистые, наблюдаются изгибы и излом трещин, типичными минералами являются минералы группы оливина. Совершенная спайность характеризуется прямолинейными трещинами и расположены они не ближе чем на 0,01 друг от друга.

При средней спайности трещины менее прямолинейны и прирывисты и располагаются на большее расстояние друг от друга.

Весьма совершенная-трещины прямолинейные, близко расположены, расстояние до 0,004 протягивающиеся равномерно через весь кристалл.

Спайность может быть в 1, 2, 3 и более направлениях, в этом случае определяется угол между трещинами спайности, этот угол характеризует целые группы породообразующих минералов.

Форма сечений. При работе с препаратами руд с использованием микроскопа следует помнить, что наблюдаемое изображение характеризует плоское двумерное сечение, которое редко прямо указывает на природу особенностей трехмерного объема образца.
Следует учитывать, что наблюдения идут в плоских сечениях. Так, куб может давать прямоугольники, равносторонние и прямоугольные треугольники, восьмиугольники; гексагональная призма срезанная параллельно оси с - прямоугольники, квадраты. Отсюда вытекает необходимоть наблюдения ряда сечений.
Все принятые минералогические термины, описывающие кристаллический габитус, могут использоваться и в рудной микроскопии (например, кубический, октаэдрический, таблитчатый, столбчатый, удлиненно-призматический, колломорфный, чешуйчатый, призматический и др.).

3.Микрохимический анализ рудных минералов: капельный микрохимический анализ и метод отпечатков.

Микрохимический анализ - совокупность приёмов и методов качественного и количественного анализов, используемых при исследовании проб массой 10^-3-10^-2 г для твёрдого образца или объёмом 0,1-1 мл для раствора.

Капельный анализ — метод качественного анализа неорганических или органических веществ, в котором взаимодействуют капли анализируемого раствора и капли реагента. При капельном анализе применяют реакции, сопровождающиеся изменением окраски раствора или образованием осадков. Чаще всего их выполняют на полоске фильтровальной бумаги, на которую наносят по каплям в определённой последовательности исследуемый раствор и реагенты. В результате реакции на бумаге образуется окрашенное пятно, по цвету которого судят о наличии в растворе определяемого иона. Капельные реакции можно также выполнять на специальной фарфоровой пластинке с углублениями, часовом стекле, в фарфоровом тигле (определяемый ион идентифицируют по окраске образующихся соединений) и в капиллярных пробирках (определяемый ион идентифицируют по цвету, растворимости и другим свойствам образующегося осадка). Капельный метод относится к микроанализу, так как позволяет исследовать малые количества вещества (капли объемом 0,01, 0,001 мл); это предел объема, видимого невооруженным глазом. Малые объемы растворов требуют особой техники работы и специальной аппаратуры. Капельные реакции характерны, отчетливы, чувствительны, легко выполнимы. Капельный анализ является методом качественного анализа химического состава сплавов. Он позволяет определить наличие в сплаве характерных элементов и выявить группу, к которой принадлежит сплав. Этим методом определяют приближенно, а иногда точно марку сплава.

Дата добавления: 2015-10-29