Получение окатышей из железорудных концентратов (стр. 4 )

Площадь, занятая минералами в шлифе, может быть подсчита­на по числу маленьких клеток сетки (n1, n2, n3) и абсолютной величине одной малой клетки ().

S1:S2:S3 = n1S0:n2S0:n3S0 = n1:n2:n3 = V1:V2:V3.

Как видим, объемы зерен в образце пропорциональны числу элементарных клеток сетчатого окуляра, абсолютная величина которых ( S0 ) не имеет значения. Таким образом, определение минералогического состава образца сводится к подсчету числа клеток, приходящихся на каждую из фаз. На рис. 5.2 фаза №1 занимает 59 клеток окуляра, фаза № 3-9 клеток, поры № 4 - 21 клетку, фаза №2 - (по разности) 256 – 59 – 9 – 21 = 167 клеток. Не следует забывать, что подсчитывая площади, мы тем самым опре­деляем объемы составляющих образца. Подсчитаем пористость образца:

= 3,2%.

Состав образца по массе вычисляется с учетом плотности каждой фазы. Пусть фаза №1 после диагностики оказалась магне­титом ( ? = 5,2 г/см3), фаза № 2 - известковым оливином (СаО)х(FeO)2-x• SiO2 с плотностью ? = 4,0; фаза*№3 - волластонитом СaОSiO2 с плотностью ? = 2,9 г/см3 . Тогда содержание компонентов в образце в процентах по массе составит:

Полученные данные не могут считаться достаточно достоверными, так как просмотру подвергалась сравнительно небольшая часть общей площади шлифа. Обычно при подсчетах используют в па­ре со счетным окуляром 5х или 7х объектив 21х. Если величина площади шлифа близка к площади обычной спичечной коробки, то одно поле зрения составляет лишь 1/300, 1/250 часть всей

площади шлифа. Это означает, что для полного просмотра шлифа и получения совершенно достоверных данных необходимо последовательно просмотреть и подсчитать фазовый состав в 250-300 полях зрения. Эта операция занимает 5-6 часов. При выполнении лабораторной работы, когда требуется меньшая точность, минималь­ное число просматриваемых последовательно полей не должно быть меньше 50. Перед началом работы следует проверить зазем­ление трансформатора микроскопа.

Цель работы: ознакомиться с методикой петрографического анализа, изучить микроструктуры руд, агломератов и окатышей.

ЗАДАНИЕ I. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ШВЕДСКОЙ МАГНЕТИТОВОЙ РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КИРУНАВАРЕ

Смонтировать подученный аншлиф руда на предметном столике рудного микроскопа. При малых увеличениях просмотреть текстуру образца, которая классифицируется как массивная и образуется при медленном застывании железистой магмы. Единствен­ный рудный минерах здесь - магнетит (Fe3O4); в аншлифе - белый; отражательная способность (доля интенсивности света, отражаемого в глаз наблюдателя, от общей интенсивности света, падающего на шлиф от осветителя) составляет 20%. Пустая порода представлена здесь исключительно апатитом (3[3CaOP2O5]xCaF2 или 3[3CaOP2O5]CaCl2 ) с отражательной способностью 5% (поэтому в аншлифе апатит в 4 раза темнее магнетита). Сделать зарисовку текстуры руды. При объективе 21х и счетном окуляре 5х или 7х подсчитать планиметрическим методом пористость и минералогический состав руды. Данные подсчета оформить в гиде табл. 5.1.

Таблица 5.1

Номер поля зрения	Число клеток, приходящееся на апатит в каждом поле зрения	Число клеток, приходящееся на магнетит в каждом поле зрения	Число клеток, приходящееся на поры в каждом поле зрения	Всего клеток в поле зрения
1	20	225	11	256
2	31	216	9	256
3	11	243	2	256
.	.	.	.	.
.	.	.	.	.
50	16	220	20	256
Сумма  50х256=12800

;  ;

Мапатит =100 – MFe3O4 , где 3,21 и 5,2 г/м3 – плотности соответственно апатита и магнетита

Отчет по этой части работы состоит из зарисовки структуры руды, табл. 5.1, результатов подсчета пористости и минералогического состава руды.

ЗАДАНИЕ 2. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРФ ГЕМАТИТОВОЙ РУДЫ КРИВОРОЖСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

При малых увеличениях изучить текстуру руды. Криворожские гематиты относятся к группе докембрийских осадочных руд и характеризуются слоистой текстурой - слои гематита (Fе20з) перемежаются здесь со слоями кварца (SiO2). Гематит в аншлифе белый (отражательная способность 25%), кварц - тем­ный (отражательная способность 5%). Планиметрическим методом подсчитайте пористость и минералогический состав руды (объектив 21х, счетный окуляр). Подсчет необходимо вести поперек слоев кварца а гематита в аншлифе (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Номер поля зрения	Гематит Fe3O4	Кварц SiO2	Поры	Всего клеток
1	215	31	10	256
2	168	68	20	256
3	231	20	5	256
.	.	.	.	.
.	.	.	.	.
50	186	40	30	256
50х256 = 12800

;  ;

МSiO2 =100 – MFe2O3 , где 5,2 и 2,56 г/м3 – плотности соответственно гематита и кварца.

Отчет этой части работы состоит из зарисовки текстуры руды, а также из табл. 5.2 и результатов подсчетов минералогического состава и пористости руд.

ЗАДАНИЕ 3. ИЗУЧЕНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗОНЫ ОКИСЛЕНИЯ ОБОЖЖЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ ИЗ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

1.При малых увеличениях рассмотреть текстуру обожженного окатыша из магнетитового концентрата. В ходе обжига магнетит в периферийной зоне окатыша окисляется до гематита. Образуется решетчатая структура замещения магнетита гематитом (рис. 5.3) Гематит в шлифе светлее магнетита. Последний окрашен в слабый кремовый, розовый цвет.

2.Перемещая аншлиф, проследить изменение степени окисленности окатыша по зонам от переферии к центру. Сделать несколько зарисовок структуры окатыша. Отчет по заданию 3 включает в себя зарисовки структур окатышей по зонам.

ЗАДАНИЕ 4. ИЗУЧЕНИЕ МИНЕРАЛОГИЧСЕКОГО СОСТАВА АГЛОМЕРАТА ИЗ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ

Железорудный агломерат есть продукт кристаллизации железистого расплава. Микроструктура

агломерата при постоянном расходе топлива на спекание зависит главным образом от его основности.

На рис. 5.4 показано качественное изменение фазового состава агломерата с ростом основности.

1.Неофлюсованный агломерат состоит из магнетита (Fе304, до 80-85%  по массе) а силикатной связки, которая наполовину состоит из кристаллического фаялита, а наполовину - из аморф­ного стекла, в изучаемом аншлифе неофлюсованного агломерата (рис. 5.3,6) кристаллы магнетита выглядят белыми островами в массе гораздо более темной связки. В свою очередь, из двух составляющих силикатной связки более темным оказывается стекло, черные прожилки которого можно легко различить среди кристаллов фаялита.

Рис. 5.3. Типичные структуры железорудных окатышей и агломератов: а – периферийной зоны обожженного окатыша из магнетитового концентрата; 1 – гематит; 2 – магнетит; б – неофлюсованного агломерата; 2 – магнетит (белый); 3 – фаялит и стекло (темные); в – офлюсованного агломерата основностью 0,7; 3 – Ca-оливин и стекло (темное); 4 – силикаты кальция (иглы); г – офлюсованного агломерата основностью 1; 2 – магнетит (белый); 3 – Ca-оливин и стекло; 4 – силикаты кальций (иглы); 5 – ферриты кальция (в тесном контакте с магнетитом); 6 – поры.

Рис. 5.4 изменение фазового состава агломерата с ростом основности

Агломерат с основностью до CaO: SiО2 < 0,5 отличает­ся от неофлюсованного только тем, что вместо чистого фаялита 2FeO. SiO2 в его структуре обнаруживаются возрастающие коли­чества известковистого оливина (СаО)х (FеO)2-х. SiO2 . Пhи изучении аншлифа слабоофлюсованного агломерата обратить внимание на то, что число фаз и вид его структуры во многом аналогичны неофлюсованному агломерату. С основности CaO: SiО2 > 0,5 в агломерате появляются силикаты кальция (рис. 5.3,в), располагающиеся среди Са - оли­вина и стекла. В аншлифе силикаты кальция выглядят наиболее темной фазой (отражательная способность 3-4%. Черные "иглы", "хлопья" и "листья" CaO. SiO2 , 2CaО. SiО2, ЗСаО. SiO2 легко различить в силикатной связке. При изучении аншлифа агломерата основностью 0,7 обратить внимание на характер расположения

и количество силикатов кальция, появление которых значительно снижает прочность агломерата.

При основности CaO: SiО2 >1 в агломерате появляются фер­риты кальция СаО. Fе2O3 , 2СаO. Fе203 . Эта составляющая лишь немногим темнее магнетита (отражательная способность около 19%). Обычно ферриты кальция располагаются в виде пластинок и более крупных образований в массе Cа - оливина и стекла. Внутри пластинок ферритов кальция легко различаются несколько бо­лее светлые магнетит и вюстит (FexО). Часто ферриты кальция и магнетит тесно переплетаются в структуре агломерата. При изучении аншлифа обратите внимание на постепенное сниж­ение количества силикатов железа с ростом основности.

При выполнении задания №4 пользуйтесь также имеющимся на кафедре набором микрофотографий структур агломерата.

Отчет по заданию №4 включает в себя зарисовки микроструктур агломератов при различной основности с их подробной расшифровкой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Как приготовляются аншлифы из руд, агломератов и окатышей?

2.В чем заключается положение Деллеса в теории подсчетов в шлифах?

3.Какие минералогические составляющие характерны для железных руд, агломератов и окатышей?

ЛИТЕРАТУРА

Теория и технология агломерата. М., «Металлургия», 1974 г., стр. 129-173.