MLA-矿物参数自动定量分析系统原理及应用实例

MLA矿物参数自动定量分析系统

原理及应用实例Confidential资源所2014

.12.22ConfidentialMLA系统Mineral

Liberation

Analyzer

矿物解离度分析系统

矿物参数自动定量分析系统矿物-物质组成分析（定性）矿物含量（定量）嵌布特征分析粒级分布分析矿物解离度及连生矿物关系分析元素赋存状态分析（特别是稀贵金属）MLA特别适用选矿、冶金、地质等领域MLA矿物参数自动定量分析系统简介Confidential全球+100以上MLA包括了所有知名矿业大公司和商业实验室 Anglo

Platinum

(15)、RioTinto(5)、ALSMineralogy

(11)+10个国内用户

长沙矿冶研究院、北京矿冶研究总院、广州有色金属研究院、

中国地质科学院矿产综合利用研究所、北京有色金属研究院、金川集团、玉溪矿业有限公司、

中国科学院过程工程研究所、昆明冶金研究院、

紫金矿业集团、云天化集团云南化工研究院MLA全球及中国分布情况ConfidentialMLA实物照片ConfidentialFEI扫描电子显微镜Quanta650MLA硬件及软件Bruker能谱仪Quantax200withDualXFlash5010矿物参数自动定量分析系统软件MLA3.1ConfidentialMLA样品夹具Confidential矿床评估稀有、珍贵矿物勘探混矿选矿厂设计选矿厂工艺优化选矿厂生产质量监督冶炼厂工艺优化冶炼厂生产质量监督环保……..MLA应用方向样品检测MLA测量程序图形处理矿物参数编辑程序图形处理程序扫描电镜控制样品测量矿物参数标准自动采集矿物参数标准编辑矿物分类图形处理数据转换矿物参数计算数据显示数据图、数据表输出MLA软件简介Confidential数据显示数据显示程序ConfidentialMLA测量程序ConfidentialMLA矿物参数编辑程序ConfidentialMLA图像处理程序ConfidentialMLA数据显示程序ConfidentialMLAXBSE测量模式流程图形扫描背景去除保存文件矿物颗粒相分离颗粒化矿物样品矿物样品背散射图矿物相x-ray分析含

x-ray信息的矿物样品图矿物分类含矿物物质组成信息的矿物样品图图形处理、数据转换矿物样品数据矿物样品数据图表ConfidentialMLA鉴定矿物方法a·根据灰度值将颗粒分成不同部位，来确定是否收集能谱ConfidentialMLA鉴定矿物方法b·将收集的能谱特征峰与标准矿物能谱特征峰匹配，确定矿物ConfidentialXBSE测量模式Confidential矿物组合算法（Mineralliberationbyparticlecomposition）解离表面积算法（Mineralliberationbyfreesurface）两种计算解离度的方法Confidential两种计算解离度的方法同一矿物颗粒在不同计算法下可能会是完全不同的结果

颗粒1

颗粒2 颗粒3 矿物组合算法（A） 50% 50% 50%解离表面积算法（A）100%

50% 0矿物组合算法（B） 50% 50% 50%解离表面积算法（B）0%

50% 100%123ABConfidentialBSE

XBSE(ExtendedBSE)XBSE_STD

GXMAP(GrainX-rayMapping)

X-rayTriggerBSETriggerSPL(SparsePhaseLiberation)

SPL_XBSESPL_GXMAPSPL_LtSPL_Lt_MAPSPL_DD_Lt(Brukeronly)SPL_DZ(Schouwstramethod)SXBSE(Lattimethod)SXBSEClongcounttriggerX-rayModal(XMOD)XMOD_STD(Lukkannenmethod)XSPLMLA样品测量模式ConfidentialMLA样品测量模式SPL_XBSE模式SPL_XBSE模式主要用于寻找稀有矿物，矿物含量为0.01~1.0%,如铂族金属、金、银等SPL_XBSE模式是利用矿物相的灰度，将不含感兴趣矿物的颗粒除去，加快测量速度经SPL处理余下的颗粒组成一幅新的测量帧图再进行XBSE模式测量SPL_XBSE模式提供目标矿物颗粒尺寸，连生关系，包裹关系，解离度等信息ConfidentialSPL_XBSE样品测量模式ConfidentialSPL_XBSE样品测量模式ConfidentialSPL_XBSE样品测量模式ConfidentialSPL_XBSE样品测量模式Confidential常规工艺矿物学及微细粒选矿产品实例：某铜矿选厂铜钼产品工艺矿物学研究本项目对7种不同铜精矿或钼精矿样品进行工艺矿物学研究，以查明样品的化学成分、矿物组成、粒度组成及金属分布、主要矿物的嵌布粒度、赋存状态、解离特性等，为指导选矿工艺和工艺参数的改进与完善提供依据。其中6#样为选钼溢流样，物料粒度-12微米占75%以上，常规方法很难测得其铜钼矿物粒度及解离度。MLA可以分析矿石及选矿产品的矿物组成及含量、矿石中矿物的嵌布粒度、选矿产品的整体粒度（物料粒度）、各种矿物产出粒度、目的矿物解的离度、连生矿物及其比例、各种元素在矿物中的分布等各种工艺矿物学参数。特别对大批量的产品分析时，具有快速、精确、数据丰富的特点，且对常规光学显微镜方法较难分析的微细粒产品有突出优势。ConfidentialMLA3#样矿物定量分析结果以3#样为例展示MLA结果数据表格ConfidentialMLA3#样铜钼矿物粒度分析结果ConfidentialMLA3#样铜钼矿物解离度及连生矿物分析结果Confidential样品矿物123456溢流7黄铜矿74.7762.5772.1370.3270.3270.624.18黝铜矿1.311.191.501.371.311.450.11铜蓝/斑铜矿0.160.170.160.160.190.250.12辉钼矿0.912.120.041.120.191.5879.38黄铁矿8.6416.1317.0514.0614.936.122.76闪锌矿0.010.020.080.030.030.030.01方铅矿0.040.050.130.050.060.110.06赤铁矿/褐铁矿0.070.130.060.070.080.090.04石英3.465.122.323.163.353.713.79绢云母/黑云母6.476.312.565.065.2011.081.54白云石/方解石2.173.122.122.472.163.241.57绿泥石0.911.430.970.981.040.640.48长石0.490.970.270.540.540.400.13金红石0.080.080.070.070.070.120.06磷灰石0.220.280.260.250.250.250.26单质碳//////5.18其他0.290.310.280.290.280.310.33合计100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MLA矿物定量分析结果Confidential铜钼矿物粒度分析铜矿物粒度分布曲线辉钼矿粒度分布曲线Confidential样品粒级单体连生体/%/mm/%>3/43/4~1/21/2~1/4<1/41+0.03784.347.654.722.161.13-0.037+0.01993.813.221.980.720.27-0.01998.151.000.560.200.09合计*92.993.512.140.910.452+0.03774.839.138.095.112.84-0.037+0.01986.805.073.742.801.59-0.01995.341.871.350.950.49合计*87.434.713.862.581.423+0.03780.158.386.403.611.46-0.037+0.01990.794.502.441.550.72-0.01996.171.651.260.490.43合计*90.624.112.921.570.774+0.03783.226.474.883.661.77-0.037+0.01991.784.052.401.070.70-0.01997.181.650.810.280.08合计*91.453.762.481.540.775+0.03783.276.835.413.011.48-0.037+0.01992.103.902.131.030.84-0.01995.961.871.080.590.50合计*90.704.052.811.520.926+0.00895.863.010.700.340.09-0.010+0.00599.420.360.140.070.01-0.00899.560.290.120.020.01合计*98.481.070.290.130.037+0.03757.7518.2810.757.475.75-0.037+0.01969.3411.558.695.964.46-0.01980.698.285.773.371.89合计*73.5511.057.414.763.23铜矿物解离度嵌连矿物样品1234567辉钼矿2.270.120.310.360.217.9478.11闪锌矿/方铅矿0.320.351.140.480.530.670.30黄铁矿/磁黄铁矿11.9714.1717.7914.7617.338.674.28赤铁矿/针铁矿0.610.980.420.831.370.080.45金红石/钛铁矿1.212.072.502.042.013.120.07石英12.8815.9013.3214.6213.634.673.24长石3.035.413.234.313.682.670.37碳酸盐类矿物9.396.5712.638.218.405.693.17云母/绿泥石57.1153.2447.0253.1351.3264.918.92高岭石/滑石0.310.120.310.210.360.190.12磷灰石0.150.350.620.370.420.670.33其他0.750.720.710.680.740.720.64合计100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00铜矿物连生体中不同嵌连矿物的比例Confidential样品粒级单体连生体/%/mm/%>3/43/4~1/21/2~1/4<1/41+0.03789.144.123.651.861.23-0.037+0.01996.561.230.890.710.61-0.01997.690.940.800.450.12合计*95.501.721.450.830.502+0.03792.153.622.461.080.69-0.037+0.01995.191.751.430.870.76-0.01997.540.950.850.430.23合计*95.241.981.500.750.523+0.03780.249.245.373.611.54-0.037+0.01992.633.162.391.060.76-0.01997.360.980.830.480.35合计*94.492.341.660.940.574+0.03789.244.583.891.271.02-0.037+0.01995.622.011.270.780.32-0.01998.020.780.550.470.18合计*95.132.091.590.760.435+0.03785.105.524.583.451.35-0.037+0.01988.894.373.262.730.75-0.01997.630.970.670.460.27合计*93.452.511.961.480.606+0.00896.771.301.180.430.32-0.010+0.00598.291.250.210.170.08-0.00899.500.230.150.090.03合计*97.951.090.550.250.167+0.03795.391.521.241.070.78-0.037+0.01996.771.340.930.690.27-0.01998.440.760.520.190.09合计*97.201.130.820.560.30辉钼矿解离度辉钼矿连生体中不同嵌连矿物的比例嵌连矿物样品1234567铜矿物27.6326.4239.9627.8249.8542.8419.57闪锌矿/方铅矿0.130.080.150.110.120.050.21黄铁矿/磁黄铁矿3.3912.7412.018.873.7814.059.71赤铁矿/针铁矿0.080.140.190.160.160.090.11金红石/钛铁矿0.130.710.190.220.240.080.14石英18.0517.1615.1817.093.913.2420.42长石1.361.421.021.370.390.631.41碳酸盐类矿物0.452.830.392.391.132.365.99云母/绿泥石47.8337.6730.0141.0639.3535.6841.66高岭石/滑石0.080.120.180.110.120.230.05磷灰石0.310.240.100.250.240.120.24其他0.560.470.620.550.710.630.49合计100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00Confidential7#矿样+0.037mm粒级铜矿物的MLA矿物示意彩图2#矿样+0.037mm粒级辉钼矿的MLA矿物示意彩图Confidential元素赋存状态实例：某多金属选厂锡的赋存状态及富集规律研究问题：矿山目前铋钼钨萤石的生产状况较为正常，但锡资源却长期未能得到有效的回收利用，主要表现在富集到钨粗选精矿中的锡实际回收率一直徘徊在10～15％左右。前人研究：一、矿石中主要锡矿物－锡石的粒度微细；二、锡石与其它矿物交生关系密切；三、呈类质同像赋存于硅酸盐类矿物中的锡所占比例过高（通常变化于30～50％之间）。锡石是3个样品中锡的最主要赋存矿物，此外偶见尼日利亚石，而未发现黝锡矿、水锡石等其它独立的锡矿物。MLA分析显示：锡石是3个样品中锡的最主要赋存矿物，此外偶见尼日利亚石，而未发现黝锡矿、水锡石等其它独立的锡矿物。能谱分析显示，石榴石等硅酸盐矿物中也未含类质同象Sn。Confidential锡石的粒度分布曲线样品单体连

生

体>3/43/4～1/21/2～1/4<1/4158.637.475.6912.4715.74270.4516.784.875.292.61347.113.404.2123.4321.85连生矿物占锡石总量比例占锡石连生体的比例123123白钨矿－2.75－－9.31－磁铁矿0.120.360.150.291.220.28萤石10.383.549.5325.0911.9818.02石榴石20.2114.6923.7248.8549.7144.85云母1.306.333.643.1421.426.88方解石0.450.141.361.090.472.57石英2.280.842.145.512.844.05长石6.140.8711.9114.842.9522.52绿泥石0.47－0.391.14－0.74其他0.020.030.050.050.100.09合计41.3729.5552.89100.00100.00100.00锡石连生体与嵌连矿物的比例/%锡石的解离度/%Confidential样品细度锡相锡石中Sn黝锡矿中Sn水锡石中Sn硅酸盐中Sn合计1-45µm71.89%-20µm47.54%含

量0.04940.00310.00230.04720.102分布率48.433.042.2546.28100.00-45µm90.19%-20µm65.72%含

量0.09380.00340.00230.00250.102分布率91.963.332.262.45100.002-45µm96.03%-20µm79.80%含量0.23440.00240.00610.05920.3021分布率77.600.782.0119.61100.00-45µm97.68%-20µm83.58%含量0.26870.00250.00630.02450.302分布率88.960.822.108.12100.003-45µm73.69%-20µm50.46%含量0.04700.00280.00230.04490.097分布率48.452.892.3746.29100.00-45µm84.45%-20µm57.97%含量0.07720.00270.00210.01500.097分布率79.592.782.1715.46100.00不同磨矿细度锡的化学物相分析结果/%我们对两种磨矿细度下样品中锡的化学物相进行分析，结果显示，结果显示粒度较细的条件下，赋存于锡石中的锡所占比例显著增加、而分布于硅酸盐中的锡则大幅度地降低。结合MLA分析结果不难看出，较粗细度条件下赋存在硅酸盐类矿物中的锡所占比例较高，实际上是包含于其中的锡石因粒度过于细小难以与试剂发生充分反应，以致化学物相分析过程中这种形式的锡石易进入硅酸锡的范畴Confidential结论：a·锡矿物主要为锡石，偶见尼日利亚石；b·锡石的产出粒度总体上均以微细粒～微粒为主；c·锡石的解离程度较低；d·较粗细度条件下硅酸锡含量高的原因实际上是石榴石、长石等硅酸盐类矿物中包裹众多微粒的锡石所致，而并非前人所认识的类质同象。钨尾矿中锡石的MLA矿物彩图Confidential元素赋存状态实例：某萤石尾矿中萤石含量及钙的赋存状态问题：化学分析中氟化钙中钙分析误差较大，原矿、尾矿等选矿产品的萤石含量不能定量，选矿过程中，品位、回收率等关键数据均不能准确获得。本样品为选别萤石的尾矿，多次化学分析结果显示CaF2含量为11~13%，多种选矿试验方法均无法将尾矿中萤石含量降下来，且与其他数据相冲突，怀疑化学分析结果有误差。为获得较精确的矿物定量和钙在矿物中的分布率，将样品分为+100目，-100目~+200目，-200目~+400目，-400目~+600目和-600目五个粒级，进行MLA测试。Confidential5个粒级及合并样的矿物含量Confidential5个粒级及合并样的元素含量及Ca在矿物中的分布率Confidential贵金属实例：某金银矿金银赋存状态研究金银铂钯等贵金属赋存状态的研究对选冶有重要的指导意义，光学显微镜、XRD、SEM等常规方法对金银铂钯等矿石研究时，需要长时间来观察分析，并结合化学溶解的方法辅助。但是，当金银含量较低，矿物种类较多，且有不常见的金银矿物比如黑铋金矿、金银碲化物出现时，观测就变得吃力；而对铂钯等自然界更为稀少的元素，其赋存状态的研究更为困难。MLA特有的稀有矿物测量模式，能自动寻找样品中金银铂钯矿物，并统计其载体矿物、粒度等参数，具有快速、准确的特征。（所以南非Anglo

Platinum公司才会购买15台MLA用于研究贵金属矿物）本矿石中金银品位分别为9.45g/t和179g/t，在我院MLA找金银矿物的研究样品中，属于含量较高的样品。本实验室分析含量最低的样品为某选金尾矿，其金品位仅0.5g/t。MLA能检测的最小金矿物粒度为0.1微米，小于0.1微米的被称为“不可见金”。ConfidentialMLA分析显示：银矿物以辉银矿（Arn）和深红银矿（Pyr）为主，少量辉锑银矿、辉锑铅银矿和银黝铜矿（Fr），偶见硒银矿和碲银矿。MLA发现的部分银矿物ConfidentialMLA发现的部分金矿物MLA分析结果显示：金矿物为金银互化物，以银金矿（Au80～50%）为主，少量金银矿（Au50～20%），偶见自然金（Au>80％）Confidential形态特征边界平滑边界平整、棱角明显边界不平整有尖角、枝杈麦粒状圆粒状角粒状长角粒状板片状针状尖角粒状枝杈状分布率7.2828.3127.684.611.2920.3110.52累计分布率7.2835.5963.2767.8869.1789.48100.00粒级（mm）分布率累计分布率粒度划分粒度等级分布率﹣0.104﹢0.0748.248.24粗粒金8.24﹣0.074﹢0.05215.3323.57中粒金49.32﹣0.052﹢0.03733.9957.56﹣0.037﹢0.02614.0671.62细粒金38.41﹣0.026﹢0.01913.3084.92﹣0.019﹢0.0136.4191.33﹣0.013﹢0.0104.6495.97﹣0.010﹢0.0052.2898.25微粒金4.03﹣0.005+0.0011.2299.47﹣0.0010.53100.00嵌布形式分布率合计粒间金黄铁矿粒间金8.3241.80石英粒间金17.12黄铁矿－脉石粒间金3.02铁氧化物－脉石粒间金2.16银矿物－脉石粒间金1.97石英－绢云母粒间金9.21裂隙金黄铁矿中裂隙金金19.1242.41铁氧化物中裂隙金5.14石英中裂隙金18.15包裹金黄铁矿中包裹金7.6115.79铁氧化物中包裹金2.79银矿物中包裹金1.20石英中包裹金4.19金矿物嵌布特征金矿物形态特征金矿物粒度分析金矿物嵌布形式统计ConfidentialMLA发现贵金属矿物：铂族矿物共有17种，主要为铋碲铂矿、硫镍钯铂矿、碲铋钯矿、铋碲钯铂矿，其次为硫铂矿、铋碲铂钯矿、硫砷铂矿、铋钯矿以及砷铂矿、锡铂钯矿、自然铂、自然钯、自然铑、硫钌矿、碲银钯矿、砷铂铱矿、砷二钯矿;另含有以自然金为主的Au-Ag系列矿物及少量的碲银矿铂钯矿物的粒度分布铂钯矿物的嵌布特征问题：常规光学显微镜、XRD等方法对低含量的铂钯等贵金属难以观察分析贵金属实例：非洲某铂钯矿来源：方明山，北矿院ConfidentialConfidentialMLA矿物定量分析结果稀土矿石研究实例：内蒙古某复杂锆、铌、稀土矿石矿物含量/%矿物含量/%锆石2.73石英37.58铌铁矿0.09钾长石26.35铌铁金红石0.14钠长石21.49烧绿石0.05霓石2.25易解石0.18钠闪石/石榴石2.01复稀金矿0.01白云母/黑云母0.35氟碳铈矿0.05绿泥石/高岭石1.52独居石0.13萤石0.07兴安石0.46星叶石0.65锌日光榴石0.05褐帘石0.06钍石0.09榍石0.03磁铁矿/赤铁矿2.63磷灰石0.01钛铁矿0.75其它0.26金属硫化物0.01总计100.00MLA分析显示：矿石的组成矿物种类十分复杂，可供选矿回收的工业矿物主要是锆石，次为铌铁矿、铌金红石、易解石、独居石、兴安石以及少量的氟碳铈矿（包括氟碳钙铈矿）、烧绿石、复稀金矿和锌日光榴石；问题：稀土矿物种类繁多，光学显微镜较难观察分析，粒度、解离度等需大量数据的统计工作更为困难，需要的研究周期也较长。Confidential粒级/mm

锆石

铌铁矿

铌金红石

烧绿石

易解石

兴安石

独居石

氟碳铈矿

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

分布率

累计

-0.59+0.42

5.73

5.73

-0.42+0.3

11.84

17.57

10.6

10.6

-0.3+0.21

16.37

33.94

9.27

9.27

17.05

27.65

-0.21+0.15

20.41

54.35

15.16

24.43

19.64

47.29

4.64

4.64

-0.15+0.105

17.8

72.15

21.4

45.83

13.04

13.04

7.89

7.89

8.4

8.4

16.25

63.54

8.15

12.79

-0.105+0.074

14.67

86.82

18.61