石英超细粉碎_石英超细粉多少一吨

1.石英砂生产工艺流程

2.怎么理解“粉碎机械化学理论”？

3.石英砂用手指捏可以捏成粉未吗?

4.第6章 样品加工

5.石英砂的生产工艺流程是什么？

郑州市鑫海机械是石英砂设备的生产厂家，石英砂生产所需要的设备从石英砂矿石的破碎、研磨、除铁、装袋。

石英砂生产需要的设备：破碎机（反击式破碎机、颚式破碎机、制砂机、细碎机等），球磨机、磁选机、包装机。石英砂对铁的含量要求是越低越好，因此石英砂在生产过程中要尽量减少铁元素的掺入。球磨机在研磨石英砂可以采用高铝衬板和高铝球，然后用石英砂磁选机进行除铁作业。

石英砂生产工艺流程

正如上节所述，中国非金属矿矿种多，应用领域广，生产以中小型企业居多，技术指标要求复杂等。因此，非金属矿物的加工工艺也千差万别。有的矿物只需经简单的粉碎加工就可以作为产品出售，如饲料用石灰石粉，铸造用膨润土；有些则需经一种或一种以上的方法提纯加工，才能获得最终产品，如电子管用高纯石墨乳、微电子工业用的高纯石英、造纸工业用的高岭土等。

下面简单介绍中国非金属矿物加工主要方法、工艺技术及主要设备。

一、选矿提纯

20世纪90年代以后，中国非金属矿选矿提纯技术有了较大的发展：①经选矿提纯的非金属矿品种较以前增多；②传统的非金属矿物（如石墨、石棉、高岭土、云母、萤石等）的提纯工艺有了改进；③微细粒非金属矿物的高纯加工技术有了显著的发展。因此，大量低品位和细粒嵌布的有用矿物得到回收，从而显著提高了非金属矿资源的回收率和其他资源的综合利用率。

目前中国常用的非金属矿物选矿方法及选别的矿物简介如下：

（一）浮选法

用于石墨、萤石、石英、长石、霞石正长岩、铝矾土、蓝晶石、夕线石、红柱石、金刚石等。

（二）重选法

1）按粒度分选，用于水洗高岭土、膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土矿物。

2）按相对密度分选，用于红柱石、金刚石等。

（三）磁选

用于作涂料、填料的白色矿物的除铁，耐火材料原料矿物除杂，电绝缘材料原料矿物除铁等。

（四）电选

用于电气石、金红石、锆英石、石榴子石、阳起石等矿物的提纯。

（五）化学选矿

1）化学漂白，用还原法除去粘土矿物中的三氧化二铁、用氧化法除去黄铁矿。

2）化学提纯，以化学方法除去矿物中的杂质，用于石墨、金刚石、夕线石、红柱石、硅藻土、蓝晶石等。

3）选择性絮凝，高分子絮凝剂在微细粒矿浆中对某种矿粒发生吸附形成絮团，而对其他矿粒则不发生吸附，仍处于分散状态。高分子选择性絮凝分选主要应用在高岭土的选择性絮凝和铝土矿的选择性絮凝提纯，能有效地脱除赤铁矿和金红石等杂质矿物。

（六）摩擦选

用于石棉、纤维水镁石等纤维矿物以及片状云母矿物的分选。

（七）非金属矿提纯加工存在的主要问题

1）选矿回收率不高，资源综合利用率较低。

2）工业化高纯加工工艺与装备不能满足需要。

3）机械化和自动化程度不高，一些矿山（如滑石、方解石、硅灰石等）还采用人工手选。

二、超细粉碎与分级

利用机械力或化学-机械力，使非金属矿产品达到要求的细度。

（一）超细粉碎与分级工艺

有干法、湿法和干湿法组合三种工艺超细粉碎与分级工艺。

1）干法超细粉碎工艺原则流程（图1-2-1）是：

图1-2-1 干法超细粉碎原则流程图

该工艺流程用于加工d97＞5μm的超细粉体。

2）湿法超细粉碎工艺流程多种多样，原则流程（图1-2-2）一般是：

图1-2-2 湿法超细粉碎原则流程图

该工艺一般用于加工d97≤5μm的超细粉体和对颗粒形状及表面性质有特殊要求的粉体物料。

3）干湿组合工艺：主要用于生产多种不同规格（或细度）的粉体产品，例如煤系煅烧高岭土的超细粉碎加工和重质碳酸钙生产企业，采用干法粉碎出d97（＞5）～10μm，再湿法超细粉碎至d90≤2μm的造纸涂料及重质碳酸钙产品。超细煤系煅烧高岭土加工也是这种干湿法超细粉碎工艺的例子，例如煤系超细煅烧高岭土“双90”产品的主要工艺流程（图1-2-3）是：

图1-2-3 干湿法组合超细粉碎原则流程图

（二）超细粉碎设备

中国非金属矿超细粉碎设备的研制始于20世纪80年代初，通过大量引进国外的技术与设备并消化吸收后发展较快，先后开发出适合中国国情的设备。10年后中国已进入了自主开发和制造为主，引进为辅的阶段。从90年代末至今，中国具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前十年显著增加，从设备的处理能力、单位产品能耗、耐磨材料、工艺配套和自动控制等综合性能显著提高，与国外先进技术和设备综合技术指标的差距逐渐缩小。

1）气流磨超细粉碎设备仍是用于要求产品细度小、纯度高和附加值较大的最佳的设备之一。国产气流磨在仿制和消化吸收国外设备的基础上有所创新，尤其是靶式气流磨、流化床气流磨以及提高扁平式气流磨的耐磨性等方面有一些发明专利和实用新型专利。不足之处是缺少数吨以上的大型设备，单位产品能耗较高。

2）机械冲击式超细粉碎机是中国非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备，广泛应用于煤系高岭土、滑石、方解石等中等硬度以下非金属矿物，产品细度一般可达到d97＝10μm，若配以精细分级机则可以生产d97＝5～7μm的超细粉体产品。

通过消化吸收后研制的国产超细粉碎机有：CM51型超细粉碎机、DTM900型超细粉碎机、CLM-2型多级旋磨机、LHJ型超细粉碎机、JCF1000 型机械粉碎机、JZC-400型分级式冲击磨、CZM冲击式粉碎机等。

3）介质超细研磨机包括搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机和研磨剥片机、塔式磨、砂磨机、行星球磨机等。国产搅拌磨已广泛应用于高岭土、重质碳酸钙等企业，可干法也可以湿法磨粉，湿法磨矿产品可达d97＝2μm左右，若配以分级机干法磨矿产品细度可达d97＝6μm。搅拌磨型号有：JM型立式螺旋搅拌磨，用于重质碳酸钙、高岭土、重晶石、锆英砂等矿物超细磨碎；国产振动磨有单筒、多筒（2-3）式、WGM-3变频式、MGZ-1型高幅振动磨等机型，广泛应用于石墨、滑石、高岭土、重晶石等矿物细磨和超细磨。振动球磨机可用于各种硬度物料的超细粉碎，国产设备的产品细度干式磨可达d90＝20μm左右，湿式磨产品细度可达d97＝5μm左右。旋转式筒式球磨机，磨矿产品粒度范围较宽，常与分级机组成闭路流程，在给料粒度≤5mm时，产品细度可达d97＝6～7μm。国产研磨剥片机有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多种机型，采用湿法研磨、多级串联配置连续研磨方式，产品细度可达d95＝2μm左右，已在煤系高岭土和重质碳酸钙的湿法超细粉碎生产中应用。国产CTM型塔式磨采用特殊天然卵石做研磨介质，配上分级机，可用于滑石、膨润土的超细粉碎，产品细度可达d97＝10μm左右。砂磨机有卧式、立式两种机型，国产砂磨机主要用于颜料、填料等研磨分散，近年来也有用于石墨精中矿再磨，产品细度可达d97＝2μm左右。连续式行星球磨机是中国超细粉碎技术领域一项重要进展之一，并已实现了设备大型工业化，XQ600×1500×3型连续式行星球磨机用于超细磨碎滑石、方解石等矿物，可使粒度≤5mm的矿物原料磨细到d97≤10μm细度产品，产量达2000～3000 kg/h。

4）旋风式机械磨（LHJ型）是中国自主研制开发的一种新型干式细粉碎和超细粉碎设备，用于石灰石、方解石、滑石、硅灰石、高岭土、重晶石、石英、长石等物料的粉碎，给料粒度≤40mm，产品细度d97＝40～15μm。若配以精细分级机可生产d976～7μm左右的超细粉产品。

5）高压射流式粉碎机（超细剥片均化机）具有实用新型专利，该设备已用于云母、高岭土超细粉碎，根据给料粒度大小，一次粉碎可获得d97＝10～45μm的产品。

非金属矿超细粉碎存在的主要问题有：设备大型化不够，国外一些大型气流磨和精细气流分级机的产量比中国大十多倍；大多数生产线基本依赖人工操作和控制，产品质量不够稳定；磨耗和单位产品能耗偏高；还未研制出定型的对特殊晶体形状的专用超细粉碎设备等。

（三）精细分级设备

1）目前国产的干式精细分级设备大都围绕机械冲击式超细粉磨机或气流磨配套使用，MS型分级机分级产品细度可达d97＝10μm左右；MSS和ATP型分级机分级产品细度可达d97＝6μm左右；中国自行研制的LHB型干式精细分级机分级产品细度可达d97＝5～7μm，小时处理能力为2～15 t。

2）国产湿式分级机。有两种类型：一是基于重力沉降原理的水力分级机，二是基于离心力沉降原理的旋流式分级机。后者包括沉降式离心机，如WL-350A、D型和WLdb-600型；卧式螺旋离心分离（级）机、小直径水力漩流器、LS离旋筛、GSDF型超细水力旋分机等。这些都是目前国内高岭土等超细粉湿式细分级的主要设备。其中沉降离心机（包括卧式螺旋离心分级机）的溢流产品细度可达d97＝2μm左右；GSDF型超细水力旋流分级机的溢流产品细度可达到d90＝2μm左右；小直径水力漩流器的溢流产品细度可达到d80＝2μm；LS离旋器的溢流产品细度可达到d60＝2μm。

三、表面改性

许多非金属矿物产品作为无机矿物填料，在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及高聚物基复合材料领域中占有很重要的地位。它们的作用不但可以提高材料的硬度、刚性、尺寸稳定性、改善材料的力学性能，还能赋予材料某些特殊的物理化学性能（耐腐蚀性、耐候性、阻燃性和绝缘性等）。除此以外，还可降低材料的生产成本。

非金属矿物材料常用的表面改性技术方法有：化学包覆法和沉淀反应法，辅助以机械力化学方法进行改性。

表面化学包覆是一种利用偶联处理、螯合反应、化学吸附来对非金属矿物填料表面进行包覆以提高其表面亲油（即疏水）性的方法。加工过程为：将一定量的表面改性剂（固态或液态）加入粉体填料中，在一定的温度下，借助于搅拌混合或流态化使改性剂与无机填料颗粒表面作用并包覆于填料颗粒表面。改性剂主要有：硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合等各种偶联剂；硬脂酸等各种表面活性剂；聚乙烯蜡、聚乙二醇等有机低聚物；聚甲基硅氧烷（有机硅）、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等饱和有机酸。主要生产厂家有：张家港国泰华荣化工新材料有限公司、重庆市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一厂等几十家。

目前，采用较多的表面改性专用设备为SLG型和PSC型连续粉体表面改性机。SLG型表面改性机具有自动加药、生产连续、温度可控、单位产品用药量少、能耗低、颗粒高度分散、自动化程度高、操作简单等优点，主要机型有：SLG-3/300、SLG-3/600型；PSC型机也是一种综合性能较好的粉体表面改性设备，该机采用导热油加热，连续生产，具有改性剂用量少、表面包覆率较高、颗粒不黏结等优点。

沉淀反应改性剂利用化学沉淀在矿物颗粒表面形成一层或多层包覆层。例如用TiO2、ZrO2、FeO来包覆白云母、高岭土等粉体表面，用TiO2包覆SiO2、Al2O3矿粒表面等，沉淀反应改性是应用无机表面改性剂实现改性的。

中国非金属矿物表面改性技术还存在改性工艺比较落后，连续改性工艺和设备还有待进一步推广；偶联剂品种较少，质量也不够稳定；着色云母和珠光云母生产技术落后，产量低，花色品种少，质量也不够稳定，今后需重点加强。

四、热加工

用热处理能脱出矿物的外在水、沸石水及羟基水等，可以改善矿物的性能，煅烧还可将某些矿物尤其是煤系高岭土脱除有机质、增白（包括黑滑石等矿物提纯、增白）。某些矿物（如蛭石）在热力作用下，可膨胀数倍或数十倍，具备新的功能等。

煅烧是提高非金属矿物材料特性的重要方法，也是高岭土、菱镁矿、石膏等矿产品深加工的一种重要工序之一，这些产品主要应用于造纸、塑料、油漆、橡胶、石油化工等工业。例如煅烧高岭土具有优良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，作为造纸涂布料，可将纸张的光泽度、平滑度、不透明度和原纸覆盖率比一般水洗高岭土大为改善，也是它能够提高纸张涂层质量、替代昂贵的钛白粉的原因；作为填料用于塑料、橡胶，比一般高岭土具有更好的强度、收缩性、阻燃性、吸湿性和电阻率等；在油漆和其他涂料中，添加煅烧高岭土能使产品更具有较佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。

煅烧煤系高岭土是中国特有的加工技术，该技术包括有湿法超细、煅烧增白、干燥、打散、解聚、分级等技术的加工工艺集成及相应的专用设备，可生产出多个行业应用的煅烧高岭土系列产品。上述技术与装备已在中国山西忻州、大同、内蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高岭土企业推广应用，取得显著的经济效益和社会效益。企业规模也由最初的年产几千吨增大至年产3万～5万t。

煅烧工艺：以煤系高岭土煅烧为例（图1-2-4）。

图1-2-4 煅烧煤系高岭土原则流程图

煅烧设备：用于非金属矿的主要有隧道窑、回转窑（包括直接煅烧和隔焰煅烧）、立（竖）窑、倒焰窑和梭式窑等。20世纪90年代引进和仿制隔焰式回转窑发展到近年来的直焰式回转煅烧窑，能量利用率有了提高，并显著降低能耗，减少生产投资。目前，由于设备大型化，直焰式回转窑煅烧技术及解聚分级技术的采用，不仅产品质量得到保证（产品白度≥95%，产品粒度-2μm≥92%），万吨生产能力投资也从5000万元左右下降到2000万元左右。

怎么理解“粉碎机械化学理论”？

一、石英砂简介：

普通石英砂一般是采用天然石英矿石，经破碎，水洗，烘干，二次筛选而成的一种水处理滤料；SiO2≥90—99％ Fe2O3≤0.06—0.02％,耐火度1700℃，外观部分大颗粒，表面有黄皮包囊。该滤料具有：无杂质，无校角，密度大，机械强度高，载污能力线使用周期长的特点，是化学水处理的理想材料。

二、巩义市高科机械厂在生产全套石英砂方面经验丰富，实力雄厚。根据石英砂性质的不同，采用的设备也稍有出入，但是石英砂生产线的流程大体如下：

铲车将石英砂送入料仓，料仓尾部放置一台输送机，从尾部出来的石英砂通过输送机送入振动给料机，振动给料机均匀地将石英砂给入正下方的颚式破碎机（粗破），进行初步破碎，然后，产成的粗料由输送机输送至细碎机进一步破碎，细碎后的石料进振动筛，筛分出三种大小不同的石子、石块，超过规格的大石块返回细碎机，再一次破碎。合格的产品经洗砂机（可选）清洗后即为成品砂。

三、生产线性能介绍

该生产线自动化程度高，运行成本低，破碎率高，节能，产量大，污染少，维修简便,生产出的机制砂符合国家建筑砂标准，粒度均匀,粒形好，级配合理。

巩义市高科机械厂精心设计制造的石英砂生产线,整合了国内先进的机械加工技术,是一种高效、可靠的优质产品。巩义市高科机械厂凭借卓越的品质、完善的管理、优质的售后，立足于选矿机械的开发与制造，定将取得长足发展。

石英砂用手指捏可以捏成粉未吗?

(1)气流磨利用蒸汽、空气或其他气体以一定压力喷入机体内，产生高速旋转的涡流。机体内的物料颗粒随气流高速旋转，并在旋转过程中颗粒与颗粒之间发生碰撞、冲击和研磨，使物料粉碎磨细。

(2)球（棒）磨机物料在一回转的并填装有研磨体的筒体内，筒体在回转过程中将研磨体和物料提升到一定高度后抛落下来，研磨体对物料有较大冲击与研磨，致使物料粉碎。

(3)碾磨机碾磨机又称盘磨机，从结构上可分为圆盘固定型和圆盘转动型两大类。物料由加料口均匀加入，由于离心力的作用，物料在磨盘的边缘，在弹簧压力（或离心力）和磨本身产生的重力作用下，将物料挤压和研磨，使物料粉碎磨细。

(4)振动磨在一个振动的筒体内装有磨介及物料，振动的筒体在一个近似椭圆的轨迹上进行快速振动。筒体的振动使磨介及物料呈悬浮状态，并产生小的抛射冲击作用，磨介与物料产生研磨作用，使物料粉碎磨细。

(5)无介质磨机物料进入磨机后，由提升板把物料提升到一定的高度，然后自由下落，产生冲击作用，物料间的相互摩擦产生磨剥作用。同时物料因粒、块大小的不同，大块物料与楔形衬板撞击，由于楔形衬板的反击作用，防止物料产生轴向大小块的偏析，从而大块物料也能得到均匀分布。自排料端沿下面返回的粗料，也同新加进磨机的料块一样，均匀地落于筒体底部中心，然后向两边扩散。大块和细粒物料在筒体底部沿轴向运动的方向正好相反，于是产生粉磨作用，是物料粉碎磨细。无介质磨机又称自磨机。

第6章 样品加工

不能。石英砂的硬度约为7（根据莫氏硬度标准），而人的手指的硬度远远低于这个数值。一般人的手指无法通过直接用力捏碎石英砂。石英砂的颗粒较为坚硬，它通常需要更强大的力量和适当的工具（如锤子、砂磨片等）来进行破碎或粉碎。另外，使用手指直接捏碎石英砂可能会对手指造成伤害，因为硬度较高的矿物有可能会刺破皮肤或造成擦伤。因此，为了避免伤害和不必要的麻烦，请在必要的情况下使用适当的工具和安全设备来处理石英砂。石英砂是一种硬度较高的矿物，通常无法用手指直接捏碎成粉末。

石英砂的生产工艺流程是什么？

天然的岩石矿物是极不均匀的。将天然的地质样品变成可供实验室分析的分析试样，这个过程称之为样品加工或样品制备，俗称碎样。

样品加工是分析工作必不可少的重要组成部分，它不仅是分析工作的第一步，而且是分析质量保证的重要环节。分析中的误差可以通过不同的分析方法、不同的分析人员或不同实验室的相互比对发现，而样品加工不当引入的误差是分析工作本身无法消除的。分析工作者也许并不直接参与样品加工，然而必须懂得样品加工的重要性，了解样品加工的方法和程序，知道样品加工的基本要求和加工过程中可能存在的误差来源。

6.1 样品加工的原则和基本要求

采用经济有效的加工方法，将岩石矿物等地质样品经过破碎、过筛混匀、缩分，制备成代表性、均匀性合格的分析试样，这就是样品加工的原则。

样品加工的基本要求是: ① 加工后的试样应保证与原始样品的物质组分及其含量不发生变化，即试样的代表性不变。这就要求加工过程中不应有损失或沾污，且要防止诸如加工过程中因发热而引起的某些成分 ( 如亚铁、硫) 氧化而导致的成分含量变化; 这在样品加工中实际上极难完全做到，采取适当的措施将这些影响降低至最小是可以办到的。② 加工后的试样应该有良好的均匀性。欲使加工后的试样绝对均匀是不可能的，但是在一定的取样量前提下，试样待测组分的均匀性应满足分析工作的需要，无疑是必须达到的基本要求。③ 加工后的试样必须达到规定的粒度要求，便于后续分析工作的试样分解和测定。④ 样品加工的方法应根据不同矿种和不同的分析要求，采取不同的加工方法，确保样品加工的质量。

6.2 样品缩分公式———切乔特公式

6.2.1 切乔特公式及其物理意义

在地质样品的加工过程中，必然要经过破碎和缩分。如何保证缩分后样品的代表性，实际工作中通常使用切乔特公式判断，这是一个经验公式，可用下式表示:

Q=Kd2

式中: Q 为样品最低可靠质量，kg; d 为样品中最大颗粒直径，mm; K 为根据样品特性确定的缩分系数，它为一常数，必要时可通过试验求得。

6.2.2 样品的最低可靠质量 Q

样品加工的过程是样品粒度和质量不断减小的过程。在一定的样品粒度下，确保样品化学成分不变所需的样品最小质量，称之为样品的最低可靠质量，也可理解是确保样品缩分前后化学成分不变的样品最小质量。在样品加工过程中，凡样品质量大于最低可靠质量的，上述意义下是合格样品; 反之，则违犯了样品加工的规定，是不允许的。

从切乔特公式可以看出，影响 Q 值的主要因素是 K 值和样品的最大粒径。与 K 值大小相关的因素，如样品种类、待测元素的含量及其分布的均匀程度、分析精密度和准确度的要求等均会影响 K 值。样品的粒度越细，样品的最低可靠质量 Q 就越小。

6.2.3 缩分系数 K 值及其确定

不同种类样品的 K 值并不相同，见表 6.1。大多数的岩石矿物的 K 值在 0.1 ～0.5 之间，通常采用 0.2。待测组分的含量越低，分布越不均匀，所取的 K 值就越大; 分析质量要求越高的试样，也必须取较高的 K 值，以便将试样均匀性引起的误差降低至可以忽略的水平。

样品粒径 ( d) 及不同 K 值情况下的 Q 值列于表 6.2。

表 6.1 主要岩石矿物的缩分系数 ( K 值)

表 6.2 d、Q 与 K 的对应值

续表

严格地讲，K值应该针对特定的矿种和特定的测定组分进行试验而确定。对已经勘探的矿床，从最典型的矿石中取全巷或剥层样1000～2000kg，将其粉碎至10mm左右的颗粒，并缩分成若干个部分样品(通常分为8～16个部分)，然后进一步粉碎，选用不同K值缩分，缩分过程中不丢弃任何一份样品，最终制成分析试样。对每组分析试样进行待测组分的测定，根据测定结果的平均偏差确定最合理的系数K。以后该矿床的样品加工就采用该K值。

6.2.4 切乔特公式应用中特别需要注意的问题

鉴于切乔特公式是一个经验的公式，它有一定的局限性;对于组成极其复杂、化学成分多变且含量变化悬殊的岩石矿物这一特定的对象而言，下列问题是需要重视的。

1)同一样品的不同组分，其K值差别可能很大。如石英砂中的SiO2，即使取很小的K值，也能保证分析结果有良好的重现性。对Cr2O3或TFe而言，要保证样品的代表性，其缩分系数K值就要大得多。

2)以元素状态或独立矿物存在的痕量元素，其K值与大多数其他组分的K值会有很大的差异;在某些情况下，切乔特公式不适用。例如金矿石，其中金很可能以自然金粒形态存在，分布极不均匀，且金有良好的延展性，金不能与基岩介质同步粉碎。若用基岩介质的最大颗粒直接代替金粒，显然是不合适的。

3)以K=0.2计算，样品粒度为200目(0.074mm)时，由切乔特公式求得可靠的最低样品质量为1.0925g。因此，取K值为0.2时得到200目分析试样也不是绝对均匀的;当取样量小于1g时，某些组分的不均匀性就有可能出现。但是，在近代的岩石矿物分析中，取样量低于1g是常见的做法，分析结果表明样品的均匀性并没有问题，可能的解释是由于样品加工中的K值一般都取得较大。加工后的试样粒度往往不是200目，而是-200目，即试样粒度小于0.074mm。尽管如此，分析工作者必须清醒地认识到，分析时的取样与样品加工中的缩分是性质完全相同的，是在更细粒度下的缩分，它对样品代表性仍然是有影响的。近代大型仪器分析取样量有不断减少的趋势，其潜在的取样代表性风险不容低估。

对于样品加工问题的研究远远落后于分析技术的研究。事实上，分析技术的发展对样品加工提出了更高的要求，这点常常被忽视。

6.3 一般岩石矿物样品的加工

样品加工一般可分为3个阶段，即粗碎、中碎和细碎。每个阶段又包括破碎、过筛、混匀和缩分4道工序。根据样品的质量和原始样品的情况，每件样品不一定都要经过3个阶段或4道工序。样品加工过程中应当留存相应的副样。

6.3.1 样品加工流程

一般样品加工的流程如图6.1所示。

图6.1 一般样品加工流程

6.3.2 关于样品加工的粒度要求

按照《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T0130—2006)规定，各类岩石矿物样品加工后的试样粒度应符合表6.3的要求。

表6.3 分析试样的粒度要求

如果样品矿种不明，则加工后的试样粒度一般为0.097～0.074mm。

试样粒度是样品加工中的重要指标，其原因是它直接与试样的均匀性有关;试样越细，其均匀性越好，取样误差越小。另外，粒度越细，试样分析越方便。但是，某些矿种的样品加工粒度又不宜太细。例如黄铁矿，粒度越细，硫的氧化越严重，导致分析结果失真。因此，样品的加工粒度要求应视样品的类型而定，凡是在加工过程中组分不易变化或丢失的样品，加工粒度最好碎至200目。当然在金属的加工机械中粉碎，粒度越细，被污染的可能性就越大。

6.4 金矿和铂族元素样品的加工

6.4.1 金矿样品的特性

金矿样品中金往往以自然金形态存在，嵌布极不均匀。由于金含量低、强度大、延展性好，故样品的加工存在一定的困难，尤其是含粗粒、巨粒金的样品。

6.4.2 不同粒级金矿样品加工

6.4.2.1 金矿样品粒级的划分

矿石中自然金的粒度不一，样品加工的难易程度也不同，加工流程也不同。

金矿粒级的划分见表6.4。

表6.4 金矿粒级的划分

金粒度也可以用实验方法大致确定，常用的方法是人工重砂法和筛上残金比法。

人工重砂法是将原样在颚式破碎机破碎至全部通过18目筛(样品粒度为1.00mm)后，缩分一半，继续加工为分析试样;另一半做人工重砂，进行自然金粒度分布情况的测定。为了使结果有一定的代表性，同一矿区或矿点的样品应多做几件人工重砂测定，重要的零星样品也可采用此法。

筛上残金比法是称取40～80g粒度为0.075mm的分析副样，用振动筛机过筛或水析过筛，筛上残留试样的质量为称取分析副样质量的0.5%～3.5%时，取下，烘干，称量。筛上残留试样的质量占过筛试样全部质量的百分比为A;分别测定筛上试样和过筛试样中的含金量，筛上残金的量占过筛样全部金的百分比为B。

B/A＜1.5，可判定为微、细粒金矿，属易加工金样;

B/A为1.5～4，可判定中粒级金矿，属可加工金样;

B/A＞4，可判定为粗粒金矿或巨粒级金矿，属难加工金样。

6.4.2.2 不同粒级金矿样品的加工流程

不同粒级的金矿样品应该选用不同的加工流程，并兼顾不同的分析取样量。流程中的关键是确定第一次缩分时的样品粒度。有条件的矿区，应通过试验确定。图6.2给出了不同粒级金矿样品加工流程，以供使用中参考。

6.4.3 金矿样品加工的特殊措施

为了保证金矿样品的加工质量，卡林型金矿可按一般样品加工流程进行，K值可取0.2～0.4;其他金矿除按图6.2的流程加工外，还应采取以下措施。

1)避免使用对辊式破碎机。

2)中碎时采用圆盘式破碎机，适当调大进料和出料粒度，细碎采用棒磨机。

3)延长棒磨时间。

4)对于基岩介质(即脉石)较软的金矿样品，可以定量加入不含待测元素的石英岩或石英砂，增加样品自磨效果，减少粘结;但必须注意根据加入的石英岩或石英砂量和样品量，校正最终分析结果。

5)缩分后样品量不应少于500g。

6)样品粉碎至粒度为0.075mm后，可以不过筛，避免过筛造成贫化效应，使金的结果偏低。

7)对于巨粒金样品，也可以在样品破碎后分别测定筛上物和筛下物，最终以质量为权重，加权平均后求得试样中金含量。

图6.2 不同粒级金矿样品加工流程

6.4.4 金矿样品加工质量检查

6.4.4.1 用分析结果的精密度检查

称取相同质量(例如20g)试样由同一分析者同时进行3份以上平行分析，从分析结果的精密度判定加工质量;再取不同量的试样进行分析，视其精密度是否符合要求。

6.4.4.2 用副样检查

在第一次缩分时，将应弃去的一半样品保留，平行加工成另一试样。然后对两份试样进行平行分析，以检查制样是否有代表性和第一次缩分的粒度和留样量是否合适。

6.4.5 铂族元素矿样品加工

铂族矿样品加工可参照金矿样品的加工方法。

6.5 特殊样品加工

6.5.1 黄铁矿和测定亚铁样品加工

中碎后通过18目筛(粒度1.00mm)的样品，直接用棒磨机或圆盘细碎机加工至0.149mm(100目)。使用圆盘机加工时不能将磨盘调得过紧，以免磨盘发热引起硫或亚铁氧化。若磨盘发热，则应停止磨样，待其温度下降后再继续磨样。也可以采用水冷方式控制磨盘温度，副样应装入玻璃瓶中密封保存。测定亚铁的分析试样不烘样。

6.5.2 铬铁矿样品加工

由于铬铁比值是评价铬铁矿石质量的重要指标，因此加工时应防止铁质混入。宜采用高强度锰钢磨盘或镶合金磨盘加工至0.177～0.149mm后，再用玛瑙球磨机或玛瑙研钵研细至0.074mm。

6.5.3 玻璃及陶瓷原料所用的石英砂、石英岩、高岭土、黏土、瓷土等样品加工

这类样品加工中应严格避免铁、铬等影响颜色的元素的污染。致密的石英岩硬度大，不易粉碎，可其将在800℃灼烧1h，然后迅速置于冷水中骤冷，碎裂后风干，再破碎。也可用多层洁净耐磨布包裹后撞击使其破碎。少量石英砂或水晶等样品的研磨宜在玛瑙研钵中进行，也可使用玛瑙球磨机或翡翠盘磨机加工，过筛应采用尼龙筛，筛的边框应为塑料材料，盛样器皿和分样工具也应采用塑料制品。

6.5.4 岩盐、芒硝、石膏样品加工

此类样品的特殊性在于其水分的不稳定。为避免水分的损失，样品应尽可能就地及时加工并进行分析。若需长途送样，样品应瓶装后尽快运送。实验室收样后立即粗碎，迅速置于搪瓷盘中称量。然后于40～50℃烘6～8h，必要时可延长至20h;烘干后再称量，计算样品在过程中失去的水分。然后再继续加工，在加工过程中仍应防止水分变化，故应尽快将样品加工完成并立即装瓶密封。此类样品应留粗副样，装瓶密封保存。

石膏样品的制样粒度为0.125mm，对不含芒硝、岩盐的样品于55℃烘样2h，含芒硝、岩盐的样品不烘样立即装瓶。

岩盐样品的制样粒度为0.149mm。

6.5.5 云母、石棉样品加工

云母多呈片状、鳞片状或板状，石棉为纤维状，这类样品可先用剪刀剪碎，再在玛瑙研钵中磨细。也可以先灼烧使云母变脆，再粉碎，混匀。还可采用棒磨机粉碎至0.125mm。

6.5.6 沸石样品加工

沸石样品不烘样，留存的副样也应装瓶密封。沸石测定不同项目要求的粒度不一，需要分步粉碎，其加工流程见图6.3。

6.5.7 膨润土样品加工

膨润土系蒙脱石为主的黏土类矿物，极易吸水，而其层间水又不稳定。样品加工前于105℃烘干，然后尽快进行粗碎和中碎。加工至粒度为1.00mm后留副样，于塑料瓶中密封保存。正样置于洁净的搪瓷盘中，再于105℃烘干，细碎至0.074mm，供可交换阳离子和阳离子交换总量、脱色率、吸蓝量、胶质价、膨胀容积、pH值等项目分析用。进行X射线衍射分析、差热分析和红外光谱分析的试样则不烘样，以免失去层间水。

6.5.8 物相分析样品加工

供物相分析的试样对粒度要求较严，为了获得相对可靠的分析结果，试样的粒度应尽可能均匀一致;制样时磨盘不要调得过紧，应逐步破碎，多次过筛避免过粉碎。物相分析的试样粒度视矿物和分相的要求不同也不尽一致。一般为0.149mm，不烘样。硫化物高的样品宜用手工磨细或棒磨机细碎。有些样品的物相分析试样粒度要求为0.097mm或更细。

图6.3 沸石样品加工推荐流程

6.5.9 单矿物样品加工

因样品量很少，可用玛瑙研钵直接研磨至0.074mm，防止沾污和损失。

6.5.10 组合分析样品加工

组合样是由多件或几十件样按采样长度比计算得到的每件单样应称取的质量组合而成。组合样的质量不少于200g。应先将其置于磨盘调得较松的圆盘细碎机中细碎，然后选用比原样粒度稍粗的筛子过筛，再充分混匀、缩分、粉碎至所需的粒度。也可将组合后的样品直接装入棒磨筒中棒磨至所需粒度。如不需要对组合样粉碎，也可用棒磨机棒磨样30min使其初步混匀。

组合样的加工关键是必须混匀。

6.5.11 水系沉积物、土壤样品和煤样加工

水系沉积物和土壤样品一般不烘样。可在刚玉或玛瑙碎样机中加工至粒度为0.074mm的分析试样，加工后的试样质量应不少于加工样品质量的90%，不过筛，凭手感检查粒度是否达到要求。

煤样加工按GB/T474执行。

6.6 样品加工中的质量控制

样品加工应尽可能防止引入误差，否则误差将被带至后续的分析工作中，严重时将导致分析结果全部无效。

6.6.1 防止污染是样品加工质量保证的首要条件

样品加工中的污染是指在加工过程中，引入了样品之外的外来物质，即改变了样品的成分，从而导致了待测组分的分析结果与原样的真实结果存在显著性差异。其后果是分析结果失真，无效。从广义的角度看，加工过程中样品某个组分的损失使该组分的测定结果偏低也是一种污染，只不过是负污染。加工样品时，引入的污染杂质即使不是待测组分，对待测组分也无干扰，但由于其改变了样品的组成，实际上对样品进行了“稀释”，也是不允许的。

严格地讲，样品加工中的污染是不能避免的。“无污染制样”只是一种理想。它仅是指加工引入的污染可以控制在能够容忍的水平下的一种相对概念。防止污染意味着必须付出相应的成本。在满足分析结果要求的准确度前提下，应尽量减少加工成本是应当遵循的原则。

试样加工中的污染来源是多方面的。多数污染是可以防止的，如样品交叉污染、样品加工室的环境污染、制样人员佩戴金属饰品引起的污染等。有些污染只要严格执行加工规程也可以避免，如高纯石英砂和水晶样品严格禁止使用铁质机械粉碎即可防止铁的污染。唯独大部分岩石矿物样品加工时因碎样设备材料的磨损而引入的污染是无法避免的。铁或其合金类的加工设备在长时间使用后，必然会引入铁或其他金属元素，刚玉材料的加工设备必然会引入铝等元素污染。对多数样品而言，这种污染尚可接受;如果引入的元素正好是样品中要求测定的痕量组分，则必须变更碎样设备。

6.6.2 严格控制样品加工的损耗率

在样品加工过程中，样品的损失是必然的，粗碎时样品的蹦跳、细碎时排风除尘和碎样机粘结残留均会引起损耗。必须认识到，样品的损耗可能会影响样品的代表性，故应控制损耗率。损耗率的计算公式为:

岩石矿物分析第一分册基础知识和通用技术

损耗率按粗碎、中碎和细碎3个阶段计算，应分别小于3%、5%和7%。

细碎时若排风量过大，会引起密度高的金属矿物相对富集，从而使样品的代表性受到影响。

6.6.3 高度重视缩分对样品加工质量的影响

样品加工全过程的各个环节均会影响样品的质量，其中缩分这一环节的影响最应重视。缩分必须满足的质量要求是:一般样品的缩分必须遵循切乔特公式，特殊样品如金矿不得随意缩分，必须在满足一定粒度后方能缩分;缩分前样品必须充分混匀，缩分误差必须小于3%。

缩分误差的计算公式是:

岩石矿物分析第一分册基础知识和通用技术

式中:R为缩分误差，%;E、F为缩分后两个部分样品的质量，g;G为缩分前样品的质量，g。

6.6.4 坚持样品加工的内部抽查制度和样品的过筛检查

为了保证样品加工质量，必要的内部抽查制度可按规定执行。其基本做法是:先确定检查的样品，在拟检查的样品第一次缩分后准备弃去的部分保留，以备检查用。待样品加工完成后，再将供检查用的部分按正样的加工流程加工，将此加工后的样品和正样同时送交实验室进行主要组分的测定，从分析结果判断样品加工的质量。

过筛的目的是保证样品的粒度，以确保样品缩分后的代表性。提取不同粒级的副样进行过筛检查，其实质就是检查加工过程中试样的代表性是否有保证。对于完成样品加工后的分析试样的过筛检查为的是确认粒度是否符合分析要求。过筛率应达到95%以上。所谓过筛率就是通过规定筛目的样品质量占过筛前样品质量的比例。

6.7 关于超细粉碎

在分析技术日益进步的今天，分析者发现，原先一直被忽视的取样误差在取样量不断减小的情况下，它已成为分析误差的重要来源之一。有关试样均匀性的问题已受到关注。试样的均匀性无疑是与样品的加工粒度相关的。粒度越细，均匀性越好。于是人们对于超细粉碎的样品加工技术产生了兴趣。现在，国内外已制备了若干个经过超细粉碎的地质标准物质。经均匀性检验，有的标准物质的均匀性极好，毫克级的取样量，其均匀性即有保证。这对于地质样品加工而言，无疑是一项值得重视的成果。当然，试样的均匀性除了与粒度相关外，还与样品的种类、待测组分的赋存状态和含量等诸多因素有关。地质样品经过超细粉碎后，其均匀性可以得到明显的改善，这是一个不容争辩的事实。

地质样品的超细粉碎，是指粒度已达0.075mm的试样再于雷蒙磨或气流磨等超细加工设备中进行粉碎，使其粒度变得更细(通常小于20μm)。将粒度0.074mm的试样与经过超细粉碎后的试样进行粒度分布测量对比，可以发现经超细粉碎后的试样粒度分布区间明显变窄，主要是直径较大的颗粒减少了。这也许是超细试样可以减小取样量和取样误差的原因。

超细粉碎对地质样品分析的影响不仅是可以使最小取样量大幅度地降低，从而为近代高灵敏度的分析技术拓展更为广阔的应用天地;超细粉碎后的试样表面积大大增加，使试样分解的难度大大减小，分解试样所需的试剂用量很少，加热时间也明显缩短;既减少了溶样引入的污染，更重要的是减少了环境污染，是实现“绿色”分析的重要途径，也是实验室落实“节能减排”国策的有效措施。

与超细粉碎相联系的是试样粒度检测方法的改变。传统的过筛方法用于确定超细试样粒度肯定已不适用，而代之以现代的粒度检测方法。目前广泛使用的激光粒度仪可以快速地提供直观的粒度分布图、多项特征粒度表、详尽的粒度分布表等有关试样粒度的“立体”信息，这对分析工作的取样理论和取样误差等方面的研究是很有价值的。

应当指出的是，超细粉碎的加工技术目前只停留在标准物质的研制上。在日常的例行分析中的应用研究尚未起步。超细粉碎中可能存在的问题尚未进行系统的研究。超细粉碎设备对大批样品加工的可行性以及粉碎后加工设备的清洗和防止样品交叉污染等许多实际问题尚待解决，超细粉碎对各类地质样品加工后可能发生的问题也远未暴露;但超细粉碎作为一种样品加工技术，其优点无疑是显而易见的。

附表

附表 6.1 试验筛筛号———孔径对照表

注: GB/T 6003.1—1997，金属统编织网试验筛; 等效采用 ISO 3310—1: 1990 试验筛———技术要求和检验———第一部分: 金属统编织网试验筛。

参 考 文 献

地质矿产实验室测试质量管理规范 第 2 部分: 岩石矿物分析试样制备 ( DZ/T 0130.2—2006) ［S］.2006.北京: 中国标准出版社，16-26

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王晓红，高玉淑，王毅民 .2006.超细地质标准物质及其应用 ［J］.自然科学进展，16 ( 3) : 309 -315

王毅民，王晓红，高玉淑 .2009.地质标准物质粒度测量与表征的现代方法 ［J］.地质通报，28 ( 1) :137-145

杨政 .1992.痕量金分析方法和金矿碎样技术 ［M］.北京: 地质出版社，37 -46

郑大中，郑若锋 .1992.岩矿样品新缩分公式的建立及其应用 ［J］.地质实验室，8 ( 4) : 204 -211

本章编写人: 熊及滉 ( 四川省地矿局成都综合岩矿测试中心) 。

凌进中 ( 中国地质调查局西安地质调查中心) 。

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，石英砂广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。

石英砂的生产工艺流程：

1.水洗、分级脱泥

石英砂中的SiO2的品味随着石英砂粒度的变细而降低，杂质矿物的品位则相反，这种现象在含有大量粘土性矿物的石英砂中尤为明显，所以在入选前对石英砂原矿进行水洗、脱泥是非常必要的。

2.擦洗

擦洗是借助机械力和砂粒间的磨剥力来去除石英砂表面的薄膜铁及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体的矿物集合体，再经分级作业达到石英砂进一步提纯的效果，目前主要有棒磨擦洗和机械擦洗两种方法。

3.浮选

云母与石英的分选难度大，采用酸性条件下阴离子捕收剂，或在碱性条件下阴-阳离子捕收剂两种方法浮选，可获得很好的效果。一般，经过擦洗、脱泥、磁选和浮选后，石英砂的纯度可达99%以上，基本满足工业用砂的需求。

4.　酸浸

稀酸对铁和铝的去除均有显著效果，而对钛和铬的去除则采用较浓的硫酸、王水进行酸浸处理，通常使用上述酸类组成的混合酸进行杂质矿物的酸浸脱除。酸浸各种因素的控制应根据石英最终品位的要求，尽量降低酸的浓度、温度和用量，以实现在较低的选矿成本下进行石英提纯。