X射线荧光方法在矿区环境地球化学研究中的应用

采用白行研制的高灵敏度能量色散X射线荧光分析仪分析了攀枝花矿区水系沉积物中微量元素的浓度，并根据分析结果研究了矿区元素分布的地球化学特征，本项研究的主要目的是探讨X射线荧光分析技术在矿区环境地球化学研究中的可行性，探索矿区环境地球化学研究的方法技术．结果表明，XRF方法可以有效分析沉积物中元素的含量，进而进行环境地球化学研究．     

现场X射线荧光分析技术

本文从携带式X射线荧光仪器、现场分析技术和技术应用三方面论述了现场X射线荧光分析技术的进展.从X射线激发源、X射线探测器和电子线路单元等角度,将携带式X射线荧光仪划分为四代,即以放射性同位源为激发源、以NaI(Tl)闪烁计数器为X射线探测器为技术特征的第一代仪器;以放射性同位素源和正比计数器为技术特征的第二代仪器;以放射性同位素、电制冷半导体探测器和以嵌入式微处理器为控制核心的多道脉冲幅度分析器为技术特征的第三代仪器;以低功率微型X射线发生器为激发源、电制冷半导体探测器和全数字化X射线能谱采集器为技术特征的第四代仪器.在现场分析技术方法方面,论述了X射线仪器谱解析技术、基体效应校正技术和现场原位分析中不平度效应、湿度效应、荧光颗粒不均匀效应校正技术进展.介绍了现场X射线荧光分析技术在地质矿产普查、环境污染调查、文物现场鉴定和合金分析等领域的应用进展.指出了目前国产携带式X射线荧光仪处于第三代和第四代仪器水平之间,低功率微型X射线发生器和电制冷半导体探测器还依赖于进口,全数字X射线能谱采集器还有待商品化;现场多元素分析的准确度和方法检出限都有待进一步改善;便携式仪器的应用领域有待拓宽.     

X—射线荧光光谱分析铜精矿中的铜和铁

内标法在溶液、熔珠及粉末样品分析中已得到广泛的应用,尤其对多元混合物中单一元素的测定更为方便,已越来越多地被X—射线荧光分析工作者使用。对于主元素是Cu、Fe的铜精矿混合物,用X—射线荧光光谱直接测定粉末压片或熔珠,其结果与化学值比较,偏差甚大。当选择CoKa线作内标线,分析铜精矿,不但能使Fe的分析准确度大大提高,而且铜的分析也能得到满意的结果。 本试验用强度比R_(C_u),R_(F_e)(I_(C_uK_α)/I_(C_oK_α);I_(F_eK_β)/I_(C_oK_α))及强度值I_(C_uK_α)、I_(F_eK_β)及浓度建立     

北京延庆硅化木的矿物学特征分析

通过X射线荧光、红外光谱和X射线衍射等检测方法分析了延庆硅化木的矿物学特征.结果表明:2个不同植物种属但在同一埋藏地形成硅化木标本成因相似,其颜色与所含元素种类及含量密切相关.X射线衍射分析表明,不同颜色和植物种属的硅化木主要组成物相一致,为SiO2,其他矿物极其微量.2个硅化木标本的红外吸收谱带基本一致,均显示典型的...     

同步辐射X射线吸收光谱在环境矿物学中的应用

本文介绍了同步辐射X射线吸收光谱（XAS）在环境矿物学中的应用与进展,尤其是在矿物载体催化剂的环境催化活性研究、固-液界面的微观机制研究、毒性痕量元素在矿物中赋存状态的研究、核废料的矿物处置研究等方面的发展现状。最后指出,XAS对推动环境矿物学的发展、优化环境矿物材料和原料的工艺流程具有独特的优势,在我国还有待进一步加强其发展和应用。     

电感耦合等离子体质谱-X射线衍射法研究云南玉溪和美国内华达地区黏土型锂资源矿物学特征

中国云南玉溪和美国内华达均已发现大量黏土型锂资源,目前关于两地区样品矿物学特征的研究相对不足,而对黏土型锂资源进行充分的矿物学特征研究是锂提取工作开展的重要前提。本文采用X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、扫描电镜等分析技术,从化学组成、矿物组成、微观形貌等角度对云南玉溪的两个黏土型锂资源样品(YM-1和YM-2)和美国内华达的两个黏土型锂资源样品(Ame-1和Ame-2)进行对比分析。结果表明:玉溪地区和内华达地区样品的锂含量均高于1000μg/g,具有一定的开发利用价值,但这两个地区的黏土型锂资源样品在主要化学成分、矿物组成、微观形貌和锂赋存状态四个方面均存在较大差异。具体来说,(1)主要化学成分差异:玉溪地区样品的主要化学成分为SiO_2和Al_2O_3(硅、铝氧化物总量超过80%),而内华达地区样品的主要化学成分为SiO_2(60.39%)或CaO(42.30%)。(2)矿物组成差异:玉溪地区样品的主要矿物为高岭石和蒙脱石,而内华达地区样品的主要矿物为石英、绿脱石、斯皂石或方解石。(3)微观形貌差异:玉溪地区样品是由表面平坦、边缘圆滑且大小相对均一的片层状结构堆叠而成,而内华达地区样品主要表现为大小不一的块状矿物聚集体。(4)锂赋存状态差异:玉溪地区样品中的锂主要赋存于蒙脱石中,而内华达地区样品中的锂主要赋存于蒙皂石族矿物中。本研究结果基本明确了云南玉溪地区和美国内华达地区黏土型锂资源的矿物学特征,可为这两个地区黏土型锂资源后期的开发利用提供科学依据。     

煤的X射线分析在渣渡矿区滑动构造中的应用

渣渡矿区断裂构造发育,尤其是发育在主采煤层及附近的滑动构造对煤层的破坏严重。由于处于滑动构造不同部位的煤层遭受的破坏程度不同,其动力变质程度和内部结构变化就不同,通过对滑动构造三个主要构造部位的煤样进行X射线分析,找出反映滑动构造结构变化的d(002)、L_c、L_a参数的变化规律,为今后研究滑动构造或其他类似的构造开辟一条新的途径。      

X射线荧光光谱-X射线衍射研究宁夏贺兰石岩石矿物学特征

宁夏贺兰石是中国砚用名石之一,开发应用越来越广泛,对其进行系统的基础研究具有重要的现实意义。但目前仅有初步的人工实验,缺乏系统的矿物学研究。本文采用常规宝玉石学测试结合薄片鉴定、X射线荧光光谱、X射线粉晶衍射等矿物谱学分析测试方法,解析贺兰石的宝石学特征、化学成分、岩石结构及矿物组成特征。结果表明:贺兰石主要组成矿物为水云母~绢云母,次为褐铁矿(氧化铁质)、石英(砂质碎屑)、绿泥石和微量的赤铁矿、金红石、电气石等;主要化学成分为SiO_2、Al_2O_3、TFe_2O_3、K_2O、MgO、TiO_2、CaO、P_2O_5;折射率1.56~1.57,密度2.81~2.86g/cm~3,摩氏硬度3~4。初步探讨了贺兰石致色成因,基于Fe元素形态及含量与贺兰石颜色具相关关系,认为Fe元素是宁夏贺兰石致色的主要因素。本研究基本确定了贺兰石的大部分特征参数,为后续建立准确的命名及鉴定方法提供了技术支撑。     

X射线荧光技术及其在江西金山地质找矿上的应用效果

简介了应用HYX-1型X射线荧光仪及“金一号”平衡滤片对江西金山金矿的样品进行的室内含Au量分析。应用X荧光分析测量结果对该矿区矿体垂向上变化规律、含金的贫富分布变化进行分析,通过与化学分析、热发光方法分析的对照,说明了X射线荧光技术的实用意义。     

原位微区X射线荧光光谱分析装置与技术研究进展

原位微区X射线荧光(Micro-XRF)光谱分析技术是X射线光谱学领域一重要分支。近年来X射线毛细管光学透镜聚焦技术不断进步,以实验室X光源为基础的原位微区X射线光谱分析装置与应用技术快速发展,已成功应用于多领域样品的原位、多维、动态和非破坏性微区分析。文章介绍了近年来X射线毛细管光学透镜技术发展和原位微区X射线光谱分析装置研制进展,对近年来micro-XRF光谱分析技术在大气气溶胶颗粒物分析与来源识别、考古样品产地和真伪鉴别、古气候古环境重建研究中沉积纹层样品元素分析,以及刑侦科学中指纹样品的鉴定等应用领域进行了系统介绍,阐述了micro-XRF光谱分析技术性能的影响因素(空间分辨率和强度增益)。micro-XRF光谱分析技术不仅可以获取样品表面的信息,还能够获取样品内部的信息,成为目前国际上一门迅速发展的竞争技术。我国在毛细管透镜制造技术与性能研究,以及micro-XRF应用领域取得了重要进展。由于X射线焦斑尺寸对能量的依赖性以及样品基质对X射线的吸收效应,在微区定量分析中易引入较大误差,利用X射线毛细管透镜获取更小光斑尺寸与高稳定性的X射线光束,提高micro-XRF分析技术的空间高分辨率性能和对基体效应进行校正实验将是今后一个重要的研究目标和分析研究难点。     

青海省格尔木市那陵郭勒河西地区铁多金属矿工艺矿物学研究

青海省格尔木市那陵郭勒河西地区铁多金属矿规模大,具有铁铜金等多金属矿化,属于接触交代型铁多金属矿床。本文采用工艺矿物学研究方法,查明了矿石工艺矿物学特性。研究结果表明,矿石的组成矿物种类较为简单,金属硫化物主要是黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿;铁矿物主要是磁铁矿、赤铁矿。脉石矿物主要是石英、方解石、透闪石、透辉石;其次为石榴子石、白云母、蛇纹石。矿石中铁、铜锌矿物均具均匀细粒—微细粒嵌布特征;通过选矿可获得铜精矿、锌精矿、铁精矿。     

X射线荧光光谱法测定土壤和沉积物中的锰

X射线荧光光谱法(XRF)是测定土壤和沉积物中锰的重要方法,具有制样简单、非破坏性测定、检测速度快等优点。目前用于建立工作曲线的土壤和沉积物标准物质的锰含量最高为2490mg/kg,采用XRF法测定受污染土壤和沉积物中的锰含量时易超出工作曲线测定范围。本文将锰标准溶液定量加入到土壤标准物质中,制备锰含量更高的校准样品,工作曲线的测定上限范围由2490mg/kg提高至3780mg/kg。该方法测定不同含量标准物质中锰含量的结果均在认定值范围内,实际样品的加标回收率为97.8%～108.3%,高含量锰的实际样品测定值与电感耦合等离子体发射光谱法测定值的相对偏差小于5.7%,相对标准偏差(RSD)小于0.4%(n=7)。实验结果表明该法测定锰含量高的土壤和沉积物的准确度和精密度良好。     

利用电子探针研究甘肃陇南赵家庄金矿载金矿物特征

应用偏光显微镜与电子探针相结合的手段是研究载金矿物的主要方法。本文采用镜下鉴定和电子探针分析技术,对赵家庄金矿中载金矿物含量、形态特征及其与其他矿物的空间关系开展研究,并对载金矿物进行定性和定量分析,探寻具有找矿意义的载金矿物和总结标志矿物特征。结果表明:研究区金矿石中主要载金矿物为黄铁矿,少量为黄铜矿、闪锌矿,这些载金矿物中Au含量依次为:细晶黄铁矿粗晶黄铁矿草莓状黄铁矿黄铜矿。不同时期的黄铁矿(粗晶黄铁矿、细晶黄铁矿、草莓状黄铁矿)中Au的分布均匀,但存在差异性,主要表现为细晶黄铁矿和草莓状黄铁矿中的Au含量较高(平均含量0. 14%～0. 18%),这种现象表明此类矿物为构造热液期形成,金易富集。Au以两种形式存在,一种是"可见金"包裹于脉石矿物中,或以裂隙金的形式嵌布在矿物晶隙及裂隙中;另一种是"不可见金"以纳米级颗粒金的形式存在于载金矿物中,也是Au的主要存在形式。本研究为后期矿床的成因、成矿过程和成矿机理研究提供了佐证,同时易于根据含金矿物的特征选择合适的选冶方法。     

X射线衍射-扫描电镜等技术研究秘鲁铜硫矿石选矿工艺矿物学特征

秘鲁铜硫矿石的主要回收对象是铜和硫矿物,由于铜矿物嵌布复杂、粒度过细以及与各种脉石矿物或金属矿物交生关系紧密,利用传统工艺矿物学研究方法如化学分析、光学显微镜检测等较难准确定量其工艺矿物学参数。本文采用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、偏光显微镜及矿物参数自动分析系统(MLA)等技术手段,研究秘鲁铜硫矿石的化学成分、矿物组成和主要矿物的嵌布特征、粒度分布及单体解离特性等,并对影响选矿指标的主要矿物学因素进行分析。结果表明:矿石中主要元素为Cu(0.65%)和S(9.53%)。矿石中黄铁矿(16.57%)含量较高,形态较为规则,与其他矿物之间的交生关系相对简单,粒度普遍偏粗,其中粒径大于0.30mm的黄铁矿占95.06%。铜矿物主要以不规则粒状、皮壳状、网脉状、纤维状、尘粒状、斑点状分布于脉石中或与黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿等金属矿物交生紧密,粒度极不均匀,使得铜矿物解离难度加大,且矿石中云母(12.51%)、绿泥石(3.74%)、滑石(3.34%)、高岭石、蒙脱石(3.59%)等黏土质矿物含量较高,在磨矿过程中易发生泥化从而恶化分选环境。根据该类型矿石的工艺矿物学特性,本文建议采用"粗磨-部分优先浮铜-铜硫混浮-混合精矿再磨再选分离"的工艺流程,可得到质量高的铜、硫精矿。     

The Crater Mountain Deposit,Papua New Guinea: Porphyry‐related Au–Te System

Ore mineralization and wall rock alteration of Crater Mountain gold deposit, Papua New Guinea, were investigated using ore and host rock samples from drill holes for ore and alteration mineralogical study. The host rocks of the deposit are quartz‐feldspar porphyry, feldspar‐hornblende porphyry, andesitic volcanics and pyroclastics, and basaltic‐andesitic tuff. The main ore minerals are pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite and moderate amounts of tetrahedrite, tennantite, pyrrhotite, bornite and enargite. Small amounts of enargite, tetradymite, altaite, heyrovskyite, bismuthinite, bornite, idaite, cubanite, native gold, CuPbS₂, an unidentified Bi‐Te‐S mineral and argentopyrite occur as inclusions mainly in pyrite veins and grains. Native gold occurs significantly in the As‐rich pyrite veins in volcanic units, and coexists with Bi‐Te‐S mineral species and rarely with chalcopyrite and cubanite relics. Four mineralization stages were recognized based on the observations of ore textures. Stage I is characterized by quartz‐sericite‐calcite alteration with trace pyrite and chalcopyrite in the monomict diatreme breccias; Stage II is defined by the crystallization of pyrite and by weak quartz‐chlorite‐sericite‐calcite alteration; Stage III is a major ore formation episode where sulfides deposited as disseminated grains and veins that host native gold, and is divided into three sub‐stages; Stage IV is characterized by predominant carbonitization. Gold mineralization occurred in the sub‐stages 2 and 3 in Stage III. The fS₂ is considered to have decreased from ～10^?2 to 10^?14 atm with decreasing temperature of fluid.     

Alteration and regeneration of sulfides by reaction with oxidizing hydrothermal solutions

Reactions between sulfides of heavy metals and solutions of hexavalent uranium sulfate at pH about 2, in the range of 200-360°C, led to replacement of pyrrhotite by marcasite-pyrite aggregate, development of bornite and pyrite after chalcopyrite, growth of regenerated chalcopyrite on the periphery of uranium oxides, replacement of chalcopyrite by bornite (with the accompanying complications, fig. 3), redepositions of chalcocite and native copper, and, in experiments with pyrite-galena and galena-marmatite pairs, redepositions of the minerals with the corresponding growth of pyrite. —V.P. Sokoloff.     

X射线衍射全谱拟合法分析蓝晶石的矿物含量

蓝晶石矿物定量分析通常采用的化学物相法分析流程繁琐,易受同质异象矿物和难熔矿物的干扰;采用X射线衍射内标法需要提纯矿物绘制标准曲线,但矿物包体的存在使得获取纯净单矿物成为难题;由于不同矿区蓝晶石矿物成分之间存在着差异性,以上两种方法都仅仅适用于同一矿区样品的矿物定量分析。为简化分析流程,提高测试效率,本文采用X射线衍射(XRD)全谱拟合法对蓝晶石国家二级标准物质和野外样品进行分析,并与RIR法、绝热法和K值法等衍射定量方法及化学分析结果进行了比较验证方法的可靠性。结果表明:全谱拟合法无需采用标准物质,也不用引入内标物,一次扫谱分析能获得样品中所有成分的信息,操作简单,能有效降低择优取向对衍射定量结果的影响;对于含量大于5%的矿物,组分分析结果的绝对误差小于1%,显著低于绝对误差允许限;采用Highscore和Jade两种衍射数据处理软件获得的定量结果吻合度高,目标矿物蓝晶石分析结果的双差均小于0.8%,相对偏差小于2.5%;蓝晶石的加标回收率在95.3%～101.0%之间,能实现不同矿区蓝晶石矿的快速定量分析。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定金属硫化矿中的稀散元素

铜精矿、镍精矿和锌精矿是金属硫化矿物,且为大宗进口商品,准确分析其中的稀散元素有利于矿物的综合利用。这类矿物中的稀散元素含量极低,各元素性质各异,尤其Ge和Se在湿法消解中由于挥发损失而无法准确定值,很难进行多种元素的同时测定,传统的方法需要通过预先分离富集,采用不同的仪器进行测定。本文以铜精矿、锌精矿和镍精矿为代表性硫化矿,采用微波消解对样品进行密闭前处理,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定稀散元素含量,实现了多种元素的同时测定。条件实验表明在同时检测镓、锗、硒、镉、铟、碲、镧、铊的过程中,总固溶量、内标、质谱干扰消除的条件对三种金属硫化矿均一致,只是前处理过程中用酸的选择有些差异。硝酸-盐酸-氢氟酸-过氧化氢体系适合于测定镍精矿和锌精矿中的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、La、Tl和铜精矿中的Ga、Ge、Se、Cd、In、La、Tl,各元素的回收率在85.5%～116.6%之间;王水溶样法更适合测定铜精矿中的Te。     

Silver and silver-bearing minerals at the Um Samiuki volcanogenic massive sulphide deposit, Eastern Desert, Egypt

The Um Samiuki Zn–Cu–Pb–Ag mineralisation, south Eastern Desert, Egypt is hosted by felsic volcanic rocks which form part of the 712-Ma-old, east-west-trending Shadli Volcanic Belt. Two major occurrences of massive sulphides are present at the top of rhyolitic breccia in the Western and Eastern mine areas. In each occurrence, a bornite-bearing zone is overlain by a pyrite-chalcopyrite-bearing zone and underlain by a disseminated, Cu-depleted zone. In the massive sulphide ore, sphalerite, chalcopyrite, pyrite, galena, bornite and tetrahedrite–tennantite are major minerals, whereas arsenopyrite, pyrrhotite, molybdenite and magnetite are accessory phases. Covellite and digenite are common secondary minerals. Bornite, tetrahedrite–tennantite and covellite contain high amounts of silver (averages of 1.97, 1.39 and 1.82 wt% respectively). Based on mineralogical balance calculations, bornite and covellite accommodate 80% of silver in the Um Samiuki deposit. Ag was incorporated in the crystal structure of the early-crystallised copper sulphides and sulphosalts and silver minerals. The temperature, sequential precipitation of the fluids and the structure of the crystallising phases control the distribution of silver. Post-depositional deformation and metamorphic processes caused liberation, remobilisation and redeposition of silver within the massive sulphides.Editorial handling: D. Lentz     

Efficient separation of zinc from zinc containing copper sulfide concentrate by chemical leaching

As the most abundant copper containing resource and zinc containing resource, chalcopyrite and sphalerite/marmatite commonly coexist as Cu-Zn mixed ores in deposits. However, it is difficult to completely separate sphalerite and chalcopyrite by flotation, thus resulting in the existence of zinc impurity in copper concentrate. Sphalerite/marmatite existed in copper sulfide concentrate as impurity may lead to severe damage of the smelting equipment, and cause the waste of copper and Zn resources, it will also decrease of the sale price of copper concentrates. Therefore, the deep separation of zinc from zinc bearing copper sulfide concentrate is of great significance. In this work, selective chemical leaching was developed to efficiently remove zinc from zinc containing copper sulfide concentrate. Under the optimal condition (i.e., sulfuric acid concentration exceed 100 g/L, temperature of 80 °C, pulp density of 10%, leaching time of 48 h), over 85% Zn was extracted into the leaching solution together with only about 10% Cu and Fe, according to the leaching experiment. Leaching slurry had good solid-liquid separation characteristics, and zinc can be further effectively recovered from the leaching solution. According to X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope/energy dispersive spectrometer (SEM/EDS) analysis, chalcopyrite was the main mineralogical phase in the residues, which can be regarded as high quality copper concentrate for metallurgy. Accordingly, a new process for deep and efficient separation of Cu-Zn mixed ores has been proposed.