《冶金工艺矿物学》
工艺矿物学
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展，地球上的矿石资源越来越少，易选铁矿石日益减少，难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系，矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此，选矿试验前，必须进行详细的工艺矿物学研究，查清各种元素的状态，才能对症下药，选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说，它的任务及其应用范围是比较广泛的，可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有：矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布；有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态，在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究，一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作，对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评级等方面具有重要意义。
采用的方法，有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定，化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析；用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析；用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系；用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律；用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质；用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定；用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
工艺矿物学
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展，地球上的矿石资源越来越少，易选铁矿石日益减少，难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系，矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此，选矿试验前，必须进行详细的工艺矿物学研究，查清各种元素的状态，才能对症下药，选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说，它的任务及其应用范围是比较广泛的，可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有：矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布；有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态，在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究，一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作，对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评级等方面具有重要意义。
采用的方法，有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定，化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析；用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析；用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系；用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律；用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质；用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定；用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
工艺矿物学
Gongyikuangwuxue 工艺矿物学(proeess mineralogy)矿物学的一个分支。
它是一门以研究矿物处理和矿物原料加工过程为主要内容的学科。
在选矿方面，工艺矿物学主要研究矿石的物质成分，矿石的矿物组成，矿石的结构和构造及其物理、化学性质和矿物在选矿过程的行为，为途释选矿机理、制定选矿工艺方案和实现选矿过程优化提供矿物学依据。
发展简史1830年光学显微镜问世，人们即借此进行岩矿鉴定，为早期的选矿工艺提供了某些矿石性质的资料。
20世纪初，结合选矿研究低品位铁、锰矿石的矿物组成、粒度特性和选矿产品的显微镜分析，为选矿提供半定量和定量数据。
1939年，美国高登(A.M. Gaudin)所著《选矿原理》，总结了岩矿鉴定在选矿学科中的应用与实践。
1940年，高登及日本桃崎顺二郎等应用原子结构理论和晶体化学原理，研究矿物晶格与浮游度的关系，研究晶体结构和矿物表面性质与矿物表面润湿性的关系，为解释浮选机理提供论据。
中国于1919年开始应用光学显微镜方法为选矿厂提供定性的岩矿鉴定资料。
1960年由一般的岩矿鉴定过渡到对矿石物质组成的研究。
70年代以后，随着现代科学技术的迅猛发展，近代物理、化学的晶体场理论、配位场理论、分子轨道理论、能带理论以及各种谱学手段、微束测试技术、电子计算机计算技术等引人了矿石物质组成研究领域，使对矿石的化学成分、矿物组成、矿物嵌布粒度、矿物理化性质及矿物解离等的测试得到新的发展，从而能够为矿产资源的综合利用和选冶工艺提供深入系统的矿物学资料，并发展成为一门独立的工艺矿物学学科。
1979年，中国金属学会选矿学术委员会成立工艺矿物学学组，并于1980年举行首届全国工艺矿物学学术会议，1981年首次出版《工艺矿物学论文集》。
也是在1979年美国成立了隶属采矿、冶金和石油工程师协会(TMS一AIME)的工艺矿物学委员会，举行了首届工艺矿物学学术研讨会，并于1981年出版《工艺矿物学论文集》。
1.工艺矿物学总论
形态改变：水泥烧结料中的硅酸二钙自高温冷却时，由β型转
变为γ型，体积膨胀10%； 价态转变：含有沥青铀矿的铁精矿，进入高炉冶炼时，铀由+6
价转变为+4价。
2015/8/29
王水利：工艺矿物学之总论
18
1.2.5 矿物工艺性质改变的可能性和机理
受到各种外力作用的矿粒，其工艺性质都会有
不同程度的改变。比如：
率和精矿品位严重下降；另一方面现代工业对精矿回收指
标的要求则在日益提高。为此，要求矿石的工艺处理水平 必须大幅提高。工艺矿物学即是在此大背景下应运而生的。
2015/8/29 王水利：工艺矿物学之总论 6
工艺矿物学的出现，最早可追溯于工业社会之初。
20世纪初叶，近代大工业的建立，使人类工业的需求与矿产资 源的利用率发生严重矛盾； “贫、细、杂”矿产资源的综合
随着近代大工业的崛起和迅速发展，人类对地下资源的 需求与消耗均达到了空前程度。资源危机已成为当今世 界的一个普遍的社会问题。 为了应对资源危机，人们采取了各种各样的手段及方法， 如资源节约、资源回收再利用、向深海乃至外太空索取 资源等。然而，在当前技术条件下，加强资源的综合利
用，提高有效组分的回收率，当属应对资源短缺的最有
位和回收率、“贫、细、杂”难选矿产资源综
合利用率的目的。
2015/8/29 王水利：工艺矿物学之总论 9
比如江西淮乐锰矿，矿石主要由34.65%的钙菱锰矿、14.85% 的赤铁矿、36.00%的锰方解石、9.0%的石英以及5.5%左右的 水锰矿、褐锰矿和软锰矿组成，赤铁矿以1～5μm的粒度与 钙菱锰矿共生。而原资料则将紧密共生的钙菱锰矿和赤铁矿 误认为硬锰矿，并将锰方解石定为普通方解石，采用“手选、 重介质分选、跳汰及强磁选”进行矿物选别，导致锰损失率 高达15%。后经工艺矿物学研究，查明了矿石中矿物的分布 状态，重新调整了选矿工艺，获得了理想的分选结果。 1986年，我国黄金生产中，有15%的黄金来自于其它矿种中 的伴生金。
工艺矿物学特征研究
工艺矿物学特征研究
工艺矿物学特征研究是对矿物在加工过程中的性质和行为进行分析的学科。
它涉及对矿物的物理、化学和矿物学特性的研究，以及这些特性对选矿、冶炼和材料加工等工艺的影响。
通过工艺矿物学研究，可以了解矿物的粒度、形状、硬度、比重、颜色、磁性等物理特征，以及矿物的化学成分、化学键合、晶体结构等化学特征。
这些信息对于设计合理的选矿流程、选择合适的选矿方法和设备具有重要意义。
例如，在选矿过程中，了解矿物的粒度分布和 liberation 特征可以帮助确定最佳的破碎和分选条件，以提高选矿效率和回收率。
同时，研究矿物的表面性质和润湿性可以指导浮选药剂的选择和使用，以实现有效的浮选分离。
此外，工艺矿物学还关注矿物在冶炼过程中的行为，例如熔点、沸点、反应性等。
这些特征对于选择合适的冶炼方法和控制工艺参数至关重要。
通过对矿物在高温下的相变和化学反应的研究，可以优化冶炼过程，提高金属回收率和产品质量。
工艺矿物学特征研究还可以应用于材料加工领域。
例如，研究矿物的显微结构和晶粒尺寸对于制备高性能材料具有重要意义。
了解矿物的结晶习性和缺陷分布可以指导材料的加工和热处理，以获得所需的性能。
总的来说，工艺矿物学特征研究为矿物加工和材料制备提供了重要的理论基础和实践指导。
它有助于深入了解矿物的性质和行为，优化工艺流程，提高资源利用效率和产品质量。
这样的研究对于矿产资源的合理开发和利用具有重要的意义。
如果你对工艺矿物学的某个具体方面或应用有更具体的问题，我将很愿意为你提供更详细的信息和解释。
钢铁冶金岩相矿相学课程标准(最新)
《钢铁冶金岩相矿相学》课程标准一、课程概述1、课程性质与作用《钢铁冶金岩相矿相学》是冶金技术专业的一门必修的专业基础课，本课程构建于《烧结生产与操作》、《球团生产与操作》等课程基础上，后续课程为《炼铁生产与操作》。
本课程主要面向原料分析车间，以显微镜鉴定技术为学习对象，主要培养学生应用显微镜鉴定冶金矿石及冶金产品的专业能力，并能够鉴定不同原料配比、不同生产工艺参数条件下形成的烧结矿球团矿矿物组成和结构，同时注重培养学生分析解决实际问题的方法能力和团结协作的社会能力。
2、课程的基本理念以产学互动、实境育人为人才培养模式，以工作过程为导向，项目驱动为课程实施结构，以学生为主体，以促进学生综合职业能力发展为目标，校企全程共建。
（1）面向全体学生，注重素质教育、能力培养本课程面向冶金技术专业全体学生，注重专业基础素质教育，激发他们的学习兴趣，提高他们的逻辑思维能力，增强他们的理论联系实际的能力，培养他们的创新精神。
（2）加强校企合作，进行课程开发本课程在项目设定、教学过程、课程评价和教学资源开发等方面都有企业专家参与，保证本课程建设切合实际，符合生产现场的实际需要，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
（3）注重过程评价，促进学生发展构建能激励学生学习兴趣和自主学习能力的评价体系。
该评价体系包括形成性评价和终结性评价。
在教学过程中以形成性评价为主，注重培养和激发学生的学习积极性、自主学习能力和自信心；终结性评价应注重检验学生对知识掌握和应用的能力。
评价要有利于促进学生的知识应用能力和健康人格的发展；促进教师不断提高教育教学水平；促进本门课程的不断完善与发展。
（4）开发课程资源，拓展学习渠道本门课程力求合理利用和积极开发课程资源，结合学校现有教学设备等给学生提供更贴近现场实际，能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。
3、课程设计思路和依据（1）课程设计思路传统的《钢铁冶金岩相矿相学》缺乏实验设备，偏重理论知识的培养，未按工作过程或任务设置课程内容，课内实践项目少，上课全部由教师讲解，学生就业上岗后感觉所学内容与实际工作联系不紧密。
工艺矿物学的作用
工艺矿物学的作用
工艺矿物学是研究矿物在开采、选矿和冶炼过程中的性质与行为的学科。
在矿产资源开发和利用中，工艺矿物学起着至关重要的作用。
首先，工艺矿物学可以帮助矿业企业确定选矿工艺流程，从而提高矿石的品位和产率，降低生产成本。
通过对矿物物理、化学和表面化学性质的研究，工艺矿物学可以为选矿工艺的优化提供科学依据。
其次，工艺矿物学还能够研究冶金过程中的反应机理和动力学特征，指导冶金工艺的改进和优化。
比如，在翻转炉转炉冶炼过程中，工艺矿物学可以研究矿物的还原性和还原反应速率，为冶炼过程的控制和提高炉渣脱硫效率提供依据。
最后，工艺矿物学还可以为矿物资源的综合利用提供技术支持。
通过对矿物中次生元素的提取、分离和回收，工艺矿物学可以为矿物资源的综合利用提供技术支持，开发出新的矿产资源利用途径，提高矿物资源的综合利用率。
综上所述，工艺矿物学在矿产资源开发和利用过程中具有重要的作用，为矿业企业提供了技术支撑和科学依据，是矿产资源开发和利用中不可或缺的学科。
- 1 -。
冶金工艺矿物学显微镜分类
冶金工艺矿物学显微镜分类
根据冶金工艺矿物学的要求，显微镜可以分为以下几类：
1. 光学显微镜（光学放大镜）：用于观察和研究常规的金属和矿物样品。
它通过透射或反射光线来放大样品的细节。
2. 偏光显微镜：适用于对具有双折射性质的岩矿样品进行观察，能够显示材料的光学性质以及晶体的结构特征。
3. 电子显微镜：包括扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
SEM用于观察样品的表面形貌和微观结构，TEM则用于观察样品的内部结构及原子排列。
4. 压电显微镜：利用压电效应产生电荷来实现对样品表面的原子或分子尺度的显微观察。
以上是一些常见的显微镜分类，不同的分类适用于不同的研究对象和观察需求。
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《冶金工艺矿物学》课程教学大纲
开课单位：冶金工程教研室
课程负责人：万新
适用于本科冶金工程专业
教学学时：32学时
一、课程概况
《冶金工艺矿物学》课程是冶金工程专业的一门专业任选课。
本课程的任务是以冶金固体原料和产物的矿物学特征和生产时的组成性状为研究目标，主要讲授冶金固体原料与产物中的矿物组成和分布，了解其在矿产资源评估、选冶加工、产品质量分析与控制中的实际应用。
本课程的先修课程主要有《冶金原理》、《冶金传输原理》、《金属学及热处理》等。
本课程的后续课程主要有《铁冶金学》、《钢冶金学》、《炼铁原料》等。
二、教学基本要求
1．了解矿物学的基本知识；
2．理解矿物晶体结构和晶体光学的基本原理；
3．掌握用光学显微镜等仪器对冶金原料和产物进行岩相和矿相分析；
4．掌握冶金产品生产条件对冶金原料和产物显微结构的影响，并掌握利用显微分析结果处理生产工艺中的实际问题；
三、教学内容及要求
(一)概论
主要内容：矿物学基础、冶金工艺矿物的研究内容、取样及误差控制。
重点：工艺矿物的研究内容；取样。
难点：取样及误差控制。
基本要求：了解矿物学的基本知识，掌握取样和误差控制方法。
(二)矿物的偏光显微镜鉴定
主要内容：晶体光学基本知识、偏光显微镜构造、透明矿物在单偏光镜下的光学性质、透明矿物在正交偏光镜下的光学性质、透明矿物在锥光镜下的光学性质、油浸法测定折射率、常见透明矿物鉴定表。
重点：晶体的分类；光率体；偏光显微镜构造；透明矿物在单偏光镜下的光学性质；常见透明矿物鉴定表（相关冶金矿物特性学习）。
难点：光率体的概念及应用；透明矿物在单偏光镜下光学性质。
基本要求：了解晶体光学的基本知识，理解光率体的概念及在透明矿物鉴定中的应用，掌握透明矿物在单偏光镜下的系统鉴定方法。
(三)反光显微镜下的矿物鉴定
主要内容：光片、反光显微镜构造、矿物的反射率与鹤双反射、矿物的反射色与和反射多色性、矿物的内反射、矿物的均质性与非均质性、矿物的偏光图、矿物的硬度、矿物的结构、矿物的浸蚀鉴定、矿物的其他鉴定特征、矿物鉴定表。
重点：光片的磨制方法；反光显微镜的构造；矿物在反光显微镜下的系统鉴定光学性质；矿物鉴定表。
难点：反光显微镜的构造；矿物在反光显微镜下的光学性质。
基本要求：了解反光显微镜工作的基本原理；理解光率体在矿物的反光显微镜鉴定中的应用；掌握矿物反光显微镜下系统鉴定方法。
(四)矿物研究的其他常用测试技术
主要内容：电子与固体物质的相互作用、X射线衍射分析、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、
电子电子探针微区分析、俄歇电子能谱表面微区分析、热分析方法。
基本要求：了解矿物的其他常用测试技术。
(五)原料与产物中组成矿物的定量
主要内容：分离矿物定量法、显微镜下矿物定量、化学多元素分析矿物定量、自动图像分析法矿物定量、X射线衍射矿物定量。
重点：显微镜下矿物定量；自动图像分析法矿物定量。
基本要求：了解这些常用矿物的定量方法，掌握显微镜下矿物定量和图像分析法矿物定量的具体方法。
(六)原料与产物中元素的赋存状态
主要内容：元素在原料与产物中的存在形式、元素赋存状态研究方法、元素的配分计算、元素赋存状态研究实例。
重点：元素在原料与产物中的存在形式分类。
基本要求：了解元素在原料与产物中的存在形式，了解元素赋存状态研究方法，了解一些元素配分计算的实例。
(七)矿物颗粒的粒度测定
主要内容：矿物嵌布特征与颗粒粒度、粒度测量基础、矿物粒度测量、测量误差与粒度分布图示、嵌布特征在矿物份选中的意义。
重点：粒度测量基础知识；矿物粒度测量；测量误差与粒度分布图示。
难点：粒度测量基础知识。
基本要求：了解矿物篏布特征与颗粒粒度，理解粒度测量的基本理论知识，掌握矿物粒度的测量方法。
(八)矿物的单体解离
主要内容：矿物的解离俞连生、矿物解离数学模型、矿物单体解离度测量、解离度测定体视学误差校正、工艺矿物流程图。
基本要求：本节内容涉及选矿工艺，定位选学内容。
六、推荐教材、参考资料
1．推荐教材
（1）周光乐．《工艺矿物学（第2版）》．北京：冶金工业出版社．2002年。
（2）任允芙．《冶金工艺矿物学》．北京：冶金工业出版社．1996年。
2．推荐参考书
（1）潘宝巨．《钢铁工艺岩相》．北京：冶金工业出版社．1977年。
（2）冯铬芳．《硅酸盐岩相学》．上海：同济大学出版社．1986年。
（3）翁润生．《工业岩石学》．北京：中国地质大学出版社．1990年。
七、执行大纲说明
本课程实验性较强，实验在教学中占有重要地位。
要求学生通过实验了解和掌握岩相和矿相分析的研究方法、实验技术和对实验现象的分析，同时加深对基本概念和有关理论的了解，增强发现问题和解决问题的能力。
执笔人：万新
审核人：夏文堂。