矿石

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  汉语拼音kuàng shí),(汉语拼音:kuɑnɡshi;英语:ore),从矿体中开采出来的、在现有技术和经济条件下能从中提取有用组分(元素化合物矿物)的矿物集合体。矿石是在各种成矿作用过程中形成的,不同的成矿作用和成矿作用不同阶段形成的矿石有不同特征。矿石研究应包括矿石产出特征、矿石类型、矿石品位、工艺特性,以及矿石中的矿物组成、矿石结构构造、矿物共生组合关系等。对矿石的全面研究可以帮助分析成矿的物理化学环境、成矿作用特点、成矿过程以及矿床的次生变化等,还可以为矿石的工业评价、选择最佳的技术加工方法和选矿流程等提供基础资料。

矿石组成

  矿石一般由矿石矿物和脉石矿物组成。矿石矿物是指矿石中可被利用的金属或非金属矿物,又称有用矿物。如铜矿石中的黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石等含铜矿物,石棉矿石中的蛇纹石石棉脉石矿物是指与矿石矿物相伴的、暂不能利用的矿物,又称无用矿物。如铜矿石中的石英绢云母绿泥石,石棉矿石中的白云石方解石等。脉石矿物主要是非金属矿物,但也包括含量极少因而没有综合利用价值的金属矿物,如铜矿石中少量的黄铁矿方铅矿闪锌矿。矿体中矿石矿物和脉石矿物的分量比例,随不同的矿种的矿石类型而异,在同一种矿石中亦随矿石贫富品级不同而有差别。矿石矿物中按矿物含量的多少可分为:

  1.主要矿物,指矿石中含量较多、在某一矿种里起主要作用的矿物;

  2.次要矿物,指矿石中含量较少、对矿石品位(品级)不起决定作用的矿物;

  3.微量矿物,指矿石中含量很少的矿物。如镍矿石中微量铂族元素矿物和含钴矿物,其含量甚微,但有较高的综合利用价值,这类微量矿物和含有微量特征元素的矿物仍有较大的经济意义。

  矿石中除主要组分外,还有伴生有益组分和有害组分。有益组分是可回收的伴生组分或能改善产品性能的组分,如镍矿石中的铂、钴等元素,铁矿石中伴生的锰、钒、钴、铌和稀土金属元素等。有害组分对矿石质量有很大影响,如铁矿石中含硫高会降低金属抗张强度,使钢在高温下变脆;磷多了又会使钢在冷却时变脆。因此,矿石研究可供冶炼之前采用正确的选矿工艺,弃去脉石矿物和有害组分。在研究矿石的矿物组成时,还应区分矿物的成因(原生的、次生的、变质的)和矿物的工艺特性(易选冶的、难选冶的)等。矿石概念是相对的,随着人类对新矿物原料要求的不断增长和工艺技术条件的不断进步,无用的矿物也可成为有用矿物。确定矿与非矿的主要因素是对矿石品位的要求。

矿石品位

  矿石中金属元素或有用组分的含量。大多数金属矿床的矿石,如铁、铜、铅、锌等矿石,是以其中的金属元素含量的重量百分比表示;有些金属矿石是以其中的氧化物[如三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)等]的重量百分比表示。大多数非金属矿物原料以其中有用矿物或化合物的重量百分比表示,如钾盐、明矾石等;有些非金属矿物则取决于矿物本身的物理、化学性质和其工业用途,如熔炼石英、压电石英和宝石类;贵金属矿石以克/吨表示;原生金刚石矿石以克拉/吨或毫克/吨表示(1克拉=0.2克);砂矿以克/米3或千克/米3表示。在矿产勘察中,常用的边界品位是划分矿与非矿界线的最低品位。工业品位则是指当前能开采利用的矿段或矿体的最低平均品位,又称最低工业品位,达此品位才能计算矿床工业储量。不同矿种的矿石工业品位要求是不同的;矿种虽同,但矿石类型不一,工业品位要求也有差别。矿石的工业品位随经济技术进步而改变,一般来说,工业品位取决于矿床规模、开采条件、矿石综合利用的可能性、矿石的工艺条件,以及矿产品的市场价格等。

矿石构造和结构

  矿石构造是指组成矿石的矿物集合体的形态、相对大小及其空间上相互的结合关系等所反映的分布特征。如铬铁矿矿石,当矿石90%以上由铬铁矿组成时,称为块状构造;当矿石中铬铁矿的集合体成为延长条带状,并与其他硅酸盐矿物集合体相间分布时,称条带状构造。矿石结构是指矿石中矿物结晶颗粒形态、大小及其空间相互的结合关系等所反映的形态特征,也包括矿石中不同矿物集合体之间的结合关系。如条带状构造内铬铁矿集中的条带里铬铁矿多数呈自形晶体,称为自形粒状结构。块状构造内,铬铁矿晶体包裹浑圆状橄榄石形成海绵陨铁结构。矿石的构造既可用肉眼观察,也可用显微镜观察。矿石的结构主要在显微镜下观察,个别粗大颗粒也可用肉眼观察。矿石的结构和构造统称为矿石组构。矿石组构研究,可以科学地认识矿床成因,对矿床进行正确的工业评价。

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