CN109238928A - 一种矿物工艺粒度的测量方法 - Google Patents

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付强
方明山
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    • G01N2015/025—Methods for single or grouped particles

Abstract

本发明公开了一种矿物工艺粒度的测量方法，包括：获取矿物颗粒图像，并采用图像处理软件对所述矿物颗粒图像进行处理，从而确定出所述矿物颗粒图像中矿物颗粒的二维形状、矿物颗粒的面积和矿物颗粒的最大弦长；其中，所述矿物颗粒的最大弦长是指矿物颗粒的二维形状上任意两个转择点连线中的最大线段长；以所述矿物颗粒的面积作为等效椭圆的面积，以所述矿物颗粒的最大弦长作为等效椭圆的长径，利用椭圆面积公式计算出等效椭圆的短径，即为矿物工艺粒度。本发明不仅能够快速测量出矿石光片中所有目的矿物颗粒的粒度，而且测量准确性高、可重复性好，能够更加全面准确地反映矿物颗粒的粒度特征。

Description

一种矿物工艺粒度的测量方法
技术领域
本发明涉及矿物工艺粒度测量技术领域，尤其涉及一种矿物工艺粒度的测量方法。
背景技术
在矿物加工领域，矿物的嵌布粒度是一项重要的研究内容，矿石中有用矿物的粒度是决定磨矿细度最主要的因素，同时也会影响到选矿方法及其工艺流程的选择。矿物工艺粒度是指矿物颗粒所占有的空间尺寸；在实际研究过程中，由于矿物颗粒的形状常常呈不规则状，加之受当前经济、技术条件的限制，直接获取矿物颗粒的三维空间分布状态还难以实现，因此一直无法对矿物颗粒的三维粒度直接进行测量表征。
目前，矿物工艺粒度的直接测量方法大多是采用光学显微镜、扫描电子显微镜等测量仪器在矿石的抛光面上进行二维空间的矿物工艺粒度测定，例如：常用的面测法、线测法、点测法等矿物工艺粒度测量方法。其中，线测法是应用最为普遍的矿物工艺粒度测量方法，其原理是在矿石光片(或薄片)表面对某一待测矿物颗粒沿一定方向直线随机截取长度，其具体操作如下：如图1所示，将矿石光片放在测量仪器上，并使矿石光片的抛光面朝向测量仪器的目镜，然后将目镜测微尺的放置方向调整至与显微镜机械台的移动方向一致，观测时逐个视域来观察颗粒的大小，再根据矿物颗粒在目镜测微尺上的随机截距确定矿物工艺粒度的大小；但是在采用这种线测法进行测量时，截线通过矿物颗粒表面的不同位置会使所测得的矿物工艺粒度值存在明显差异，因此这种线测法所测得的矿物工艺粒度存在很大的随意性。与线测法类似地，由于矿物颗粒的形状各异，传统的这些矿物工艺粒度测量方法都具有很大的随意性，尤其是对于形状不规则的矿物颗粒。此外，在这些矿物工艺粒度测量方法中，由于测线之间存在一定的距离，难免会有一些矿物颗粒无法被测线截取而遗漏，因此对于同一个矿石光片，随着测线布置的改变，所测得的矿物工艺粒度分布特征也会存在明显差异，测试数据重复性较差，代表性不足，即所测得的矿物工艺粒度值无法全面准确地反映矿物颗粒的粒度特征。
随着矿物自动测试技术和图像技术的发展，矿物工艺粒度的测量和表征方法越来越多，但现有这些测量和表征方法都无法客观真实地反映矿物颗粒的粒度特征，这对选矿方法和磨矿工艺的选择存在很大的不良影响。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种矿物工艺粒度的测量方法，不仅能够快速测量出矿石光片中所有目的矿物颗粒的粒度，而且测量准确性高、可重复性好，能够更加全面、客观、准确地反映矿物颗粒的粒度特征，从而显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种矿物工艺粒度的测量方法，包括如下步骤：
步骤A、获取矿物颗粒图像，并采用图像处理软件对所述矿物颗粒图像进行处理，从而确定出所述矿物颗粒图像中矿物颗粒的二维形状、矿物颗粒的面积和矿物颗粒的最大弦长；其中，所述矿物颗粒的最大弦长是指矿物颗粒的二维形状上任意两个转择点连线中的最大线段长；
步骤B、以所述矿物颗粒的面积作为等效椭圆的面积，以所述矿物颗粒的最大弦长作为等效椭圆的长径，采用以下公式计算出等效椭圆的短径，即为矿物工艺粒度：
b＝4S/(π*a)
其中，b等效椭圆的短径，S表示等效椭圆的面积，a表示等效椭圆的长径。
优选地，对矿石光片或矿石薄片中的所有目的矿物颗粒进行全覆盖扫描，从而获得每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像，然后利用上述步骤A和步骤B对每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像进行处理，从而得出每个目的矿物颗粒的矿物工艺粒度。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的矿物工艺粒度的测量方法将矿物粒径表征与图像处理技术紧密结合，利用图像处理技术得出矿物颗粒的二维形状、面积和最大弦长，然后将矿物颗粒的面积等效为一个椭圆的面积，将矿物颗粒的最大弦长等效为该椭圆的长径，从而利用椭圆面积公式即可计算出该椭圆的短轴，而该椭圆的短轴即为矿物工艺粒度。这不仅可以快速获得目的矿物颗粒的矿物工艺粒度，而且粒度值具有唯一性，测量准确性高，能够更加客观准确地反映矿物颗粒的粒度特征，显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有技术中采用线测法进行矿物工艺粒度测量的示意图。
图2为本发明实施例所提供矿物工艺粒度的测量方法的矿物颗粒图像示意图。
图3为本发明实施例所提供矿物工艺粒度的测量方法的等效图形对比示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的矿物工艺粒度的测量方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种矿物工艺粒度的测量方法，可以包括如下步骤：
步骤A、获取矿物颗粒图像，并采用图像处理软件对所述矿物颗粒图像进行处理，从而确定出所述矿物颗粒图像中矿物颗粒的二维形状、矿物颗粒的面积和矿物颗粒的最大弦长。其中，所述矿物颗粒的最大弦长是指矿物颗粒的二维形状上任意两个转择点(即曲点或凸点)连线中的最大线段长。在实际应用中，所述矿物颗粒图像可以采用现有技术获得，并且所述图像处理软件可以采用现有技术中的图像处理软件。
步骤B、以所述矿物颗粒的面积作为等效椭圆的面积，以所述矿物颗粒的最大弦长作为等效椭圆的长径，采用以下公式计算出等效椭圆的短径，即为矿物工艺粒度：
b＝4S/(π*a)
其中，b等效椭圆的短径，S表示等效椭圆的面积，a表示等效椭圆的长径。
具体地，本发明所提供的矿物工艺粒度的测量方法将矿物粒径表征与图像处理技术紧密结合，利用图像处理技术得出矿物颗粒的二维形状、面积和最大弦长，然后将矿物颗粒的面积等效为一个椭圆的面积，将矿物颗粒的最大弦长等效为该椭圆的长径，从而利用椭圆面积公式即可计算出该椭圆的短轴，而该椭圆的短轴即为矿物工艺粒度。这不仅可以快速获得目的矿物颗粒的矿物工艺粒度，而且粒度值具有唯一性，测量准确性高，能够更加客观准确地表征不规则矿物颗粒的粒度特征，显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
进一步地，本发明所提供的矿物工艺粒度的测量方法可以利用现有技术中的显微拍照设备对矿石光片或矿石薄片中的所有目的矿物颗粒进行全覆盖扫描(或全覆盖扫描拍摄)，从而可以获得每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像，然后利用上述步骤A和步骤B对每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像进行处理，从而可以得出每个目的矿物颗粒的矿物工艺粒度；这保证了每个矿石光片或矿石薄片的测量完整性，而且测得的粒度数据具有非常好的重复性，能够更加全面、客观、准确地反映矿物颗粒的粒度特征，从而显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
综上可见，本发明实施例不仅能够快速测量出矿石光片中所有目的矿物颗粒的粒度，而且测量准确性高、可重复性好，能够更加全面、客观、准确地反映矿物颗粒的粒度特征，从而显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的矿物工艺粒度的测量方法进行详细描述。
实施例1
如图2和图3所示，一种矿物工艺粒度的测量方法，可以包括如下步骤：
步骤a、获取矿物颗粒图像，并采用图像处理软件对所述矿物颗粒图像进行处理，从而确定出所述矿物颗粒图像中矿物颗粒的二维形状、矿物颗粒的面积和矿物颗粒的最大弦长。如图2所示，该矿物颗粒图像中，矿物颗粒的二维形状为不规则图形，其任意两个转择点连线(图2中虚线和实线A1-An)中长度最大的线段是实线A1-An，因此该矿物颗粒的最大弦长就是转择点A1至转择点An之间的线段长。
步骤b、以所述矿物颗粒的面积作为等效椭圆的面积，以所述矿物颗粒的最大弦长作为等效椭圆的长径，采用以下公式计算出等效椭圆的短径，即为矿物工艺粒度：
b＝4S/(π*a)
其中，b等效椭圆的短径，S表示等效椭圆的面积，a表示等效椭圆的长径。
具体地，针对图2中矿物颗粒的矿物工艺粒度，分别采用等效圆直径、等效正方形边长、等效矩形短边以及本发明实施例1中等效椭圆的短径进行表征对比，从而得出如图3所示的等效图形对比示意图。图3中的1表示等效圆、图3中的2表示等效正方形，图3中的3表示本发明实施例1中的等效椭圆，图3中的4表示等效矩形。由图3可以看出：等效圆直径最大，等效正方形边长次之，等效矩形短边最小，而本发明实施例1中等效椭圆的短径介于等效正方形边长与等效矩形短边之间，这说明本发明实施例1中等效椭圆的短径更能有效反映不规则矿物颗粒的矿物工艺粒度。在实际应用中，矿物颗粒多是不规则的，若采用等效圆直径和等效正方形边长来表征矿物颗粒的矿物工艺粒度，那么表征结果往往偏大；若采用等效矩形短边来表征矿物颗粒的矿物工艺粒度，那么表征结果偏小；而通过本发明实施例1中等效椭圆的短径来表征矿物颗粒的矿物工艺粒度，能够更加真实地反映矿物颗粒的矿物工艺粒度。
综上可见，本发明实施例不仅能够快速测量出矿石光片中所有目的矿物颗粒的粒度，而且测量准确性高、可重复性好，能够更加全面、客观、准确地反映矿物颗粒的粒度特征，从而显著提高了对磨矿工艺和选矿方法指导的有效性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种矿物工艺粒度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、获取矿物颗粒图像，并采用图像处理软件对所述矿物颗粒图像进行处理，从而确定出所述矿物颗粒图像中矿物颗粒的二维形状、矿物颗粒的面积和矿物颗粒的最大弦长；其中，所述矿物颗粒的最大弦长是指矿物颗粒的二维形状上任意两个转择点连线中的最大线段长；
步骤B、以所述矿物颗粒的面积作为等效椭圆的面积，以所述矿物颗粒的最大弦长作为等效椭圆的长径，采用以下公式计算出等效椭圆的短径，即为矿物工艺粒度：
b＝4S/(π*a)
其中，b等效椭圆的短径，S表示等效椭圆的面积，a表示等效椭圆的长径。
2.根据权利要求1所述的矿物工艺粒度的测量方法，其特征在于，对矿石光片或矿石薄片中的所有目的矿物颗粒进行全覆盖扫描，从而获得每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像，然后利用上述步骤A和步骤B对每个目的矿物颗粒的矿物颗粒图像进行处理，从而得出每个目的矿物颗粒的矿物工艺粒度。
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