【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱石や金属製錬中間物の鉱物分析において、鉱物形態の定量分析に加え、その分布状態をも定量的に分析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅、鉛、亜鉛、ニッケルなどの非鉄金属製錬において、鉱石や金属製錬中間物の試料を光学顕微鏡で観察することにより、鉱物種の同定と元素の定量分析を行う鉱物分析方法が利用されている。前記方法では、光学顕微鏡観察を併用することにより、各鉱物の分布状態に関する情報として、鉱物のサイズ別分布や鉱物同士の結合状況などの情報が得られることも大きな特徴である。
【０００３】
たとえば、特開平６−３３１６２１号公報に記載されている、光学顕微鏡の観察結果からテレビカメラによる画像処理により鉱物を分析する方法や、特開２０００−２８６０４号公報に記載されている、顕微鏡観察による鉱物の形態判定と各鉱物の面積を体積に換算し、定量分析を行う方法が公開されている。
【０００４】
特に非鉄金属製錬工程においては、対象となる鉱石中に含まれる金属鉱物が、「そのサイズはどのくらいか」、「どの鉱物と結合しているか」等の情報は、製錬の条件決定に非常に有用である。
【０００５】
しかしながら、従来、このような鉱物の分布状態に関する解析は、光学顕微鏡写真から定性的に判断して行われていた。すなわち、顕微鏡写真に対して考察を加えコメントすることが一般的であった。しかし、製錬条件を変えた場合の分布状況の違いを詳細に比較するためには、定量的な評価が必要で、その分布状態の定量的評価を実現する方法の開発が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３１６２１号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２０００−２８６０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、鉱石や金属製錬中間物等の試料を樹脂に包埋処理し、研磨後、光学顕微鏡で観察し、その光学的性質の違いから鉱物種を同定し、面積比から定量分析値を得る鉱物分析において、鉱物の分布状態を単体鉱と結合鉱に分割評価し、それぞれの分布状態を把握し、かつ、定量的に各元素を定量評価し分析する方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、光学顕微鏡写真の観察時に、鉱物分布状態解析表を用いて、鉱物種毎に検出された鉱物のサイズと結合状態を記録し算出することにより、分布状態を定量的に分析するものである。
【００１０】
すなわち、鉱石や金属製錬中間物等の試料を樹脂に包埋処理し、研磨後、光学顕微鏡で観察し、その光学的性質の違いから鉱物種を同定し、面積比から定量分析値を得る鉱物分析において、複数の顕微鏡の視野における鉱物種毎に検出された鉱物のサイズと結合状態をそれぞれ記録し、鉱物種毎の分布状態を定量的に解析する鉱物分布の定量分析方法である。
【００１１】
この方法は、たとえば、 銅鉱石中に含まれる鉱物を単体鉱と結合鉱にそれぞれ分別評価し、かつ、各鉱物の分析結果から、銅鉱石中に含有される各鉱物種の大きさや鉱物の結合状態等の情報を得、これら成分の定量分析を行う方法に利用でき、銅製錬工程における重要な情報を提供することができる。
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
光学顕微鏡による鉱物分析は、鉱石や金属製錬中間物などの試料を樹脂に包埋処理した後、粗研磨、中間研磨、仕上げ研磨、最終研磨の工程順に行う鉱石試料研磨方法により平滑な研磨面を作製したものを観察して行う。図１に、光学顕微鏡による観察例を示す。色の違いから鉱物種の同定が可能であり、その面積比から鉱物の定量分析を行うことが可能である。
【００１５】
本発明では、さらに、鉱物の定量分析に加え鉱物の分布状態を定量的に分析する方法を提供する。鉱物の分布状態の定量的分析方法は、光学顕微鏡で観察する際に、各鉱物のサイズと結合状態を記録し、面積比を求め、それに比重をかけて分布状態毎の鉱物の量を算出することにより行うことができる。なお、このような研磨片の顕微鏡観察においては、各鉱物の体積比は面積比と等しい。
【００１６】
以下に分布状態の定量評価手順を説明する。
【００１７】
まず、光学顕微鏡観察による各鉱物のサイズと結合状態を記録する。この記録には、表１に示すような記録表を用いると便利である。試料を光学顕微鏡で観察する際に、各鉱物が単独で存在しているか（単体鉱物）、他の鉱物と結合して存在しているか（結合鉱物）を判断し、それぞれの検出された鉱物の数をサイズ別に記録していくこととした。
【００１８】
【表１】
【００１９】
表１に示した例は、銅鉱石の評価を実施する場合の例であり、含銅鉱物として、輝銅鉱（Ｃｃ）、斑銅鉱（Ｂｏｒ）、黄銅鉱（Ｃｐ）、その他鉱物として、黄鉄鉱（Ｐｙ）、閃亜鉛鉱（Ｓｐ）と、脈石成分（Ｇ）を選択評価する場合の例である。
【００２０】
結合鉱物の場合は、結合の相手鉱物が何かにも着目して、表１の上部右側に記録する。さらに、２つの鉱物の組み合わせで、それぞれの鉱物のサイズがわかるよう表下部に記録すると、より詳細な解析を行うことができる。なお、観察倍率と観察視野数は、解析に必要な鉱物サイズと鉱物の存在濃度や精度によって異なる。例えば、数十％程度の濃度の鉱物を％単位まで評価する場合は、１０μｍ程度のサイズまで解析し、５００倍前後の倍率で１０〜１００視野を、さらに詳細に０．１％単位程度の濃度まで解析する場合は２０００視野程度を観察することが必要である。
【００２１】
次に、記録表により求めた各鉱物のサイズ別の数を表２に示す定量分析値算出表に転記し、面積比に換算するためのファクターと各鉱物の比重を乗じることで、重量比を求める。この重量比の合計に対する各鉱物サイズ別の重量比の割合が、各鉱物種の定量分析値（ｗｔ％）となる。表３は、表２の結果から、各鉱物毎に単体鉱物と結合鉱物に分け、サイズ別の定量分析値をまとめた結果一覧表である。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
この方法によれば、単に鉱物の定量分析結果だけでなく、鉱物のサイズ別および各鉱物種が単体で存在しているか、あるいは、結合鉱として存在しているか等の存在状態別の定量分析結果が得られる。ここで、各鉱物種毎の含有元素の分析値を評価することにより、各元素の定量分析値を得ることができる。
【００２５】
上記説明においては、定量分析評価手順を明瞭にするため、表作成による手順を説明したが、あらかじめソフトをインストールしたパソコン等にデータを入力することにより、より簡便に上記結果を得ることが可能であることは当然のことである。
【００２６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示す。
【００２７】
上記により説明した方法により、銅精鉱試料をサイズ別、および単体鉱物と結合鉱物の状態別に定量分析した結果を表４に示す。この結果から、輝銅鉱、斑銅鉱、黄銅鉱などの含銅鉱物はほとんどが単体鉱物として存在していること、不純物は主に黄鉄鉱と脈石であり、黄鉄鉱は、黄銅鉱の一部が結合鉱として存在している以外は、ほとんどが単体鉱物として存在しており、脈石は単体鉱物よりも、含銅鉱物以外の鉱物と結合鉱物を多く含有していることがわかった。この知見は製錬条件の最適化に大いに役立つものである。
【００２８】
【表４】
【００２９】
さらに、この方法による分析の信頼性を調べるために、表４の各鉱物の定量分析結果を各元素の濃度に算出し直し、ＩＣＰ発光分析を用いた化学分析による値と比較することを試みた。
【００３０】
その結果、表５に示すように、両者の値はよく一致しており、本発明の方法が定量分析方法としても信頼性が高いことが立証できた。
【００３１】
【表５】
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、鉱石や金属製錬中間物の鉱物分析において、鉱物形態の定量分析結果に加え、鉱物のサイズ別および存在状態別の分布状態を定量的に評価することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる光学顕微鏡による鉱物観察の例[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for quantitatively analyzing the distribution state of minerals in ore and metal smelting intermediates, in addition to the quantitative analysis of the mineral form.
[0002]
[Prior art]
In the smelting of non-ferrous metals such as copper, lead, zinc and nickel, mineral analysis methods are used to identify mineral species and quantitatively analyze elements by observing ore and metal smelting intermediate samples with an optical microscope. ing. Another feature of the above method is that information such as the distribution of minerals by size and the state of connection between minerals can be obtained as information on the distribution state of each mineral by using optical microscope observation.
[0003]
For example, a method for analyzing minerals by image processing with a television camera from observation results of an optical microscope described in JP-A-6-331621, or a method for analyzing minerals by microscopic observation described in JP-A-2000-28604. A method has been disclosed for determining the morphology of minerals and converting the area of each mineral into a volume for quantitative analysis.
[0004]
In particular, in the nonferrous metal smelting process, information such as “how big and small” and which minerals are contained in the target ore is very important for determining smelting conditions. Useful for
[0005]
However, conventionally, such an analysis on the distribution state of minerals has been performed qualitatively from optical micrographs. That is, it was common to consider and comment on a micrograph. However, in order to compare in detail the differences in the distribution situation when the smelting conditions are changed, quantitative evaluation is required, and the development of a method for realizing the quantitative evaluation of the distribution state has been desired.
[0006]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-331621
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-28604
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to embed ore or metal smelting intermediate in a resin, embed it in a resin, polish it, observe it with an optical microscope, identify the mineral species from the difference in its optical properties, and quantify it from the area ratio. In mineral analysis to obtain analytical values, we will try to provide a method to divide and evaluate the distribution state of minerals into simple ore and combined ore, grasp the distribution state of each, and quantitatively evaluate and analyze each element quantitatively Things.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses a mineral distribution state analysis table at the time of observation of an optical microscope photograph, by recording and calculating the size and binding state of the mineral detected for each mineral type, The distribution state is analyzed quantitatively.
[0010]
In other words, a sample such as an ore or a metal smelting intermediate is embedded in resin, polished, observed with an optical microscope, the mineral species is identified from the difference in its optical properties, and a quantitative analysis value is obtained from the area ratio. This is a mineral distribution quantitative analysis method in which in mineral analysis, the size and bonding state of each mineral detected for each mineral species in a plurality of microscope fields are recorded, and the distribution state of each mineral species is quantitatively analyzed.
[0011]
This method, for example, separates and evaluates minerals contained in copper ore into simple ore and binder ore, and analyzes the results of each mineral to determine the size of each mineral species contained in copper ore and the binding of minerals. It can be used in a method for obtaining information on the state and the like and performing quantitative analysis of these components, and can provide important information in the copper smelting process.
[0012]
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
Mineral analysis using an optical microscope is based on a method of embedding ore or metal smelting intermediate in a resin, followed by rough polishing, intermediate polishing, finish polishing, and final polishing. Observation of what was made is performed. FIG. 1 shows an example of observation using an optical microscope. Mineral species can be identified from the difference in color, and quantitative analysis of the mineral can be performed from the area ratio.
[0015]
The present invention further provides a method for quantitatively analyzing the mineral distribution state in addition to the quantitative analysis of the mineral. Quantitative analysis method of mineral distribution state, when observing with an optical microscope, record the size and bonding state of each mineral, calculate the area ratio, calculate the amount of minerals for each distribution state by multiplying by the specific gravity It can be done by doing. In addition, in the microscopic observation of such a polished piece, the volume ratio of each mineral is equal to the area ratio.
[0016]
The procedure for quantitative evaluation of the distribution state will be described below.
[0017]
First, the size and bonding state of each mineral are recorded by optical microscope observation. It is convenient to use a record table as shown in Table 1 for this record. When observing a sample with an optical microscope, it is determined whether each mineral is present alone (simple mineral) or is present in combination with other minerals (bonded mineral). We decided to record the numbers by size.
[0018]
[Table 1]
The example shown in Table 1 is an example in which copper ore is evaluated. As the copper-containing mineral, chalcopyrite (Cc), porphyrite (Bor), chalcopyrite (Cp), and other minerals such as pyrite ( This is an example in the case of selectively evaluating Py), sphalerite (Sp), and gangue component (G).
[0020]
In the case of a bonded mineral, the focus is on what the partner mineral is, and it is recorded on the upper right side of Table 1. Furthermore, if a combination of two minerals is recorded in the lower part of the table so that the size of each mineral can be understood, more detailed analysis can be performed. Note that the observation magnification and the number of observation fields differ depending on the mineral size, the mineral concentration, and the accuracy required for the analysis. For example, when evaluating a mineral having a concentration of about several tens of percent down to the unit of%, it is analyzed to a size of about 10 μm, and a 10 to 100 field of view at a magnification of about 500 times, and more specifically, a concentration of about 0.1% unit. When analyzing up to 2000, it is necessary to observe about 2,000 visual fields.
[0021]
Next, the number of each mineral by size obtained from the record table was transcribed to the quantitative analysis value calculation table shown in Table 2, and the weight ratio was calculated by multiplying the factor for conversion into the area ratio by the specific gravity of each mineral. Ask. The ratio of the weight ratio for each mineral size to the total of the weight ratios is the quantitative analysis value (wt%) of each mineral species. Table 3 is a list of results obtained by dividing the results of Table 2 into simple minerals and binding minerals for each mineral and summarizing quantitative analysis values by size.
[0022]
[Table 2]
[Table 3]
According to this method, not only the results of the quantitative analysis of the minerals but also the results of the quantitative analysis based on the size of the minerals and the state of existence such as whether each mineral species exists alone or as a binder ore. Is obtained. Here, a quantitative analysis value of each element can be obtained by evaluating the analysis value of the contained element for each mineral type.
[0025]
In the above description, in order to clarify the quantitative analysis evaluation procedure, the procedure based on table creation has been described. However, by inputting data into a personal computer or the like in which software has been installed in advance, the above result can be obtained more easily. Some things are natural.
[0026]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[0027]
Table 4 shows the results of quantitative analysis of the copper concentrate sample by size and by the state of the simple mineral and the bound mineral by the method described above. The results show that most copper-bearing minerals such as chalcopyrite, chalcopyrite, and chalcopyrite exist as elemental minerals, and the impurities are mainly pyrite and gangue, and the pyrite is partially combined with chalcopyrite. Except for the ore, most exist as elemental minerals, indicating that the gangue contains more minerals other than copper-containing minerals and binding minerals than the elemental minerals. This finding is of great use in optimizing smelting conditions.
[0028]
[Table 4]
Furthermore, in order to examine the reliability of the analysis by this method, the quantitative analysis results of each mineral in Table 4 were recalculated to the concentrations of the respective elements, and an attempt was made to compare the results with the values obtained by chemical analysis using ICP emission analysis. .
[0030]
As a result, as shown in Table 5, the two values agreed well, and it was proved that the method of the present invention was highly reliable as a quantitative analysis method.
[0031]
[Table 5]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in mineral analysis of ore and metal smelting intermediates, it has become possible to quantitatively evaluate the distribution of minerals by size and existence state, in addition to the results of quantitative analysis of mineral morphology.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of mineral observation with an optical microscope used in the present invention.
