MLA礦物參數自動分析系統在礦產品摻假判定中的應用

劉婷婷

張　超2(1.西南林業大學生態旅游學院；2.FEI公司自然資源部，USA)

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MLA礦物參數自動分析系統在礦產品摻假判定中的應用

劉婷婷1

張超2(1.西南林業大學生態旅游學院；2.FEI公司自然資源部，USA)

摘要工藝礦物學研究一直是偵破各種礦權轉讓及礦產品摻假案件的重要手段之一。以MLA(Mineral Liberation Analyser)礦物參數自動分析系統為主要工藝礦物學研究手段，結合掃描電鏡、化學多元素分析、能譜分析等方法，為廣西某銅鉛鋅銀多金屬礦產品摻假案件提供了可靠證據。研究發現，樣品中銀含量為1 630 g/t，主要以顆粒狀金屬銀存在，還有部分皮殼狀硫化銀混合物包裹金屬銀，這些特征是天然礦物或物理選礦礦產品所不具備的。

關鍵詞MLA礦物參數自動分析系統工藝礦物學礦產品交易

近年來，我國對礦產品的需求雖然受到國際投資環境和國內產業結構調整的影響，但總體需求依然強勁，對外依存度依然高企。在礦產品交易過程中，有時轉讓者或中間人會利用買方在管理、取樣及分析檢測等方面的疏忽，以非法手段摻入富礦或調換測試樣品以提高產品中有價元素品位，從而獲取暴利的事件。在鉛鋅精礦交易中，常見摻入銀粉、硝酸銀、人造輝銀礦，在金礦石或金精礦交易中，常見摻入金粉、氰化金泥等現象[1]。

在廣西某銅鉛鋅銀多金屬礦產品交易中，買主先后多次對精礦樣品進行取樣分析，結果顯示銀品位為1 500 g/t左右，并據此付款。交易結束1個月后，再次分析發現精礦銀含量僅有200 g/t左右，遂向賣方提出由公安機關指定檢測機構對交易時所取副樣進行仲裁分析。

目前，對進出口礦產品工藝礦物學研究的手段多種多樣，常用檢測設備有電子探針、光學顯微鏡等。電子探針的優點在于檢出限低，能有效確定稀有元素的含量，缺點是必須人工找到目標元素的載體礦物，且不能進行有效統計，耗費人力較大，周期較長。而MLA礦物參數自動分析系統可大大提高工藝礦物學參數的測試效率和精度，精確解析礦物組成、粒度、嵌布狀況、組分間相互關系[3]，其分析速度快、可靠性高、重復性好，除礦物學研究外，在材料學、痕跡學等領域也有應用。本研究采用MLA系統在能譜分析確定目的元素含量及其載體礦物的基礎上自動統計數量，研究結果更全面。

1MLA分析系統與常用工藝礦物學研究手段的差異

MLA分析系統與常用工藝礦物學研究手段的差異對比見表1。

2礦物組成與化學多元素分析

試驗對廣西某銅鉛鋅銀多金屬礦產品交易前2次化驗的余樣進行了銀含量分析，測得礦樣1的Ag

表1　MLA與目前工藝礦物學研究手段的比較

含量為1 471.0 g/t、礦樣2的Ag含量為1 762.5 g/t。采用MLA礦物參數自動分析系統測定的礦物組成與含量見表2。

表2　礦物的組成與含量分析結果　%

注：金屬銀特指人工加工的高純銀，自然界難以產出如此高純度的自然銀。

表2顯示：Ag元素的主要載體礦物有金屬銀，硫化銀混合物以及銀黝銅礦，其他金屬礦物主要有方鉛礦、白鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、菱鋅礦等，脈石礦物主要有白云石、鈣鐵榴石等。目標礦物金屬銀在礦樣中的含量為0.05%，硫化銀混合物在礦樣中含量為0.22%，銀黝銅礦含量為0.23%。從礦物組合看，原礦屬于銅鉛鋅多金屬礦，該類礦床一般不含自然銀或者硫化銀。

3掃描電鏡及能譜分析

(1)金屬銀。金屬銀在掃描電鏡下顆粒呈灰白色，多呈他形粒狀或絮狀分布，常被硫化銀混合物包裹或與之連生，見圖1，此外，較少與其他礦物連生或共生，也未見方鉛礦中有明顯的銀包裹體礦物；粒徑范圍在1.75～45 μm；能譜分析顯示顆粒很純凈，不含其他雜質。

圖1　金屬銀粉(單質)

(2)硫化銀混合物。硫化銀混合物在掃描電鏡下顆粒呈灰色，多呈皮殼狀或細晶狀包裹金屬銀或與之連生，見圖2，顆粒粒徑在0.73～45 μm，能譜分析顯示Ag含量為30%～45%，元素組成上接近輝銀礦，但從成分看，自然界中不存在與之相對應的礦物，本礦樣中該物質應為性質活潑的金屬銀發生化學反應生成的硫化銀與其他物質的混合物。

圖2　金屬銀粉顆粒包裹于硫化銀中

(3)銀黝銅礦。銀黝銅礦為樣品中銀的載體礦物之一，掃描電鏡下呈暗灰色，顆粒常呈半自形—他形粒狀，見圖3。能譜分析顯示Ag占3.5%～4.9%，Fe占3%～5%，不含其他元素。

圖1～3中銀礦物X射線能譜分析結果見表3。

4共生關系及物相分析

MLA礦物參數自動分析系統對所分析樣品中每個顆粒的組分、礦物相組成及顆粒表面積進行分析后，通過自帶的計算系統進行分析統計，可以對礦物的共生關系進行精確定量，并對組成各連生顆粒的每種礦物按照大小以顏色分明的電子圖像展示出來，見圖4、表4。

圖3　銀黝銅礦單體顆粒

表3　銀礦物X射線能譜分析結果　%

圖4　MLA電子分析圖像

圖4顯示：礦樣中57.77%的金屬銀與硫化銀混合物連生或共生，與方鉛礦沒有連生或共生關系，也較少與其他礦物連生；在銀黝銅礦連生顆粒中按礦物含量計算，有6.25%的銀黝銅礦與方鉛礦連生，5.19%與斑銅礦連生，2.97%與白云石連生，其余少量。

表4顯示：銀在樣品中的含量為0.163%，其中62.38%賦存于硫化銀混合物中，28.31%為金屬銀，6.86%賦存于銀黝銅礦中。

5結果討論

(1)樣品銀含量為0.163%，其中62.38%的銀賦存于硫化銀混合物中，28.31%為金屬銀，6.86%賦存于銀黝銅礦中(類質同象)。

(2)樣品中的金屬銀并非自然界中的天然礦物或通過物理選礦方法得到的礦產品，而是人為摻加的經過處理的銀粉。理由有4：①2次化學分析結果相差較大說明樣品中含有金屬銀或含銀較高的礦物，且在樣品中分布不均勻；②自然界中難以產出如此高含量的自然銀，且銅鉛鋅多金屬礦中產出的伴生自然銀一般顆粒小于10 μm；③樣品中金屬銀未見與方鉛礦、閃鋅礦顆粒連生或包裹現象，而是以單體形式存在或呈絮狀存在于硫化銀混合物中，這在自然界或選礦產品中幾乎不存在；④樣品中硫化銀混合物成分復雜，雖接近輝銀礦，但自然界中不存在與之對應的礦物，它只包裹金屬銀或粘連于金屬銀顆粒邊緣，跟方鉛礦、閃鋅礦及其他脈石礦物間較少有連生或包裹關系。即樣品中的硫化銀混合物是金屬銀顆粒在某種環境下(高溫、潮濕或酸化)發生某種反應或粘連其他礦物所形成。

6結語

某些不法企業為了獲取不當利益，在礦產品交易中常常使用制假、售假手段，且手段越來越高明和惡劣，給交易對方造成巨大的經濟損失。因此，建立一套基于MLA礦物參數自動分析系統為核心的工藝礦物學研究手段，并結合其他先進設備，有效、快速、準確地對金屬礦石及其礦產品進行質量特征評價，從技術上扼制礦石及礦產品交易過程中存在的虛假行為，對穩定交易市場并使其朝著公正、健康的方向發展具有重大且積極的意義。

參考文獻

[1]楊軍臣.工藝礦物學研究在刑偵分析中的應用[J].礦冶，2005(1):97-99.

[2]伍超群.利用電子探針查明鉛精礦中銀的存在形式[J].巖礦測試，2006(1)：85-86.

[3]German Figueroa, Moeller K,Buhot M,et al.Advanced Discrimination of Hematite and Magnetite by Automated Mineralogy [C]. Trondheim:10th International Congress for Applied Mineralogy，2011：197-204.

[4]方明山，肖儀武，童捷矢．MLA在鉛鋅氧化礦物解離度及粒度測定中的應用[J]．有色金屬：選礦部分，2012(3)：1-3．

[5]周樂光.工藝礦物學[M].北京:冶金工業出版社，2002.

[6]吳根耀，關靜.地球科學大字典[M].北京:地質出版社，2006.

(收稿日期2016-04-05)

Application of Mineral Liberation Analyser in the Case of Adulteration in Mineral Products

Liu Tingting1Zhang Chao2

(1.Faculty of Ecotourism, Southwest Forestry University;2.Natural Resource of FEI Company, USA)

AbstractProcess Mineralogy Research has been one of the essential analysis methods in the transfer of mineral rights and the case of adulteration in mineral products. The research is mainly undertaken by MLA(Mineral Liberation Analyser),accompanied by SEM, chemical analysis and EDS to evidence the case of mineral product adulteration in Guangxi Province. The chemical assay of Ag is 1 630 g/t in the ore, most of the silver exists in the form of granular, or occurred in the form of grained silver in silver sulphide. All of these forms are not existed in the natural mineral or the products of physical mineral processing.

KeywordsMineral liberation analyser， Process Mineralogy， Mineral products trade

劉婷婷(1986—)，女，碩士，助理實驗師，650224 云南省昆明市盤龍區白龍寺300號。