中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

X射线荧光光谱-X射线衍射-红外光谱联用技术鉴别锰矿与锰冶炼渣

武素茹, 宋义, 谷松海, 郭芬, 孙鑫. X射线荧光光谱-X射线衍射-红外光谱联用技术鉴别锰矿与锰冶炼渣[J]. 岩矿测试, 2015, 34(6): 659-664. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.009
引用本文: 武素茹, 宋义, 谷松海, 郭芬, 孙鑫. X射线荧光光谱-X射线衍射-红外光谱联用技术鉴别锰矿与锰冶炼渣[J]. 岩矿测试, 2015, 34(6): 659-664. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.009
WU Su-ru, SONG Yi, GU Song-hai, GUO Fen, SUN Xin. Identification of Manganese Ore and Manganese Smelting Slag by X-ray Fluorescence Spectrometry, X-ray Diffraction and Fourier Transform Infrared Spectroscopy[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(6): 659-664. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.009
Citation: WU Su-ru, SONG Yi, GU Song-hai, GUO Fen, SUN Xin. Identification of Manganese Ore and Manganese Smelting Slag by X-ray Fluorescence Spectrometry, X-ray Diffraction and Fourier Transform Infrared Spectroscopy[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(6): 659-664. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.009

X射线荧光光谱-X射线衍射-红外光谱联用技术鉴别锰矿与锰冶炼渣

  • 基金项目: 国家质检总局科研计划项目(2013IK019)
详细信息
    作者简介: 武素茹, 工程师, 主要从事矿产品检测鉴别工作。E-mail:wusr1@tjciq.gov.cn
  • 中图分类号: P578;P575.4;P575.5

Identification of Manganese Ore and Manganese Smelting Slag by X-ray Fluorescence Spectrometry, X-ray Diffraction and Fourier Transform Infrared Spectroscopy

  • 鉴别锰矿与锰冶炼渣对于锰矿进口贸易和环境保护具有重要意义, 由于锰冶炼渣与一些锰矿具有相似的元素组成, 都含有锰和硅铝镁钙等杂质元素, 仅从元素含量的高低无法准确将其鉴别。本文按国别收集我国主要进口锰矿及不同工艺的主要锰冶炼渣作为研究样品, 应用X射线荧光光谱、X射线衍射及傅里叶变换红外光谱技术相结合, 建立了锰矿与锰冶炼渣的鉴别方法。在元素组成上, 锰冶炼渣的硅含量较高, 水淬渣和空气冷却渣的钙含量较高。在物相上, 锰矿的特征物相包括软锰矿、氧化锰、方锰矿、菱锰矿等; 而锰冶炼渣因为经过冶炼的过程存在硅酸铁、锰橄榄石等特征峰, 从而对样品属性进行鉴别。红外光谱显示, 锰矿在600~400 cm-1范围内有两个强吸收带, 并单独或者同时在1420 cm-1处有特征吸收峰; 而锰冶炼渣在960 cm-1左右有宽强吸收峰。本法建立了锰矿的物相谱图库及锰冶炼渣的物相特征, 并充分利用红外光谱技术作了有力佐证, 确定了锰矿及其冶炼渣的主要区别点。

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  • 图 1  锰冶炼渣(a)和锰矿(b)的X射线衍射谱图

    Figure 1. 

    图 2  高硅锰矿(a)、菱锰矿(b)、氧化锰锰矿(c)、富锰渣(d)、水淬渣(e)和空气冷却渣(f)的红外特征谱图

    Figure 2. 

    表 1  进口锰矿组分含量范围

    Table 1.  Concentration range of the components in imported manganese ore samples

    进口矿
    国别
    组分含量(%)
    MnOSiO2Fe2O3P2O5Al2O3CaOMgOK2OBaO
    南非35~622~60~360.02~0.110~110.01~12.120.004~3.0000~1.50~1.5
    澳大利亚36~703~242~430.02~0.232~40.01~8.560.100~2.3000~1.50~1.5
    加蓬39~622~65~300.23~1.152~100.16~2.200.020~1.2500~1.50~1.5
    纳米比亚45~722~153~220.02~0.110~30.09~1.680.010~2.0200~1.50~6
    土耳其37~5215~224~80.02~0.111~52.10~5.200.005~1.6500~1.50~1.5
    赞比亚58~631~30~60.02~0.060~10~0.140~0.0800~1.50~3
    科特迪瓦45~5812~176~130.19~0.218~100~0.010~0.0050~1.50~6
    阿曼30~3253~572~30.02~0.091~20~0.010~0.0050~1.50~6
    摩洛哥36~3725~302~40.02~0.051~60.08~0.320.010~0.790~30~6
    埃及36~375~1217~290.05~0.320~30.05~2.920.400~1.1800~1.50~1.5
    加纳34~3611~143~40.09~0.152~30.04~0.080~4.5900~1.50~1.5
    墨西哥27~2820~2224~260.87~0.916~70~0.010~0.0050~1.50~1.5
    塞内加尔65~662~53~50.02~0.144~60.01~0.350.120~0.1700~1.50~1.5
    肯尼亚41~4324~280~10.02~0.115~70~0.010~0.0050~1.50~6
    瑞士48~497~99~100.02~0.05约0.49.89~11.251.580~2.0300~1.50~1.5
    统计27~721~570~430.02~0.910~110~120~4.590~30~6
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    表 2  锰冶炼渣化学成分

    Table 2.  Composition of components in manganese smelting slag

    锰冶炼产品组分含量(%)
    MnOSiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3NiCuZn
    水淬渣9.9232.6619.245.0711.12.10.0120.010.03
    空气冷却渣10.7631.8917.27.539.822.470.020.0090.02
    富锰渣3340.933.291.29-6.020.0180.0050.02
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    表 3  主要进口国别的锰矿物相组成

    Table 3.  Phase compositions of manganese ore from major import countries

    样品编号进口矿原产国主要物相
    1南非氧化锰、方锰矿、菱锰矿、锂硬锰矿
    2澳大利亚软锰矿、氧化锰、方锰矿、石英
    3加蓬氧化锰、针铁矿、四方纤铁矿
    4纳米比亚褐锰矿、氧化锰、六方硫锰矿、锰钡矿
    5土耳其菱锰矿、氧化锰、碳酸钾钙石、锰白云石
    6赞比亚褐锰矿、氧化锰
    7科特迪瓦氧化锰、石英、镍绿泥石、白云母
    8阿曼石英、软锰矿
    9摩洛哥石英、氧化锰、碱硬锰矿
    10埃及软锰矿、赤铁矿、水钙沸石、白云石
    11加纳菱锰矿、白云母、白云石
    12墨西哥石英、赤铁矿、方解石镁、软锰矿
    13塞内加尔锰钾矿、锂硬锰矿、石英
    14肯尼亚石英、氧化锰
    15瑞士褐锰矿、方解石镁
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出版历程
收稿日期:  2014-09-06
修回日期:  2015-09-25
录用日期:  2015-11-10
刊出日期:  2015-06-25

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