Page 69 - 理化检验-物理分册2024年第十期

蒋中鸣，等：有色矿冶产品固体废物属性鉴别方法

试样的固体废物属性，比较了两种方法的差异，讨论 1171.5—2017《再生锌原料化学分析方法 第5 部分:
了Maps Mineralogy矿物分析方法在固体废物鉴别 氟量和氯量的测定 离子色谱法》测试粗制氧化锌中
领域的应用前景。 的F、Cl、As、Fe、Cd等元素含量，其中F、Cl元素被高
温水解法富集至馏出液中，后定容并使用离子色谱仪
1 试验方法
分析；使用硝酸、盐酸和氢氟酸分解出As、Fe、Cd元
试样A为镍锍化矿石，试样B为粗制氧化锌。
素，用盐酸和水溶解盐类并定容后，使用电感耦合等
1.1 Maps Mineralogy矿物分析方法
离子体原子发射光谱仪（ICP）分析。
用环氧树脂将试样粉末热镶嵌，再打磨并抛光
后，置于配备双能谱仪的扫描电镜下观察。图像采 2 试验结果与讨论
集于背散射电子模式，加速电压为 20 kV，束流为 2.1 基于Maps Mineralogy的固体废物属性鉴定
5.50 A。整个分析过程由Maps Mineralogy自动矿物 2.1.1 试样A的鉴定
分析系统运行，其中成分数据由Maps Mineralogy软 镍锍化矿石又称“高冰镍”，是含镍矿物经物理
件采集，SEM图像和EDS信息由Nanomin软件图像 破碎筛分得到精矿后，加热熔炼得到的富含镍的物
拼接，并分析元素成分及矿物相成分等数据，最终得 质，根据不同文献报道，其镍元素质量分数一般为
到Maps Mineralogy矿物分析数据。 50%~75% [5-7] 。Maps Mineralogy矿物分析方法处理
1.2 常规固体废物分析方法 试样A的结果如图1所示。图1a)为试样A的背散射
另取镍锍化矿石及粗制氧化锌试样，将试样研磨 电子图像。由图1a)可知： 试样A的颗粒大多为圆形，
并用100目（1目=25.4 mm）的砂纸打磨。试样经硼 尺寸为100~1 000 μm；颗粒内部背散射电子信号较
酸压片后，由波长色散型X射线波谱仪(WD-XRF)测 强，而边缘信号较弱。结合Maps Mineralogy矿物分
试其成分，采用X射线衍射法 （XRD）测试试样的物 析软件分析结果[见图1b)]，这些颗粒内部主要物相
相组成。根据YS/T 1171.3—2017《再生锌原料化学 为铁和镍的单质或合金，外部主要为氧化铁及氧化
分析方法 第 3 部分:铜、铅、铁、铟、镉、砷、钙和铝量 亚铁。综上可知，试样A经过灼烧处理，有可能是含
的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法》及YS/T 镍矿物火法冶炼产物。

图 1 Maps Mineralogy 矿物分析方法处理试样 A 的结果
由试样A的整体元素及物相分析结果可知：试 不均的氧化亚铁及三氧化二铁包裹层，应源自铁元
样A中成分主要为铁（质量分数为63.2%）、镍（质量 素在该处发生的不同程度的氧化反应。试样A中的
分数为 23.1%）、氧（质量分数为 9.6%）及铜（质量 硫化亚铁铜、硅酸铁、铁酸镁、硫酸铜和硫化铁等物
分数为1.7%）等。试样A的铁元素和氧元素含量显 相说明其在灼烧前可能含有硫化矿物及硅酸盐类矿
著偏高。因此，该试样很可能不是镍锍化矿石，而是 物，该类矿物集中于其他小颗粒中。此外，在试样颗
固体废物。为此需要进一步对固体废物属性进行鉴 粒的表面附近，可见制样过程中剥落的三氧化二铁
定。试样A主要含铁、氧化亚铁、镍、三氧化二铁、 碎屑，说明铁镍合金表面铁的氧化皮较疏松。
硫化亚铁铜、硅酸铁等多种物相。 含镍矿物在火法精炼制备镍锍的过程中，精炼
试样中较大的颗粒内部为铁和镍的混合区域， 得到的金属部分（主要成分为镍）被称为“镍锍”，可
可推断试样A为铁镍合金。铁镍合金的边缘为薄厚 用作电解精炼镍的原料，同时得到难以电解还原的

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