矿物杂质元素的赋存状态

在矿物原料中同一种元素往往会以不同的矿物形式产出。例如，石英中铁的赋存形式有磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等。这些含有同种元素的不同矿物，彼此的性质相差悬殊，选矿提纯方法和工艺也截然不同。

因此，矿石中有用和有害元素的赋存状态是拟定选矿提纯方案和预测分选指标的重要依据。

元素的赋存状态分析主要解决两个方面的问题：一是元素在矿石或产品中的存在形式；二是元素的物相组成及其在不同矿物相中的分布。

一、元素的赋存形式

有用和有害元素在矿石中的赋存状态可分为三种主要形式：

• ①独立矿物；

• ②类质同象；

• ③吸附形式。
  

对普通脉石英、石英岩和石英砂岩等石英原料来讲，主要的杂质来源为矿石中的各种独立矿物，这类杂质可通过传统工艺提纯去除绝大部分，但包裹体和类质同象等石英内部杂质虽然含量较低，但由于其特殊的赋存状态，去除难度非常大，是大多数石英原料提纯的瓶颈。

元素的赋存形式分析一般采用化学物相分析、光学显微镜分析、电子显微镜分析、电子探针分析等手段。

（一）独立矿物

元素以独立矿物存在于矿石中，包括单质矿物、化合物和胶体矿物三种类型。在矿石中，同一元素可以呈一种矿物形式存在，也可以呈几种不同矿物形式存在。

（1）同种元素自相结合成自然元素矿物，称为单质矿物。常见的单质矿物如自然金、自然银、自然铜、自然铋等。

（2）两种或两种以上元素互相结合成化合物的形式赋存于矿石中，这是元素的主要赋存形式。如铁和氧组成磁铁矿和赤铁矿；铅和硫组成方铅矿；铜、铁、硫组成黄铜矿等。

（3）通过胶体沉积的方式形成的矿物称为胶体矿物，一部分铁、锰、磷等的矿石就是由胶体沉淀而富集的。当胶体溶液产生沉淀时，某些有益和有害组分也会随之混入，形成像褐铁矿、硬锰矿等的胶体矿物。

（二）类质同象

在矿物结晶过程中，其构造单位中某种质点（原子、离子或分子）可以被性质相似的其他质点替换，而不破坏其晶体结构的现象，称为类质同象。

如在石英晶格中，Si⁴⁺常常被A1³⁺、Fe³⁺、B³⁺、Ti⁴⁺、Ge⁴⁺和P⁵⁺代替。