利用電鏡掃描技術(shù)進(jìn)行鐵尾礦成分分析

□文｜劉詩竹 徐航

因?yàn)槲驳V利用率很低且直接大量堆放于尾礦庫中，不斷地排出和破壞、占用大量植被及土地，導(dǎo)致大量土地資源失衡，同時對于尾礦庫的建設(shè)和維護(hù)更會消耗大量的人力與資金。我國鐵尾礦庫存總量早在2009年就已超100億t，每年僅管理費(fèi)就需要耗資1.25億元以上。而且在堆放的過程中，無法避免發(fā)生的有害物質(zhì)的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，此外潰堤事故更是直接危及了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全?！度珖h(huán)境保護(hù)工作綱要》規(guī)定，固體廢料（包括鐵尾礦在內(nèi)）的綜合利用率要達(dá)到45%以上，而我國資源短缺的矛盾在傳統(tǒng)粗放型的經(jīng)濟(jì)增長方式下日益突出。由此可見，尾礦已成為我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。

電鏡掃描工作原理

利用高能入射電子對物體表面進(jìn)行轟擊，其間相互作用使得各光區(qū)域產(chǎn)生電磁輻射，且激發(fā)區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、背散射電子、特征X射線等，以便獲得被測物體各種物化性質(zhì)。掃描電子顯微鏡采用了不同的信息檢測器，按上述實(shí)驗(yàn)所述得到不同信息進(jìn)行分析，得以實(shí)現(xiàn)選擇檢測。如對x射線的采集，可得到其物化成分信息；對二次電子及背散射電子的采集，可得到被測物體的微觀形貌。

成分分析實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理

利用美國公司Edax生產(chǎn)的EDS（能譜儀）對采集來的樣品鐵尾礦進(jìn)行成分分析，通過對其內(nèi)兩點(diǎn)及一面進(jìn)行電鏡掃描，進(jìn)一步進(jìn)行成分對比、數(shù)據(jù)整合，較準(zhǔn)確分析出樣品基本成分及其占比。

實(shí)驗(yàn)材料及數(shù)據(jù)

鐵尾礦—取之于河北省某地尾礦庫，微觀形貌及成分如下圖表所示：

表1 兩點(diǎn)處元素分布情況

點(diǎn)處數(shù)據(jù)

表2 兩點(diǎn)處成分統(tǒng)計(jì)表

面處數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

樣品中檢測出O、Mg、Al、Si、Ca、Fe，且含少量K、Ti等元素，兩點(diǎn)處的平均鐵品味為14.09%，說明可以通過鐵尾礦再選回收部分有價元素，另外可通過對其篩分分級作混凝土骨料生產(chǎn)混凝土，一方面緩解采石、砂所造成的環(huán)境問題，另一方面可以減少尾礦的堆積維護(hù)費(fèi)用，同時帶來一定可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)今我國，鐵尾礦的根本現(xiàn)狀是堆積多、分布廣泛且性質(zhì)復(fù)雜。要想充分的利用好這些資源，就需要系統(tǒng)的掌握各種鐵尾礦資源的不同0特征，有針對性地對其進(jìn)行開發(fā)利用。通過此次實(shí)驗(yàn)，了解了鐵尾礦其內(nèi)成分組成，通過對其進(jìn)行分析使之得以綜合利用。如今我國也在這方面進(jìn)行了大量的研究與實(shí)踐工作，積累了很多經(jīng)驗(yàn)，成功的開發(fā)了一批較成熟的技術(shù)和設(shè)備，應(yīng)積極組織推廣應(yīng)用。另外尾礦綜合利用作建筑材料這一方面有著廣泛的應(yīng)用前景，這將是其資源化、無污染的重點(diǎn)途徑。