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镍矿石硬度的检测是评估其可选性、可磨性、加工性能及工业用途的重要物理指标。由于镍矿石多为硫化物型(如镍黄铁矿)或氧化物型(如硅酸镍矿、褐铁矿型红土镍矿),其硬度差异较大,需采用标准化方法进行科学测定。
检测方法(按目的分类)
1. 莫氏硬度测定(定性/半定量)
标准依据:
GB/T 3854-2013《矿物硬度测定方法》
ISO 21847(国际参考)
原理:用已知硬度的标准矿物或刻划笔对样品表面划痕,以“能被划动但不被更低硬度物划动”确定等级。
操作步骤:
取新鲜、平整矿石断面;
依次用莫氏硬度笔(或标准矿物)从低到高(如3、4、5、6)垂直施力刻划;
观察是否留下不可擦除的划痕;
记录能划伤样品的z低硬度值。
优点:快速、低成本、现场可用;
局限:主观性强,仅得整数或半级(如4.5)。
常用工具:莫氏硬度计套装(含10级标准刻针,如滑石1、石膏2、方解石3、萤石4、磷灰石5、正长石6等)。
2. 维氏硬度测试(Vickers Hardness, HV)
适用场景:科研、选矿工艺研究、矿物单晶硬度分析;
原理:金刚石正四棱锥压头在特定载荷下压入矿物表面,测压痕对角线长度计算硬度值(单位:kgf/mm² 或 HV)。
标准:GB/T 4340.1 / ISO 6507-1
优势:
可测微小区域(如单颗粒镍黄铁矿);
数值连续,精度高;
可反映各向异性(不同晶向硬度差异)。
设备:显微维氏硬度计(带光学测量系统);
典型值参考:
镍黄铁矿:HV ≈ 300–400
褐铁矿:HV ≈ 200–300
石英(脉石):HV ≈ 800–1000(影响整体可磨性)
3. 洛氏硬度(Rockwell Hardness)或布氏硬度(Brinell)
适用性:较少用于矿石,多用于金属或致密岩石;
局限:镍矿石多孔、脆、不均质,易碎裂,压痕边缘不清,不推荐常规使用。
4. 可磨性指数(Bond Work Index, BWI)——工程实用指标
虽非“硬度”,但直接关联破碎能耗;
标准:GB/T 2565-2014《煤的可磨性指数测定方法》(可类比用于矿石);
原理:通过标准球磨机测定将矿石磨至特定细度所需能量(kWh/t);
应用:选矿厂设计、磨矿成本估算;
与硬度关系:硬度越高 → 可磨性越差 → BWI越大。
建议:若用于选矿或冶炼工程,应同步检测莫氏硬度 + 可磨性指数。
来源:网络
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