磨抛光合成新材料在岩矿制片中的应用

张树淮，郑 杨，武育宁，明 星，牛焕友

ZHANG Shu-Huai,ZHENG Yang,WU Yu-Ning,MING Xing,NIU Huan-You

（中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉430205）

(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,China)

磨抛光合成新材料在岩矿制片中的应用

张树淮，郑 杨，武育宁，明 星，牛焕友

ZHANG Shu-Huai,ZHENG Yang,WU Yu-Ning,MING Xing,NIU Huan-You

（中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉430205）

(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,China)

作者利用所研制出来的磨抛光合成新材料与传统磨抛光工艺进行了对比试验。通过对多种最常使用的矿物或岩石的反复试验，结果表明合成新材料不仅大大提高了工作效率，还具有抛光速度快（所需时间仅为传统工艺的1/3～1/2），而且抛光效果极佳（基本无糙面或麻点），经久耐用，耗材极低和基本无巴盘打片现象。

岩矿制片；合成新材料；抛光效果对比；岩矿鉴定

岩石矿物是自然界中地质作用形成的极为复杂的集合体。岩矿制片工艺是研究这种集合体的一个重要环节。但由于岩矿集合体的复杂性和磨抛光材料的缺陷，存在着诸如材料耐磨性差、耗材大、磨抛光功效低、抛光难、环保性差等疑难问题,长期制约着行业发展和提高。

1 制片工艺中存在的问题

1.1 岩矿标本的不确定因素

在岩石制片过程中，由于其矿物组合的软硬差异较大，导致上光速度的不同步。给岩矿制片工艺带来许多困难。若稍有不慎，极易引起一些矿物出现凹凸感和丢失，由此导致岩矿测试的不准确性时有发生。为此前人作了大量的工作，试图解决以上问题，但收效甚微。

1.2 以往磨抛光材料和工艺上的缺陷

传统抛光工艺是在一金属圆盘上粘附一层海军呢（或帆布/羊毛毡等）组成抛光盘，然后使抛光盘高速旋转并不断往上添加抛光材料，以使处于抛光盘上的矿物（岩石）得到抛光。但当抛光料对矿物（岩石）进行抛磨时，也会与金属盘上的海军呢（或帆布/羊毛毡等）发生强磨擦而使之迅速破损，且在高速运转中添加抛光料会使其中绝大多数被甩出而丢失。具有抛光盘易损坏、耗材多、劳动强度大、污染环境、抛光效果差和工效低等弊病。

2 新材料和新方法的应用

针对岩矿制片磨抛光工艺中存在的问题，我们查阅了有关磨抛光工艺材料、方法与文献资料，并对以往所用材料与方法做了大量的研究与改进，终于研制出一种高耐磨和高效抛光的新型复合材料，并获得了中华人民共和国国家知识产权局的发明专利公告[1]，专利公布号为CN103240681A。

3 CN103240681A专利技术及其优越性

该项发明是根据物体在磨抛光过程中的机械摩擦、物理和化学共同作用原理研制设计出的一种磨抛光用纤维合成材料。它通过由固体→液体→固体及恒温等一系列转化过程，从而使混合纤维基料与多种抛光剂、粘合剂、增加剂等最终形成一个均匀而富有弹性的有机整体——新型抛光复合材料。这种抛光合成新材料有效地避免了传统材料和传统工艺中对纤维基料造成严重磨损和抛光剂大量散失以及劳动强度大等多种弊病，并大大提高了矿物岩石的上光速度（特别是摩氏硬度6级以上的矿物）。

4 抛光合成新材料的实际应用效果

作者利用合成新材料与传统的抛光方法进行了对比。在对比中着重考虑了如下三种特殊情况：①为了观测不同硬度矿物对抛光效果的影响，作者采集了石膏、方解石、萤石、黑钨矿、黄铁矿、石英等作为观测试样（图版Ⅰ）；②为了观察不同硬度矿物集合体在磨抛光中出现抛光不同步的现象，采集了宜昌周边第三纪砾岩、白垩纪粉砂岩、粗砂岩、三峡坝区英云闪长岩、混合岩和岩脉等作为观测试样（图版Ⅱ）；③为了应对生产中碰到的多种复杂标本，采集了鄂西地区几种含生物化石灰岩以及玄武岩、页岩、沉积型铁矿石等（图版Ⅲ）作为试样。全部结果已列于表1和图版Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（照片）。从表1和图版可以看出，合成新材料不仅对各种矿物（岩石）抛光作用具有光洁如镜的效果（完全没有或极少有糙面和麻点），而且上光速度极快（所需抛光时仅为传统方法材料的1/3～1/2），同时新的抛光材料特别经久耐磨、不易损坏，抛光剂基本无损耗，操作中基本无巴盘打片现象，大大减轻了劳动强度。由于上光速度极快，从而减少了对低硬度矿物的过度抛光，这在一定程度上避免了硬度不同矿物集合体在抛光中出现凹凸感和不同步现象。又由于耗材极低，得以有效地避免环境污染等等。

经过近年的实际应用，合成新材料已在科研生产实际应用中，特别是流体包裹体研究[2]、矿相学研究、电子探针研究[3]以及古生物研究等方面发挥了重要作用，并具广阔的应用前景。

[1]张树淮,牛焕友,郑杨,武育宁,明星.一种磨抛光用纤维合成材料的制备方法[P].北京:中华人民共和国国家知识产权局发明专利公告.2013.8.14.P504.CN103240681A.

[2]黄惠兰,常海亮,李芳,张春红,谭靖,周云.2012.西华山钨矿床共生透明矿物与不透明矿物中流体包裹体的对比研究[J].矿床地质,31(6),1171-1173.

[3]牛焕友,常海亮,汪雄武.花岗岩中熔融包裹体恢复均匀化后探针片的磨制工艺[J].岩矿测试,2004,23(2):157-158.

Zhang S H,Zheng Y,Wu Y N,Ming X and Niu H Y.New grinding polishing materials used in thinsection preparation for rocks and minerals., 2014,30(1)∶58-63.

∶The author compares the new developed polishing materials with the traditional polishing techniques. By conducting experiments on several most common rocks and minerals over and over again,the author draws a conclusion that synthetic material can not only increase working efficiency,but also has advantages of fast polishing speed (which only cost one third or half time of traditional techniques),excellent polishing effects(almost no spot or scratch),good durability,lower wastage and few jammining phenomenon.

∶thin-section preparation;synthetic material;comparison of polishing effects;rock and mineral identification

表1 合成新材料与传统方法（材料）抛光效果对比表Table 1 Comparison of new synthetic materials and traditional methods of polishing effect

图版Ⅰ 单矿物试样抛光片实物照片ChartⅠPolishing pellets of single minerals1-石膏；2-方解石；3-萤石；4-黑钨矿；5-黄铁矿；6-石英.1-gypsum;2-calcite;3-fluorite;4-blumite;5-pyrite;6-quartz.

图版Ⅱ 岩石及岩脉抛光片实物照片ChartⅡPolishing pellets of different rocks1-砾岩;2-粉砂岩;3-粗砂岩;4-英云闪长岩5-混合岩;6-方解石、石英脉.1-conglomerate;2-siltstone;3-gritstone;4-tonalite;5-migmatite;6-calcite-quartz vein.

图版Ⅲ 生物灰岩及其它岩石、矿石抛光片实物照片ChartⅢPolishing pellets of biolithite limestone and other rocks1～3-生物灰岩；4-玄武岩；5-页岩；6-铁矿石.1～3-biolithite limestone;4-basalt;5-shale;6-iron ore.

P618.11

A

1007-3701(2014)01-058-06

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.008

2014-01-14；

2014-02-15.

中国地质调查局地质矿产调查评价专项（1212011120148）.

张树淮（1955—），男，高级工程师，主要从事矿产开发、岩石标本加工、检测和新材料研发等工作，E-mail：330145559@qq.com.