非金属矿产概论-伍刚

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,非金属矿产概论,资源系：伍 刚,2013,年,1,第一章 绪论,一、非金属矿产的位置,矿产可以分为以下四类：,金属矿产,从中可提取金属元素的矿物资源。,非金属矿产,从中可提取非金属元素或可直接 利用的矿物资源。,可燃有机矿产,能为工业和民用提供能源的地 下资源（气、液、固状态）。,地下水资源,地下的水资源。,可见，非金属矿产在矿产中占有非常重要的地位。,国民经济中、在我们的生活中也是如此。,2,各行各业、衣食住行同样都离不开它。如：,衣服,化纤原料；,农业,化肥；,碗、杯,瓷碗、瓷杯、紫砂壶等；,住房,玻璃、地面等；,公路、铁路,路面、路基等；,医药,原料、药瓶、元素等；,工业,铸石、厂房（建筑材料）等；,精神、文化,宝玉石、观赏石、砚石等等；,：,：,3,二、非金属矿产的价值,非金属矿产也是非常具有经济价值的一类矿产。现在大家都知道黄金值钱，但，非金属中的宝玉石价值更高。老话说：,“黄金有价，玉无价。”,2004,年,3,月,11,日报道，,全国最大钻石亮相合肥,“,通灵之星”，直径约十五毫米（相当于一枚一角硬币大小），重,11.07,克拉，价格,1165.6,万元。,2004,年,5,月,4,日报道， “蓝色巨人”是世界上已进行切割处理的最大的蓝宝石（全球第三大蓝宝石，但另两颗比它大的的蓝宝石都还没被切割过）。,5,月,19,日，“蓝色巨人”将在英国拍卖，估计成交价格在,150,万美圆左右。,4,2004,年,9,月,25,日报道，,国内最贵翡翠饰品标价,3600,万,，“一代天骄”近日在北京一家珠宝城展出。“一代天骄”由,9,颗极品老坑玻璃种翡翠组成，并配有,162,粒共,35.4,克拉的钻石。,2004,年,11,月,4,日，,“,亚洲钻石之王”拍出,4700,万港元,，这枚无暇美钻重,88.88,克拉，香港苏富比拍卖行以,4732.64,万港元成交。,2006,年,2,月,19,日晚，央视鉴宝栏目：斯里兰卡产的，六射星光蓝宝石，重,186.58,克拉，世界第四大，价值,466,万元。为斯里兰卡大使夫人所有。一般,30005000,美圆,/,克拉，,2.5,万元,/,克拉。,5,2006,年,10,月,11,日报道，非洲南部莱索托拍卖售出一颗,603,克拉的钻石，价格,1240,万美圆（,10,月,9,号）。为世界第十五大钻石,莱索托诺言。买家将加工成,60,克拉的单钻和其它小钻，最终售价可达,2000,万美圆以上。,2007,年,1,月,12,日报道，,超级巨钻身价,4000,万,，“北极光”（广州一家商场的珠宝专柜），重,26.62,克拉。“北极光”发现于,1912,年，出产于北极，钻坯重达,162,克拉。,2007,年,4,月,10,日报道：,4,月,9,日，模特在济南一家珠宝店内展示翡翠吊坠“月亮之神”。这枚吊坠是缅甸老坑满绿翡翠，质地温润，重,228.35,克，配有两颗钻石，标价人民币,6000,万元。,6,2009,年,10,月,23,日（楚天都市报），一颗重达,32.01,克拉的正方形钻石在纽约拍卖行以,770,万美元的价格成交。 这颗胡桃大小、无暇透明的钻石镶嵌在一枚戒子上，两侧各有一颗梨形的小钻石，重量分别为,1.61,克拉和,1.51,克拉。,史上最贵钻石是一颗来自,17,世纪的,35.56,克拉灰蓝色钻石，去年它以,2430,万美元的价格售出,除此之外，还有很多的、值钱的非金属矿产，象：图章石、砚石、观赏晶体、奇石、紫砂壶等等，极大地丰富人们精神和文化生活。,7,三、非金属矿产的分类：,1,、冶金辅助原料：萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩、石灰岩等；,2,、化学、化肥工业原料：磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石、石灰岩等；,3,、工业制造业原料：石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等；,4,、压电、光学原料：压电石英、光学石英、冰洲石、萤石等；,8,5,、陶瓷、玻璃原料：长石、石英砂、高岭土、粘土等；,6,、建筑、水泥原料：砂岩、砾岩、沸石、石灰岩、石膏、花岗岩、珍珠岩等；,7,、宝石、工艺美术材料：硬玉、软玉、玛瑙、水晶、绿松石、琥珀、蔷薇辉石、叶腊石、蛇纹石、孔雀石、电气石、绿柱石等。,9,第二章 化肥及化学原料,一、原料种类,主要是：硫、磷、钾、钠、镁、氯。,一）、硫,1,、硫的分布：,硫的克拉克值为：,4.7%,；,在：超镁铁质岩中为：,1%,，,镁铁岩中为：,3%,，,中性岩中为：,2%,，,酸性岩中为：,4%,，,沉积岩中为：,30%,10,2,、硫（源）的类型,自然硫（硫磺）,硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、 白铁矿、闪锌矿等）,硫化氢（可燃性天然气中）,硫化石油,沥青砂岩,焦化气体,硫酸盐,含油页岩,地下水中硫化氢,还有：石膏、硬石膏、明矾石等制取（缺硫国家和地区）；,11,3,、用途,主要用途,制硫酸（化学工业的粮食）、硫磺。,硫酸用于：,化肥、农药、医药、炸药、冶金、造 纸、石油等工业部门的重要原料。,在化学工业：化肥、合成洗涤剂、合成树脂、水处理等。,在冶金工业：溶矿、酸洗除锈、等。,硫磺用于：,橡胶、人造纤维、医药、染料、玻璃 等；,生活方面：面粉、淀粉、制糖的漂白剂。,12,4,、硫的工业要求,边界品位：,8%,工业品位：,12%,矿石品级： ,35% ,级品,25,35% ,级品,12,25% ,级品,13,二）、磷,1,、磷的分布,地壳克拉克值：,0.093%,超基性岩：,0.017%,；,基性岩：,0.14%,；,中性岩：,0.16%,；,酸性岩：,0.07%,；,沉积岩：,0.077%,。,含磷的矿物很多，主要利用的是,磷块岩,、,磷灰石,。,14,2,、用途,磷矿是一种重要的化工矿物原料。,用于：磷肥、,化工原料：黄磷（白磷）、赤磷、磷酸、其 它磷酸盐；,磷酸盐：制糖、陶瓷、玻璃、纺织、国防、,半导体、冶金等。,制药、农药、感光剂、无碳橡胶等。,氟磷灰石晶体作激光发射材料。,15,3,、磷的工业要求,磷灰（石）岩磷块岩,边界品位（,P,2,O,5,）：,工业品位（,P,2,O,5,）：,可采厚度（米）,夹石剔除厚度（米）,矿石品级：,级品（不需选矿）,级品 ,2530%,（不选或洗选）,级品,1225%,（需选矿）,16,三）、钾、钠、镁、氯,钾、钠、镁、氯及其化合物具有巨大的工业意义。,1,、分布,（,%,）,K Na Mg Cl,克拉克值,2.5 2.5 1.87 0.017,超基性岩,0.03 0.57 25.9 0.005,基性岩,0.83 1.94 4.5 0.005,中性岩,2.3 3 2.18 0.01,酸性岩,3.34 2.17 0.56 0.024,沉积岩,2.28 0.66 1.34 0.016,主要来自于蒸发沉积矿床（盐类矿床），还有盐湖、泻湖等。矿物种类繁多，这里就不一一介绍了。,17,2,、用途,钾,及化合物：肥料、火柴、焰火、黑色炸药、医药、农药、纺织、染料、制革、电子管、制皂、印刷、玻璃、陶瓷、电池、照相、航空汽油等。,钠：,重要的化工原料,盐酸：化工、纺织、造纸、肥皂、染料、冶金、陶瓷、玻璃、医药；制碱、金属钠等；日常生活。,氯：,漂白粉、清洁剂、杀虫剂、氯苯、塑料、结晶硅的提纯等。,镁：,镁的化合物及金属镁。,化工原料、医药、玻璃、纺织、造纸、水泥、木材消毒及防腐。,18,第三章 工业原料和化工原料,一、原料种类,硼、硒、砷、锶,1,、分布,（,%,） 硼 硒 砷 锶,克拉克值：,0.0012 510,-6,1.710,-4,0.034,超基性岩：,0.0048 510,-5,0.034,基性岩：,0.0019 210,-4,0.044,中性岩：,0.0015 2.410,-4,0.08,酸性岩：,0.0027 1.5 10,-4,0.03,沉积岩：,0.01-0.017 610,-5,6.610,-4,0.045,碱性岩：,0.01,19,二、原料来源,盐类矿床、泻湖、湖泊卤水、含硼地下水、矽卡岩等。,三、一般工业要求,硼镁石矿床 （,B,2,O,3,）： 盐湖硼矿床（,B,2,O,3,）：,边界品位：,3% 1.5%,工业品位：,5% 2%,可采厚度： ,1,米 ,0.3,米,夹石剔除厚度： ,1,米 ,0.6,米,矿石品级：,级 ,11%,（不需选矿）,级 ,510%,20,硒,是稀有分散元素，一般不形成自己的独立矿床。,硒主赋存在：黄铜矿、黄铁矿、方铅矿，有时赋存在辉钼矿中。,硒主要是在硫化物矿物冶炼过程中，综合回收的。,21,四、用途,硼：,农业、光学玻璃、原子能、合金、国防、医药、陶瓷、搪瓷、彩釉、橡胶、化妆品等；,硒：,半导体、玻璃、冶金、化工、太阳能电池、石油催化、制药、搪瓷、颜料、橡胶、等等；,砷：,农药、药剂、玻璃、陶瓷、制革、半导体、激光、焰火、中药、木材防腐；,锶：,原子电池、冶炼、焰火、陶瓷、制药等。,22,第四章 元素和矿物,氟和萤石、钡和重晶石,一、分布,F,（,%,）,Ba,（,%,）,克拉克值：,0.066 0.065,超基性岩：,0.01 0.0001,基性岩：,0.037 0.03,中性岩：,0.05 0.065,酸性岩：,0.08,沉积岩：,0.05 0.08,23,二、原料来源,Ba:,独立的钡矿物来源：重晶石（,BaSO,4,）、毒重石（,BaCO,3,）、本斯顿石（,Ba,6,Ca,7,(CO,3,),15,）,综合矿物来原（矿石）：重晶石,萤石；重晶石,多金属；铜,重晶石；赤铁矿,重晶石；菱铁矿,重晶石；毒重石,多金属；金,重晶石；天青石,重晶石；重晶石,稀有金属；等等。,F:,萤石类、磷灰石类、冰晶石。,24,三、一般工业要求,F,：,萤石含量：含萤石岩石,35%,低品级矿石,1535%,中品级矿石,3575%,高品级矿石 ,75%,按用途：化学（制酸）、冶金（熔剂）、搪瓷（陶 瓷）、光学萤石。,Ba:,重晶石矿石中重晶石含量,1090%,综合矿石中重晶石含量,570%,25,四、用途,萤石：,光学、制酸、玻璃纤维、冶金熔剂、水泥、搪瓷、电弧焊接、医药、等等。,重晶石：,化学工业、造纸、橡胶、医学、陶瓷、玻璃、焰火、建筑、冶金、真空技术、糖果、电子技术、烟煤选矿、分析化学、,26,第五章 应用化学成分的矿物,一、种类及分布,1,、种类,长石、高铝矿物、菱镁矿、水镁石,2,、分布：甚广,二、原料来源,侵入岩、喷出岩、沉积岩。,钾长石（正长石、微斜长石、透长石）、斜长石（钠长石,钙长石）等。,27,三、工业要求,玻璃配料：,4550%,；,Al,2,O,3,18%,Fe,2,O,3,0.2%, SiO,2,70%,陶瓷釉陶：,2025%,建筑陶瓷：,812%;,电工技术：,911%,研磨材料：,钾肥：,28,高铝矿物：蓝晶石,Al,2,OSiO,4,硅线石,Al AlSiO,5,红柱石,Al,2,SiO,4,蓝线石,Al,7,BO,3,5,SiO,4,3,黄玉,Al,2,(F,OH),2,SiO,4,冶金耐火材料、玻璃、陶瓷工业,29,菱镁矿（,MgCO,3,）、水镁石,Mg,（,OH,）,2,高镁矿物,耐火材料、水泥、陶瓷、化肥、造纸、人造碱液等。,30,第五章 应用物性及化学成分,一、滑石、叶蜡石,滑 石 （,Mg,3,Si,4,O,10,(OH),2,）,叶蜡石,(Al,2,Si,4,O,10,(OH),2,),可见，性质相近。,滑石宝贵性质：化学稳定性、粉末高白度、油脂型、滑、软、耐火、介电、高吸附性、脱水性等。,常共生矿物：绿泥石、碳酸盐矿物、阳起石、透闪石、石英等,31,二、硅灰石、橄榄石,1,、 硅灰石 （,CaSi,3,O,9,）,属辉石类；,用于：陶瓷、矿物棉、特殊水泥、冶炼、造纸、塑料、颜料、油漆、电焊的电极涂料、磨料、耐火材料、杀虫剂、铸造和橡胶涂料、酸性土壤中和，等等。,矽卡岩（钙矽卡岩）、区域变质型硅灰石矿床，具有工业意义。,大型：,500,万吨,中型：,250-500,万吨,小型：,250,万吨,32,2,、橄榄石,橄榄石 ：,(MgFe),2,SiO,4,；硬度,6.5,镁橄榄石：熔点,1890,铁橄榄石：熔点,1205 ,用于：铸造砂、耐火材料、细瓷、喷砂磨料等等。,矿床：碳酸盐、超镁铁质岩中的橄榄石矿床。,33,第六章 应用矿物物性的单矿物,晶体工业原料,云母、石棉、冰洲石、金刚石、刚玉、压电石英、光学石英，等等。,1,、云母,云母的种类很多，大家随便都能说出好多种。但，有工业意义的是：白云母、金云母。,白云母,(KAl,2,(OH,F),2,AlSi,3,O,10,),金云母,(K(Mg,Fe),3,(OH,F),2,AlSi,3,O,10,),含铁量不能高，要低，要不然就变黑云母了。,34,应用物性：,介电性、热稳性、化学稳定性、高机械强固性,击穿电压：,0.15,白云母,29003300V,金云母,33004000V,0.5,白云母,4900V,金云母,46006100V,热稳性：白云母耐热强度,500600,金云母耐热强度,1000,化学稳定性：,机械强度：,35,原料类型：解离面积,4,（边长比,1:11:3,）；,二个品级： 一级 无线电工业,二级其它工业,白云母、金云母主要是在高温和相对较大压力的条件下形成。如，白云母伟晶岩、金云母矽卡岩，等等。,36,2,、石棉,石棉,石质的棉花，像棉花纤维状的矿物。,主要有两类：蛇纹石石棉、角闪石石棉,蛇纹石,(Mg,Fe),6,(OH),8,Si,4,O,10,),石棉,:,防火，熔点,14501550,，并具有高的碱和弱的酸稳定性。,角闪石石棉：具有高碱和酸稳定性，由于该石棉种类较多，所以，熔点,11001300,。,现在为了环保不让开采。,主要与岩浆热液有关,37,3,、冰洲石,冰洲石,无色,-,有色透明的方解石。对可见光和紫外光具高透明度、高光学均匀性、高折射率。,能划分的最小光学体：,101010 ,。,利用其高透明度和非常高的双折射性，在物理、光学、生物学、医学、宇航、计算机、通讯中获取偏振光、偏振光分析。,内生和外生低温热液矿床。,38,4,、金刚石,金刚石,C,，高硬度、高折射、高色散。,金刚石的切削工具（金刚石针、玻璃刀、）、钻头、轴承、研磨砂、等等。,矿床类型：金伯利岩型、钾镁煌斑岩型、砂矿型。,39,5,、刚玉,刚玉,Al,2,O,3,，高硬度，高化学、物理稳定性，高耐火性（熔点：,2050,）。,应用于：高精密仪器中的轴承、易磨件，拉丝模、研磨砂、微波和激光发射，等等。,矿床类型：玄武岩型、伟晶岩型、矽卡岩型、岩浆热液型、变质热液型、砂矿型。,40,6,、压电及光学石英,石英,SiO,2,，较高硬度、高强度、热稳定，化学稳定性（易溶于,HF,）、很好的透光性（紫外、红外光）。,应用于：无线电、超声波、声纳、探伤、压力计、测量压强和震动、滤波器、压电转换器；光学玻璃、棱镜、薄片、紫外线玻璃及透镜，等等。,矿床类型：伟晶岩型、热液型、变质型、砂矿型等等。,41,第七章 应用物理性质的矿物集合体和非晶质体,一、矿物集合体,1,、石墨,石墨, C,，六方晶系，片状晶体。具有极高的耐火性（,385050,），化学惰性，高导热性，导电性，润滑性。,应用：耐火材料、防焦结涂料、润滑材料、轴承、转炉、铅笔芯、颜料、碱性电池、电瓶、滑动触点、照明碳棒、焊接电极、印相纸、合成金刚石、黑色琴键、皮鞋油、核反应堆和火箭发动机的制动器垫片、垫块、喷射器、喷管轴套和零件，等等。,42,矿床类型：主要为变质型。,2,、沸石,沸石种类十分多，有,40,多种。化学结构式复杂。,沸石具有：高吸附、催化、离子交换、分子筛等性质；阳离子交换、再生、改性的能力。,应用：净化废气、废水；石油化工催化剂；脱水剂；地下水和矿泉水中提取金属，水的软化剂；氮气,氧气分离，饮料、酒、油料的澄清剂；饲料添加剂（降低家禽、家畜发病率，家禽、家畜、养鱼除臭剂）、土壤优化保墒；造纸、包装材料、橡胶、塑料等填充剂；等等。,43,矿床成因：岩浆、热液、变质、沉积成因。,二、非晶质体,1,、玉髓,玉髓,SiO,2,，块状构造的非晶质的,SiO,2,。硬度高，化学性质稳定，韧性，机械性均一，耐磨性，耐破坏性、低孔隙度。,应用：乳钵、研磨棒、轴承、等等。,矿床类型：风化、低温热液、砂矿型。,44,2,、玛瑙,玛瑙,具有纹带构造的非晶质,SiO,2,。具有高机械强度、高韧性、高硬度。,应用：同玉髓；半透明,透明、颜色,花纹美丽者可做玉石。,矿床类型：火山热液型、砂矿型。,45,3,、琥珀,琥珀,古树脂（化石）。,46,4,、孔雀石,孔雀石,Cu,2,CO,3, (OH),2,，常含有：,CaO,、,Fe,2,O,3,、,SiO,2,、,MnO,。翠绿,暗绿,近黑色。细纤维状集合体,肾状、钟乳状、皮壳状、土状。常有蓝色的蓝铜矿（,Cu,3,CO,3,2,(OH),2,）共生。,应用：铜矿石；玉石、饰品原料；观赏石，等等。,矿床类型：淋积矿床（金属硫化物表生氧化,次生富集）。,47,5,、绿松石,绿松石,CuAl,6,(OH),8,PO,4,4,5H,2,O,，常含有：,Fe,、,Sc,、,Ti,、,Zn,、,Ba,、,Ca,、,Be,、,Mg,、,Mn,、,Ni,、,Mo,、,V,、,Sr,、,Zr,等杂质。,常为非,隐晶质致密块状集合体，硬度,56,，密度,2.82.9 g/cm,3,。（性较脆）,颜色：天蓝、亮绿、苹果绿、浅灰绿、淡黄,白色。,应用：宝、玉石。,矿床类型：淋积矿床（含,Cu,、,P,地体淋积成矿）。,48,6,、欧泊（贵蛋白石）,欧泊（贵蛋白石）,SiO,2,nH,2,O,，含水的非晶质二氧化硅。多为透明,半透明的白色，少数为：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色，并具有变彩。,应用：宝石，是最漂亮的变彩宝石。,矿床类型：低温火山,热液，风化淋积型。,49,7,、猫眼石类,猫眼石,具有似动物眼睛虹膜样的矿物或矿物集合体。因所像的动物眼睛不同，所以，有的叫：猫眼石、虎睛石、鹰眼石等。,但正宗的猫眼石，应是金绿宝石的猫眼石。其它主要为硅化石棉（可有各种颜色）。,50,8,、硅化木,硅化木,主要由蛋白石、玉髓、石英替代了原木质的成分，保留下原木质的结构。,硅化木：观赏、烟灰缸、小箱、胸针、托盘、花瓶、灯架、桌面、等等。,其颜色：白、灰、黄、褐、棕、蓝、红、黑等。,51,第八章 应用化学成分的岩石,石膏及硬石膏,一、化学组成,石膏,CaSO,4,2H,2,O,；颜色：白、灰、黄、淡天蓝、玫瑰红等；硬度：,2,。,硬石膏, CaSO,4,；颜色：白、灰、紫、淡天蓝、玫瑰红等；硬度,33.5,。,二、应用,建筑材料、隔音板、混凝土、陶瓷和搪瓷模具、医疗、冶金、农业等。,观赏石、枕头、台灯、饰品等。,52,三、矿床类型,蒸发沉积、（岩浆）热液型（硬石膏）。,53,第九章 应用物性和化学成分的岩石,一、粘土岩,粘土岩,主要由直径,0.001,泥质颗粒和泥土矿物所组成的沉积岩。矿物种类繁多。利用其性质：可塑性、吸附性、粘合性、吸水性、亲水性、耐火性、等等。,应用于：,（高岭土）,造纸、陶瓷、橡胶、肥皂、耐火材料、塑料、铅笔、颜料、硅镁合金、生产磨料、防潮材料、香料工业；（膨润土）铸造、钻探冲洗液、铁矿的球团、石油,-,油,-,酒,-,有害元素污染水的净化、颜料、肥皂、等等。,矿床类型：残积及热液蚀变,54,二、碳酸盐岩,碳酸盐岩,主要是以钙、镁、铁的碳酸盐矿物组成的岩石。分布广泛（地壳,20%,），主要岩性：灰岩、白云岩、泥灰岩、大理岩；颜色：白、淡黄、灰、浅灰绿、红褐、黑等。利用：成分、颜色、机械强度、耐火、硬度、装饰性、介电性、等等。,应用：建筑、板材、石灰、油漆颜料、造纸、橡胶、香料、制药、水泥、家禽家畜饲料添加剂；冶金熔剂、耐火材料；化工原料；砂糖、柠檬酸生产。,矿床类型：沉积、热液,地下水,55,三、硅质岩,硅质岩,石英,蛋白石类岩石（硅藻土,蛋白石）。具有：高孔隙度、过滤、吸附、催化、隔音、隔热、化学稳定性、研磨性等。,成因：深海 沉积、热泉沉积。,四、岩浆岩及变质岩,岩浆岩及变质岩具有：高强度、冻结稳定性、耐磨性、搞装饰性、等等。,黑曜石,生产玻璃、玉石；,珍珠岩,水泥、油毡、橡胶、塑料、过滤、绝热、研磨料、农业、石油的海洋污染等；,56,五、碎屑岩,碎屑岩,岩石的自然碎块，粉砂,砂,砾石。可作为：建筑、玻璃、陶瓷、过滤、研磨、高透气、耐火性、等等（砂砾石的成分而定）。,六、砂岩、石英岩、脉石英（岩）,主要考虑：化学成分、机械性质。应用：冶金、玻璃、陶瓷、建筑、等等。,57,第十章 应用物理性质的岩石,一、工业和宝石原料,1,、矿物颜料,矿物颜料,具有特征的颜色、足够稳定性的各种岩石和矿物。具有：颜色和光稳定性、亮彩、覆盖力强、防腐蚀、耐水、空气稳定性、等等。,应用：油漆、油毡、油布、塑料、橡胶、铅笔、印刷、造纸、彩色抹灰、等等。,有：辰砂、软锰矿、孔雀石、蓝铜矿、赤铁矿、褐铁矿、等等。,还有氧化物、氢氧化物、碳酸盐、炭质等等。,58,