金属及非金属矿产应用.docx

矿床应用-以金属矿产和非金属矿产为例地壳中的矿床种类繁多，不同的标准分类的也有很大的不同，其中根据矿产的性质及其主要的工业用途可分为金属矿产、非金属矿产等， 而又根据矿产品的应用领域又可分为冶金工业矿床、化学工业矿床、物理工业矿床、农业矿床、建筑矿床、能源矿床、医疗应用矿床、饮食应用矿床、艺术应用矿床等。而矿产品在应用又不局限于某一领域内，跨度很大，应用范围很广。根据矿产性质的差异分类的金属矿产和非金属矿产在国民经济生活中有很大的应用，关系到我们生活的衣食住行而且在各种高精尖技术领域也可发挥用武之地。金属矿产是指可从中提取某种金属元素的矿物资源，按工业用途可分为1黑色金属矿产：铁、锰、铬、钒、钛等；2有色金属矿产：铜、铅、锌、铝、镍、钴、钨、锡、铋、钼等； 3稀有金属矿产：铍、锂、铌、钽、锆、镉、镓、铟、稀土等；4贵金属矿产：金、银、铂、钯、钌、锇、铱、铑等；、黑色金属中铁的应用领域较为广泛，主要用途表现在经济建设中是不可缺少的物质基础，广泛应用于国民经济各部门，人民生活也离不开它。铁矿石经冶炼后可以制成生铁、铁合金、热铁、碳素钢、合金钢、特种钢等。此外，纯磁铁钢可做合成氨的催化剂；赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿还是天然的矿物原料。有色金属中铜的主要用途是根绝铜特有的有良好的导电性、导热性、延展性、抗张力，容易与其他金属制成合金的特性。在电气工业中用以制作电线、电缆、电机设备等，无氧铜还用来制作超高频电子管。 铜及其合金应用于电气工业、机械制造、交通运输、化学工业及国防工业方面。例如黄铜用来造枪弹和炮弹，白铜用来造舰艇和发电设备等冷凝器和热交换器等。铜的化合物在农业上用作杀虫剂和除草剂。铜还是防腐油漆的主要成分。 贵金属中金较有代表性，作为一种特殊的贵金属，很早就用于制造货币和装饰品或作为硬通货加以储备。目前，作为珠宝和工业用途的需求日益增加，但黄金仍作为国际货币结算手段和货币信用的基础稀土的用途十分广泛。只要在一些传统产品中加入适量的稀土，就会产生许多神奇的效果。目前，稀土已广泛应用于冶金、石油、化工、轻纺、医药、农业等数十个行业。稀土钢能显著提高钢的耐磨性、耐磨蚀性和韧性；稀土铝盘条在缩小铝线细度的同时可提高强度和导电率；将稀土农药喷洒在果树上，即能消灭病虫害，又能提高挂果率；稀土复合肥即能改善土壤结构，又能提高农产品产量；稀土元素还能抑制癌细胞的扩散。以稀土制造的永磁材料，磁性能高出普通永磁材料4到10倍，尤其钕铁硼永磁体是目前发现磁性能最高的永磁材料，被称为超级磁体和当代永磁之王。由于此类材料具有超乎寻常的功能，使电子信息设备在不断提高性能的同时，也实现了轻、薄、小型化。稀土永磁材料还在各类电机、核磁共振仪器、磁悬浮列车等领域有着精妙的应用，并被确定为电动汽车主发动机的首选材料。有专家预测，未来几年内，如果稀土永磁材料得到良好的应用，仅材料产值就将达35亿美元，其辐射产值将达到数千亿美元。稀土贮氢材料贮存密度大于液氢，体积却只有普通钢瓶的六分之一。目前应用最为成功的是镍氢电池， 其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍，且没有记忆效应和镉的污染；与锂离子电池相比，又具备价低、安全性能好的优势，被各国科技和产业界称为“绿色电池”，已大量应用于便携式电器、移动电话等无线电子设备，并可望成为下世纪电动汽车的电源。由于稀土元素在光、磁、电领域能够产生特殊的能量转换、传输、存储功能，因而，通过对稀土原料的加工，已形成稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土激光材料、稀土贮氢材料、稀土光纤材料、稀土磁光存储材料、稀土超导材料、稀土原子能材料等一批新型功能材料。这些材料因为无污染、高性能而被称为“绿色材料”，它们已经或将要在电子信息、汽车尾气净化、电动汽车以及空间、海洋、生物技术、生理医疗等领域发挥巨大的作用。稀土是重要的战略资源，其中很多元素应用于尖端电子设备。而添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物，它们在轧钢时形状保持不变，这可使钢的性能得到改善。研究发现，把硼添加到钕铁永磁合金中可提高其磁能积和抗退磁的能力。这些性能优良的永磁材料用于飞机及宇宙航行器的仪表，精密仪器，微型电机等。稀土分子筛裂化催化剂是用于石油裂化工艺中性能优良（催化活性大，产品收率高）的催化剂。这种催化剂多数用混合稀土氯化物与相应的钠型分子筛发生阳离子交换反应制成。采用稀土使玻璃脱色的原理涉及到铁的氧化态。玻璃中的二价铁杂质使玻璃显蓝色，它氧化成三价铁后则使玻璃显极浅黄色，颜色淡得多。二氧化铈是很好的玻璃脱色剂，因为铈（）具有强氧化性，能将二价铁氧化成三价铁，而它本身则还原成稳定的铈（），CeO2 Ce2O3都无色。稀土在激光器中也应用较多。目前使用最广的激光工作物质是掺钕钇铝石榴石Y3Al5O12:Nd3+和掺钕玻璃。前苏联曾研制出一种新型激光器掺Cr3+,Nd3+的钆钪镓石榴石，其效率比钕激光器高3.5倍。非金属矿产是指从中提取某种非金属元素或可直接利用的矿物资源。工业上除少数非金属矿产是用来提取某种非金属元素，如s和p等之外，大多数非金属矿产是利用矿物或岩石的某些物理化学和工艺性质。例如金刚石大多是利用他的硬度和光泽，云母是利用透明度和绝缘性，水晶是利用他的光学和压电性。目前 , 自然界已发现的非金属矿种类达 1500 多种 , 已被开发的仅 200 多种。世界非金属矿产资源丰富。高岭土、菱镁矿、石膏等大宗非金属矿产储量都在百亿吨以上。我国是世界上非金属矿资源总量丰富、矿种齐全、但人均拥有量少的国家之一。据统计，我国已经发现的非金属矿种有 126 种，已探明储量的非金属矿产有 88 种。其中，石墨、石膏、膨润土、石灰石、菱镁矿、重晶石、芒硝等矿种的储量居世界首位；滑石、石棉、萤石、硅灰石的储量居世界第二位；磷、硫、高岭土、珍珠岩、天然碱、耐火粘土的储量居世界第三位；大理石、花岗石及砂石等矿产也名列前茅。质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。 高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。 膨润土蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能，可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理；由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性，因此用于钻井泥浆、阻燃（悬浮灭火）；还可在造纸工业中做填料，可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等；由于有很好的粘结力，可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮，又不起毛，桨后还不发出异味，真是一举双得芒硝一种分布很广泛的硫酸盐矿物，是硫酸盐类矿物芒硝经加工精制而成的结晶体。可以主治破痞，温中，消食，逐水，缓泻。用于胃脘痞，食痞，消化不良，浮肿，水肿，乳肿，闭经，便秘。在干旱地区，常可以见到由它们形成的盐华及皮壳。盐湖、盐泉和干盐湖是形成芒硝的地方。萤石及其加工品的用途已涉足30多个工业部门。炼钢铁加入萤石，能提高熔液的流动性，除去有害杂质硫和磷