工业矿物与岩石教学大纲.doc

工业矿物与岩石教学大纲（总学时：64 讲课学时：40 实验学时：24）一、课程教学目的 工业矿物与岩石是为材料科学与工程、材料化学及相关专业高年级学生开设的专业主干课程。通过本课程的教学，使学生掌握主要工业矿物的矿物学与鉴定特征、晶体结构与晶体化学、理化性质与工艺技术性能、主要应用领域、原理与途径；了解主要工业矿物的开发应用现状与趋势、性能改善与优化、开采与选矿方法、产出状态与共生组合、主要产地与分布；掌握主要工业岩石原料的岩石类型、矿物组成与岩相学、化学成分与物理性质、工艺技术特性与应用途径；了解主要工业岩石原料的产状与分布、开采与选矿方法、工业应用的技术要求、应用现状与发展趋势、主要产地与分布。二、课程教学的基本内容、要求及学时分配 第一章 绪论 3学时，了解 内容包括：工业矿物与岩石的概念、分类。第二章 架状硅酸盐 5学时，掌握 内容包括：石英族、长石族、沸石族等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第三章 层状硅酸盐 8学时，掌握 内容包括：云母族、蛭石、滑石、叶蜡石、高岭石、蒙脱石、坡缕石、海泡石第四章 链状硅酸盐 3学时，掌握 内容包括：辉石族、闪石族、硅灰石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第五章 岛状硅酸盐 2学时，掌握 内容包括：红柱石、蓝晶石、夕线石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第六章 单质与卤化物 5学时，掌握 内容包括：金刚石、石墨、萤石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第七章 其它含氧盐矿物 4学时，掌握 内容包括：菱镁矿、重晶石、石膏、硬石膏等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第八章 工业岩石原料 4学时，掌握 内容包括：霞石正长岩、煤矸岩、硅藻土等工业岩石的岩石学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第九章 工业固体废物 2学时，掌握 内容包括：粉煤灰等固体废物的物相组成、物理-化学性质、工业应用、研究现状与趋势等。第十章 晶体光学基础 4学时，掌握 内容包括：偏光显微镜的结构、工作原理与使用，晶体光学理论及晶体在偏光显微镜下的性质与鉴定。三、实践性教学内容、要求及学时分配 偏光显微镜的结构与使用 2学时，掌握 单偏光镜下解理、多色性、突起等级的观察 4学时，掌握 正交偏光镜下晶体光学性质观察 6学时，掌握 锥光镜下晶体光学性质观察 4学时，掌握 透明矿物的系统鉴定 8学时，掌握四、本课程与其他课程的联系及分工学习该课程时，学生应具有初步的普通地质学和材料学基础知识，有较扎实的结晶学、矿物学通论基础，前导课程包括：地球科学概论、材料科学概论、结晶学与矿物学通论。结晶学原理、矿物晶体化学与分类、典型晶体结构等内容在结晶学与矿物学通论课程讲授；五、教学方式 该课程采用课堂讲授、学生自学和撰写读书报告、课堂实践的形式开展教学。课堂讲授采用多媒体；学生在教师指导下自学和撰写读书报告；实践教学在教师指导下学生独立操作。六、成绩评定办法 理论试题成绩占60%；读书报告成绩占10%；实验报告成绩占30%。七、教材及教参，中外文核心期刊名称 教材：工业矿物与岩石，马鸿文，2001，地质出版社。 教参：工业矿物与岩石，S.J.莱方德（美），1984，地质出版社。 工业矿物与岩石，米.库日瓦尔特（俄），1987 ，地质出版社。 中国工业矿物和岩石，陶维屏，张培元，1987地质出版社。 应用矿物学，潘兆橹等，1993，武汉工业大学出版社。非金属矿物原料特性与应用，古阶祥，1990，武汉工业大学出版社。 非金属矿产开发应用指南，郑延力等，1992，西安：陕西科学技术出版社。 Industrial Minerals and Rocks,6th, Carr D D，1994，Colorado. The Industrial Minerals Handbook, Harben P W, 1995，England.八、有关网站中国科技网 中国材料资讯网 中国材料信息网 中国期刊网 万方数据系统 中国陶瓷信息网中国玻璃网 中国建材信息网 中国建材信息资源网 www.chinaBMI.com中国建材工业信息网 中国建材工业产品信息网 中国非金属矿工业信息网/nmm/bmhome.htm 中国专利网 中国专利信息网 中国耐火材料行业网 www.china-R 纳米科技网 国家自然科学基金委 北京图书大厦 科技日报 材料导报 美国国会图书馆 美国研究单位目录/1425世界各地的学校和大学主页 .uk世界名校目录/clas/american-universities.htmlDialog Industrial Minerals www.nineralnet.co.uk America Ceramics Society / America Mineralogy Database Gem Database Http:/ Materials Research Society Materials Gateway /gateway九、教学内容第一章 绪论一、概念 工业矿物与岩石；矿石；矿物燃料；矿物；岩石；工业矿物与岩石概念的外延二、工业矿物与岩石的特点三、工业矿物与岩石分类 用途分类；工业矿物与岩石的成分-成因分类四、工业矿物与岩石的研究内容五、工业矿物与岩石的研究方向六、主要参考文献七、相关网站本章重点1 工业矿物与岩石的概念2 工业矿物与岩石用途分类3 工业矿物与岩石的（结构）成分-成因分类4 工业矿物与岩石的研究内容思考讨论题1 工业矿物与矿物、工业岩石与岩石的异同点是什么？2 为什么工业矿物与岩石有不同分类方法？第二章 架状硅酸盐 一、石英 1.石英（SiO2）的存在状态 2.石英变体3.石英（SiO2）材料 二、长石 1概述 2. 长石的工艺技术特性3. 长石的用途及质量要求4. 长石作为陶瓷-玻璃原料的作用5长石资源三、沸石 1概述 2. 沸石的结构3. 沸石的工艺技术特性4. 沸石的应用5沸石岩的选矿工艺6. 沸石的化学改性7. 沸石的合成8. 沸石资源本章重点 1. 石英变体2. 长石作为陶瓷-玻璃原料的作用3沸石晶体结构-性能-应用的关系思考讨论题 1. 为什么石英发生多晶转变会影响材料的性能？ 2长石作为陶瓷-玻璃助熔原料的机理？ 3为什么沸石具有分子筛效应和离子交换功能？ 第三章 层状硅酸盐一、云母 1. 概述 2. 白云母：工艺技术特性、应用3. 金云母：工艺技术特性、应用 4 锂云母（鳞云母） 5. 云母资源二、蛭石1. 概述 2. 工艺技术特性：膨胀性；阳离子交换性和吸附性；隔音性；隔热性和耐火性；耐冻性和抗菌性；化学稳定性3. 蛭石的应用：土壤改良；园艺栽培；环境保护；建筑材料；保温材料；畜牧业；药用 4 蛭石资源 三、滑石1. 概述 2. 工艺技术特性：热学性能；电绝缘性能；化学稳定性；吸附性和覆盖性3. 滑石的应用：填料；涂料填料；陶瓷原料；药用滑石 4滑石资源、开采与加工 四、叶蜡石1. 概述2. 工艺技术特性：热辐射性；耐烧蚀性；耐高温性；化学稳定性3. 叶蜡石的应用：陶瓷原料；耐火材料；玻璃纤维原料；填料和载体； 密封材料和反应腔材料；技术陶瓷原料；雕刻彩石、观赏石和印章石原料 4滑石资源与选矿五、高岭石1. 概述2. 工艺技术特性：粒度大小、分布及表面积；颜色和白度；可塑性及粘结性；烧结性及耐火度；吸附性和电绝缘性；化学性质； 3. 高岭石的应用与技术要求：陶瓷原料；造纸原料；橡胶、塑料及油漆填料；耐火材料原料；建筑材料原料炼钢熔剂；合成4A型沸石分子筛原料 4选矿与处理 5研究现状及趋势6资源状况六、蒙脱石1. 概述2. 工艺技术特性：表面电性；膨胀性；悬浮性和造浆性；阳离子交换性和吸附性；热稳定性；可塑性和粘结性 3. 工业应用与技术要求：悬浮剂；冶金工业粘结剂；吸附剂和净化剂；填加剂；稠化剂；工业用粮代用品4膨润土和蒙脱石的改性：钠化；酸化；有机化；Li 化；凝胶化；柱撑七、坡缕石1. 概述2. 工艺技术特性：比表面积；阳离子交换性和吸附性；悬浮性及流变性；催化性；人工改性3. 坡缕石的应用：钻井泥浆原料；稠化剂和稳定剂；吸附剂、脱色剂、净化剂、过滤剂；催化剂；粘结剂和密封剂；填料和调节剂八、海泡石1. 概述2. 海泡石的性质与应用：本章重点 1. 白云母的电学特性2. 蛭石的膨胀性与应用3滑石和叶蜡石成分与应用的关系4高岭石与陶瓷材料5蒙脱石的改性6坡缕石与海泡石的悬浮性与流变性思考讨论题 1. 蛭石的膨胀性与其结构和成分有何关系？ 2为什么高岭石被作为陶瓷材料的原料？3蒙脱石改性处理的目的是什么？4坡缕石与海泡石作为钻井泥浆原料的主要原因是什么？第四章 链状硅酸盐 一、透辉石与透闪石 1. 概述 2. 工艺技术特性与应用：透辉石；透闪石二、硅灰石1. 概述 2. 工艺技术特性 3硅灰石的应用：陶瓷原料；涂料填料；塑料、橡胶填料；建材原料 4合成硅灰石 5硅灰石资源三、石棉（一）角闪石石棉 1概述2工艺技术特性：纤维性与劈分性；力学性能；电学性能；耐酸碱腐蚀性；热学性质；3角闪石石棉的应用：石棉纺织制品；石棉水泥制品；气体和液体净化材料；塑料、橡胶、涂料的填料；橡胶增强材料；涂料填料 （二）蛇纹石石棉 1概述2工艺技术特性：机械强度；热稳定性；电学性质；磁学性质；比表面积；化学稳定性；生物活性；吸附性能；分散成浆性能 3温石棉的应用：石棉水泥制品；石棉纺织品；石棉塑料制品；石棉摩阻材料；石棉沥青制品；石棉接合填料和填塞混合物；石棉保温隔热制品 4石棉的资源与健康本章重点 1. 透辉石与透闪石与陶瓷原料2硅灰石形态与应用的关系3石棉纤维思考讨论题 1. 为什么透辉石与透闪石可以作为陶瓷原料？ 2硅灰石作为陶瓷原料与涂料填料的主要表现有哪些？ 3为什么石棉对人体有害？第五章 岛状硅酸盐（蓝晶石类） 一、概述 二、工艺技术特性 三、蓝晶石类矿物的应用：莫来石耐火材料；不烧耐火材料；陶瓷原料；宝石原料；硅铝合金 本章重点 1. 蓝晶石类矿物高温相变2. 蓝晶石类矿物与耐火材料思考讨论题 1. 蓝晶石类矿物作为耐火材料原料的主要表现有哪些？ 2蓝晶石类矿物对耐火材料物相的贡献是什么？第六章 单质与卤化物 一、金刚石 1. 概述 2. 金刚石的工艺技术特性：光学性质；机械性质；电学性质；热学性质；化学性质 3. 金刚石的用途：宝石级金刚石钻石；工业级金刚石 4金刚石的形成条件、产出状态、资源分布、开采与人工合成 二、石墨1概述2工艺技术特性：耐高温性；吸热性；散热性；导电性；导热性；润滑性；可加工性；涂敷性；化学稳定性；中子减速性能 3石墨的用途：冶金领域；润滑剂；电气工业原料；防腐蚀材料；原子能工业和国防工业原料 4石墨采矿、选矿与资源 三、萤石1概述 2工艺技术特性：光学性质；助熔性；化学性质 3萤石的应用：冶金熔剂；化工原料；建材原料；光学材料本章重点 1. 金刚石的工艺技术特性2. 石墨的热学和电学性质3萤石的助熔性思考讨论题 1. 石墨和金刚石的化学成分都是碳，但为什么它们的性质差别很大？ 2萤石为什么能助熔？第七章 其它含氧盐矿物 一、菱镁矿 1概述2热变化及性质 3应用与要求：耐火材料；制作含镁水泥；提炼金属镁 4资源分布 二、重晶石1概述2重晶石的应用：化工原料；钻探泥浆原料；玻璃原料；化工填料三、石膏和硬石膏1概述 2石膏的煅烧及其变化 3石膏的应用：水泥原料；建材原料；农用原料；填料；药用石膏；化工原料； 4石膏资源本章重点 1. 菱镁矿的热变化及性质2重晶石与钻探泥浆原料3石膏的煅烧及其变化思考讨论题 1. 为什么石膏可用作农用材料？ 2为什么石膏具有胶凝性质？第八章 工业岩石原料 一、霞石正长岩 1概述2霞石正长岩的工艺特性与应用：玻璃原料；陶瓷原料；填料生产氧化铝、碱金属碳酸盐和波兰特水泥；放射性废物处理 3霞石正长岩开发应用中若干问题 4霞石正长岩资源与开发 二、煤矸岩1概念与分类2矿物成分与岩相学3化学成分与物理性质4工业应用与技术要求：供热与发电；煤矸石烧结砖瓦；煤矸石水泥煤矸石混凝土砌块；铸石原料；陶瓷原料Cr 6+的还原剂；5研究现状与趋势三、硅藻土1概述 2化学成分与物理性质3工业应用与技术要求：隔热、隔音材料；过滤剂；填料；催化剂载体；吸附剂；软磨料；防结块剂；4原料加工 5研究现状及趋势 6资源分布本章重点 1. 霞石正长岩的矿物组成及性质2煤矸岩的工业应用3硅藻土的物相组成思考讨论题 1. 为什么霞石正长岩可作为陶瓷原料？ 2煤矸岩开发利用有何意义？3硅藻土的良好性能与物相组成有何关系？第九章 工业固体废物 一、概述 二、粉煤灰的组成：化学组成；物相组成；粉煤灰的颗粒组成三、粉煤灰的物理性质与分级四、粉煤灰的活性五、粉煤灰的应用：粉煤灰水泥；粉煤灰混凝土；粉煤灰加气混凝土；粉煤灰砖；蒸养粉煤灰砖；粉煤灰的农业利用；粉煤灰用于筑路工程；提取有用元素和物质；粉煤灰合成沸石分子筛；本章重点 1. 粉煤灰的颗粒组成2粉煤灰的火山灰活性思考讨论题 1. 粉煤灰的主要物相及作用是什么？ 2粉煤灰的火山灰活性源于何种物相？第十章 晶体光学基础一、晶体光学原理1自然光与偏光2光在固体中的传播特点3光率体4光性方位 二、偏光显微镜1偏光显微镜的构造2偏光显微镜的适用与保养三、单偏光镜下的晶体光学性质1解理与解理夹角2颜色与多色性3边缘、贝克线、糙面与突起四、正交偏光镜间的晶体光学性质1正交偏光镜间的消光现象及消光位2正交偏光镜间的干涉现象五、锥光镜下的晶体光学性质1锥光镜装置及特点2干涉图本章重点 1. 光率体2正交偏光镜间的晶体光学性质3干涉图思考讨论题 1. 偏光显微镜与实体显微镜的区别何在？ 2利用偏光显微镜鉴定矿物的一般程序和方法是什么？ 3干涉图如何形成？实习一 偏光显微镜的结构与使用一、预习内容 晶体光学教材第二章的偏光显微镜的结构、调节与校正。二、实习要求 1了解偏光显微镜的结构、装置、使用和保养方法。 2学会偏光显微镜的一般调节和校正方法。三、实习内容 1由教师结合实物讲解偏光显微镜的结构、使用和保养方法。 2使用中倍物镜（10），调节照明亮度，调节焦距，校正中心及测定视域直径实习二 单偏光镜下解理、多色性、突起等级的观察 一、预习内容 晶体光学教材第三章的解理类型、颜色、多色性，边缘与贝克性的