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非金属矿产概论 资源系 伍刚2013年 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 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 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 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3000 5000美圆 克拉 2 5万元 克拉 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 3 磷的工业要求磷灰 石 岩磷块岩边界品位 P2O5 工业品位 P2O5 可采厚度 米 夹石剔除厚度 米 矿石品级 级品 不需选矿 级品 25 30 不选或洗选 级品 12 25 需选矿 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 KNaMgCl克拉克值2 52 51 870 017超基性岩0 030 5725 90 005基性岩0 831 944 50 005中性岩2 332 180 01酸性岩3 342 170 560 024沉积岩2 280 661 340 016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 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 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 00125 10 61 7 10 40 034超基性岩 0 0048 5 10 50 034基性岩 0 0019 2 10 40 044中性岩 0 0015 2 4 10 40 08酸性岩 0 0027 1 5 10 40 03沉积岩 0 01 0 0176 10 56 6 10 40 045碱性岩 0 01 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 B2O3 盐湖硼矿床 B2O3 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 5 10 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 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 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 0660 065超基性岩 0 010 0001基性岩 0 0370 03中性岩 0 050 065酸性岩 0 08沉积岩 0 050 08 二 原料来源Ba 独立的钡矿物来源 重晶石 BaSO4 毒重石 BaCO3 本斯顿石 Ba6Ca7 CO3 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 三 一般工业要求F 萤石含量 含萤石岩石3 5 低品级矿石15 35 中品级矿石35 75 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10 90 综合矿石中重晶石含量5 70 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 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 三 工业要求玻璃配料 45 50 Al2O3 18 Fe2O3 0 2 SiO2 70 陶瓷釉陶 20 25 建筑陶瓷 8 12 电工技术 9 11 研磨材料 钾肥 高铝矿物 蓝晶石Al2O SiO4 硅线石Al AlSiO5 红柱石Al2 SiO4 蓝线石Al7 BO3 5 SiO4 3黄玉Al2 F OH 2 SiO4 冶金耐火材料 玻璃 陶瓷工业 菱镁矿 MgCO3 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 第五章应用物性及化学成分一 滑石 叶蜡石滑石 Mg3 Si4O10 OH 2 叶蜡石 Al2 Si4O10 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 二 硅灰石 橄榄石1 硅灰石 Ca Si3O9 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 2 橄榄石橄榄石 Mg Fe 2 SiO4 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 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 KAl2 OH F 2 AlSi3O10 金云母 K Mg Fe 3 OH F 2 AlSi3O10 含铁量不能高 要低 要不然就变黑云母了 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2900 3300V金云母3300 4000V0 5 白云母4900V金云母4600 6100V热稳性 白云母耐热强度500 600 金云母耐热强度1000 化学稳定性 机械强度 原料类型 解离面积 4 边长比1 1 1 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 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 Si4O10 石棉 防火 熔点1450 1550 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1100 1300 现在为了环保不让开采 主要与岩浆热液有关 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 10 10 10 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 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 5 刚玉刚玉 Al2O3 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 6 压电及光学石英石英 SiO2 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 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 3850 50 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 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 矿床成因 岩浆 热液 变质 沉积成因 二 非晶质体1 玉髓玉髓 SiO2 块状构造的非晶质的SiO2 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 2 玛瑙玛瑙 具有纹带构造的非晶质SiO2 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 3 琥珀琥珀 古树脂 化石 4 孔雀石孔雀石 Cu2 CO3 OH 2 常含有 CaO Fe2O3 SiO2 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 Cu3 CO3 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 5 绿松石绿松石 CuAl6 OH 8 PO4 4 5H2O 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5 6 密度2 8 2 9g cm3 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 6 欧泊 贵蛋白石 欧泊 贵蛋白石 SiO2 nH2O 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 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 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 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 CaSO4 2H2O 颜色 白 灰 黄 淡天蓝 玫瑰红等 硬度 2 硬石膏 CaSO4 颜色 白 灰 紫 淡天蓝 玫瑰红等 硬度3 3 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 三 矿床类型蒸发沉积 岩浆 热液型 硬石膏 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