非金属矿产概论伍刚

非金属矿产概论伍刚第一页，共五十八页，2022年，8月28日

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。第二页，共五十八页，2022年，8月28日各行各业、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；：：第三页，共五十八页，2022年，8月28日二、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。第四页，共五十八页，2022年，8月28日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。第五页，共五十八页，2022年，8月28日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。第六页，共五十八页，2022年，8月28日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。第七页，共五十八页，2022年，8月28日三、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；

第八页，共五十八页，2022年，8月28日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。第九页，共五十八页，2022年，8月28日

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%第十页，共五十八页，2022年，8月28日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）；第十一页，共五十八页，2022年，8月28日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。第十二页，共五十八页，2022年，8月28日4、硫的工业要求边界品位：≥8%

工业品位：≥12%

矿石品级：＞35%Ⅰ级品

25—＜35%Ⅱ级品

12—＜25%Ⅲ级品第十三页，共五十八页，2022年，8月28日

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。第十四页，共五十八页，2022年，8月28日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。

第十五页，共五十八页，2022年，8月28日3、磷的工业要求磷灰（石）岩磷块岩边界品位（P2O5％）：５—６８—１２工业品位（P2O5％）：８—１１１２—１５可采厚度（米）０．７—２０．７—２夹石剔除厚度（米）１—２１—２矿石品级：Ⅰ级品＞３０％（不需选矿）

Ⅱ级品≥25—30%（不选或洗选）

Ⅲ级品

≥12—25%（需选矿）第十六页，共五十八页，2022年，8月28日三）、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。第十七页，共五十八页，2022年，8月28日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。第十八页，共五十八页，2022年，8月28日

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：0.01-0.0176×10-5

6.6×10-40.045碱性岩：0.01第十九页，共五十八页，2022年，8月28日二、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：Ⅰ级＞11%

（不需选矿）

Ⅱ级＞5—10%第二十页，共五十八页，2022年，8月28日

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。第二十一页，共五十八页，2022年，8月28日四、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。第二十二页，共五十八页，2022年，8月28日

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

第二十三页，共五十八页，2022年，8月28日二、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。第二十四页，共五十八页，2022年，8月28日三、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%第二十五页，共五十八页，2022年，8月28日四、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、第二十六页，共五十八页，2022年，8月28日

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。

第二十七页，共五十八页，2022年，8月28日三、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：第二十八页，共五十八页，2022年，8月28日高铝矿物：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、陶瓷工业第二十九页，共五十八页，2022年，8月28日菱镁矿（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。第三十页，共五十八页，2022年，8月28日

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、石英等第三十一页，共五十八页，2022年，8月28日二、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：＜250万吨第三十二页，共五十八页，2022年，8月28日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。第三十三页，共五十八页，2022年，8月28日

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。第三十四页，共五十八页，2022年，8月28日应用物性：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：

第三十五页，共五十八页，2022年，8月28日原料类型：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。第三十六页，共五十八页，2022年，8月28日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

第三十七页，共五十八页，2022年，8月28日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。第三十八页，共五十八页，2022年，8月28日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。第三十九页，共五十八页，2022年，8月28日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。第四十页，共五十八页，2022年，8月28日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。第四十一页，共五十八页，2022年，8月28日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。第四十二页，共五十八页，2022年，8月28日矿床类型：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。第四十三页，共五十八页，2022年，8月28日矿床成因：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。第四十四页，共五十八页，2022年，8月28日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。第四十五页，共五十八页，2022年，8月28日3、琥珀琥珀—古树脂（化石）。第四十六页，共五十八页，2022年，8月28日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）。第四十七页，共五十八页，2022年，8月28日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）。第四十八页，共五十八页，2022年，8月28日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。第四十九页，共五十八页，2022年，8月28日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）。

第五十页，共五十八页，2022年，8月28日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。第五十一页，共五十八页，2022年，8月28日

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