应用矿床学课件

1、 应应 用用 矿矿 床床 学学 概概 论论 第一章第一章 总总 论论 应用矿床学的概念应用矿床学的概念应用矿床学分类应用矿床学分类 矿床开发历史简介矿床开发历史简介矿床在开发及应用中的几种情形矿床在开发及应用中的几种情形矿床应用基本方法矿床应用基本方法 、步骤、步骤1.1 应用矿床学的概念应用矿床学的概念 研究矿床开发应用及其经济价值的学科，称为应用矿床学。主要研究矿床的应用类型、应用指标、应用途径、应用方法、开发理论及其如何适应市场的问题。 应用矿床学是探讨矿床在工业、农业、建筑、制造、能源、医疗、饮食、艺术等方面的应用，显然，这样的研究内容具有重要的实际意义。 矿床地质学矿床勘查与评价应用

2、应用矿床学矿床学冶金业制造业材 料 及 加工业自然基础学科矿产品经济及市场方面应用矿床学与其它学科的关系应用矿床学与其它学科的关系 采矿学选矿学1.2 应用矿床学分类应用矿床学分类 矿床应用分类是在矿床成因学研究的基础上，总结矿床在社会上的广泛应用情况，依据开发应用领域进行的分类。 不同于矿床的工业类型（针对单矿种 ），矿床应用类型是根据矿床的开发、应用及其经济价值等方面来进行分类。它不是针对单矿种而进行的分类。 矿床应用分类表矿床应用分类表(王思源1996） 除了上述分类之外，我们也应了解我国的主要成矿区带，如我国东部中生代大规模成矿作用的几个主要区带有： 1、小秦岭-熊耳山钼-钨-金矿带；

3、 2、胶东大型金矿集区（累计探明黄金储量已超过900T，年产黄金约28T）； 3、长江中下游地区铜-钼-金-铁成矿带； 4、西秦岭金成矿区； 5、华北克拉通北缘金-钼-铜-铅-锌成矿带； 6、大兴安岭南段银-铅-锌-锡成矿带； 7、华南地区铜-铅-锌成矿区（德兴、永平等）； 8、南岭钨-锡-稀有成矿带； 9、滇黔桂金三角区的金-银和铀矿带。1.3 矿床开发历史简介 一、古代社会一、古代社会 （一）原始社会（约距今500万年公元前4000年） 据研究，大约在40万年前的旧石器时代，人类就开始应用某些非金属。例如用火石、石英、燧石、黑曜岩、石英岩、石灰岩等做工具、取火、垒墙等，从而积累了有关石材的

4、种类、性能及应用方面的知识。 距现在约2万年左右，古人用赤铁矿、孔雀石等作颜料，绘制大量壁画等，如在法国及西班牙就发现了这样的壁画。 约1万年左右的新石器时代，磨制石器取代了打制石器。新石器晚期制陶业兴起，说明人类已掌握了粘土性质及应用方法。 （二）奴隶社会在公元前40002000年间，即所谓“金石并用时代”。据记载，金在公元前3100年左右就得到了应用，最初可能作为护身符佩带，后来作为宗教信仰物，再后来就成为财富和社会地位的标志。约在公元前3000-2000年，人类用粘土制陶、烧砖、加工石材、进行建筑等，如公元前2700年的金字塔即是例证。 公元前1800年左右，进入“青铜器时代”，炼出硬度

5、是纯铜的23倍的铜锡合金。中国商代用青铜铸造了大型钟鼎。 铁的广泛运用大约出现在公元前1200年，至公元前800年，人类进入“铁器时代”。 （三）（三） 封建社会封建社会 多种金属及非金属得到了应用。如金、银、铜、铁、各种宝玉石、煤等。 宝石、玉石的开采、加工、制造成为当时工匠的一大行业，其工艺产品为上层人物所居有。 以粘土为原料的陶瓷工艺首推中国，景德镇的瓷器在当时即远销欧洲及南洋。 元初，意大利人马可.波罗在东方见闻录中记述：“中国的燃料，既非柴，又非草，而是一种黑色石头。” 。 明代李时珍著本草纲目中，载医药矿物160种，注明了产地及用途，划分了金、玉、石、卤四类。 金、银、铜、铁、锡、

6、铅、锌、汞是封建时代采冶的八大金属。 二、现代社会二、现代社会 国家的经济富强是以矿产资源为基础。 资本主义的兴起靠大机器生产，大机器本身就来自矿产原料，何况它加工、制造的主要对象也是矿产品。工业时代的兴起极大地加快了人类对矿产的需求，第二次世界大战后，消耗的矿产资源远远超过战前。 人们发现，铜、铁消耗速度比人口增长速度快得多。如西方工业革命的第一个世纪，即18121912年间，人口增长3倍，铜耗量却增长80倍，铁100倍。 M.K.Hubbert曾对世界石油资源与使用年限做过预测，按此预测，若原油资源13,500亿桶，至2020年将消耗90。于是，必须研究并开发其它能源。（出现了危机感） 1

7、.4 矿床在开发及应用中的几种情形矿床在开发及应用中的几种情形 （一）单一论（一）单一论 所谓单一论是指矿床可被单独应用，即单用途论。例如玉石矿只作为工艺品的原材料。这种单一论有时是由于矿床本身的特点所决定的，如矿床为单矿种、单成因或其产品只具有唯一的用途等等。 单一论指出了矿床开发、应用的主要方向。 应该说，这是矿床在开发应用的早期阶段所具有的特征，需在今后研究其新的用途。 （二）调配论 两个或两个以上的矿床或矿种的调配使用，这是由矿床及矿产品的性质所决定的。原因有： 1、某矿床缺少某种物质或剩余某种物质，这就需两矿床配合使用，例如，景德镇制瓷，就是由几个地方的高岭土矿混合制成。是因为单个地

8、方的高岭石矿，其土质要么太硬，要么太软。 2、矿种的调配使用可改变产品的机械性能，如“合金”的性能就与各单金属的机械性能明显不同。 （三）相似论 依据矿种间各种性质的的相似性，对矿种进行相互替代而制成产品。这种相似性主要是化学性质和物理性质上的相似性。 1、利用化学成分的相似性，例如分析表明，人骨与牙齿的无机成分为氢氧磷灰石Ca10(PO4)(OH) 2，医学上就用磷灰石制成牙骨填补料，植入牙床，可获得很好的医疗效果（日本，1985）（中国上海）。 2、利用物理特征相似性。用储量丰富的矿物代替另一种物理性质类似、但含储量不足的矿物，这在矿产品的生产中是常见的情形。 （四）仿效论 观察异常效果，

9、进而分析异常原因，再进行产品仿制。 例如1911年坠落于西伯利亚通古斯地区的陨石周围，树木生长速度较别处快2倍，于是用与陨石相同的元素Br、As、Hg、Pb、Zn、Ag等制成人造陨石肥料，经试验，马铃薯增产50，玉米、小麦、甜菜增40。 （五）系统论 破除“单打一”，实行综合开发。应对矿床进行综合评价，对矿石进行综合分析，以便综合利用，应打破金属与非金属矿单一开发的界线。例如大冶铁矿的铁、铜、铅、锌、硫铁矿、大理石、石灰岩等的综合评价与开发就是很好的例子。（六）优选论 在矿床开发中，对不同品级的矿石或矿物应采用优质优用，优质优价。应避免“大材小用”。例如大理石可作石材，但其中某些若用于制造装饰

10、品，其价值将会猛增。 （七）拓新论 向新领域开拓，获取新原料，制取新产品。 1、不局限于某些矿种或矿石的传统用法，应拓宽新路子，探索新用途。例如作为耐磨材料的金刚石，在日本视为最有希望的新一代半导体芯片。 2、对于原视为废石的物质，需研究其应用价值。例如石英脉型金矿床中，对晚期不含金及硫化物的乳白色石英脉，经过选矿、提纯，所得石英砂，可供作玻璃原料。 1.5 矿床应用基本步骤与方法矿床应用基本步骤与方法 矿床开发应用的矿床开发应用的基本步骤是：开采、运输、破矿、选矿、提取、加工。 一、采矿一、采矿 1.露采与坑采：矿床中矿体埋藏浅，则用露天开采，如铜录山铜矿床的采掘；如果矿体埋深大，则需坑采。

11、对于同一矿区内不同产状、不同埋深的矿体可用不同的方法开采，如大冶铁矿区，就采用了露采与坑采两种方法。 2.机采与手采：不怕破碎的大型原生矿体，可用机器开采；对于珍贵的宝石矿，可借助锤、钎等手段。 三、选矿三、选矿 选矿的一般程序是：将矿石（大块）压碎手选破碎过筛富选。 常用富选法（选精矿）如下： 1.磁选：磁选：用磁选机，利用矿物颗粒间的磁性差异将其中的不同成分进行分离。主要用于铁矿物与其它物质的分离。 一般来说，经焙烧后，铁矿物磁性增大，而不含铁的矿物则无磁性。然后就可以用磁选法将它们分开。如菱铁矿经焙烧加热到400560时的化学过程为：3FeCO3=Fe3O4+2CO2+CO2重选（重力选

12、矿）：重选（重力选矿）：利用矿物间比重不同，在运动的介质中将它们进行分选。介质有水、空气、重液（无机盐水）等。生产中用得最多的介质是水。用于重选的设备主要有：摇床、溜槽、跳汰机、离心机等。 3浮选：浮选：利用矿物表面物理化学性质的差异，在高分散的已基本解离的矿物悬浮液中，在浮选药剂作用下，使其中一种或一部分矿物能选择性地粘着在悬浮液的气泡中，被浮至液面，另一部分矿物仍留在悬浮液内。将液面上的泡沫刮去，以实现矿物分离。 浮选法适用于：1、弱磁性铁矿石（含石英）、菱锰矿矿石、钛铁矿矿石；2、磁选精矿的再选，进一步提高精矿品位；3、与黑色金属矿物伴生的硫化铜、硫化铁、硫化钴、萤石、稀土矿物和磷灰石等的综合回收。 所用设备有搅拌式浮选机及充气式浮选机。 4电选：电选：在高压电场中利用矿物的电性差异使之分离的方法。 所用设备有静电电选机、电晕电选机、复合电选机等。 5手工精选：手工精选：专业人员对矿石进行分选，包括借助放大镜、双目镜于实验室手选。 一般适用于宝玉石、贵重矿物等等。四、提取四、提取有用物质自精矿中提取主要有如下方法： 1火法：火法：是在高温下将矿石或矿砂熔融而提取有用组分的化学方法。包括干燥（去水）、焙烘（去碳酸盐）、煅烧（氧化）、烧结（成块）、熔炼和蒸馏（分解）、氧化精炼（提纯）等。 2水法：水法：使用各种溶剂，从粉碎的矿石中通过溶解而提出有用组分的方法。