非金属矿产概论-伍刚

1、非金属矿产概论资源系：伍 刚2013年1 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。2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

2、等等； ： ：3二、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。42004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

3、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30005000美圆/克拉，2.5万元/克拉。52006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

4、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。62009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

5、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。7三、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； 8 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

6、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。 9 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%102、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）

7、；113、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。124、硫的工业要求 边界品位：8% 工业品位：12% 矿石品级： 35% 级品 2535% 级品 1225% 级品13 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

8、很多，主要利用的是磷块岩、磷灰石。142、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。 153、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 2530%（不选或洗选） 级品 1225% （需选矿）16三）、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 （%） K Na Mg Cl克拉克值 2.5 2.5 1.8

9、7 0.017超基性岩 0.03 0.57 25.9 0.005基性岩 0.83 1.94 4.5 0.005中性岩 2.3 3 2.18 0.01酸性岩 3.34 2.17 0.56 0.024沉积岩 2.28 0.66 1.34 0.016 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。172、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

10、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。18 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：0.0012 510-6 1.710-4 0.034超基性岩：0.0048 510-5 0.034基性岩： 0.0019 210-4 0.044中性岩： 0.0015 2.410-4 0.08酸性岩： 0.0027 1.5 10-4 0.03沉积岩：0.01-0.017 610-5 6.610-4 0.045碱性岩： 0.0119二、原料来源 盐类矿床、泻湖、湖泊卤水、含硼地下水、

11、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 510%20 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。21四、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

12、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。22 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： 0.066 0.065超基性岩： 0.01 0.0001基性岩： 0.037 0.03中性岩： 0.05 0.065酸性岩： 0.08沉积岩： 0.05 0.08 23二、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

13、等。F: 萤石类、磷灰石类、冰晶石。24三、一般工业要求F：萤石含量：含萤石岩石 35% 低品级矿石 1535% 中品级矿石 3575% 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 1090% 综合矿石中重晶石含量 570% 25四、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、26 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、

14、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。 27三、工业要求玻璃配料：4550%；Al2O318%, Fe2O30.2%, SiO270%陶瓷釉陶：2025%建筑陶瓷：812%;电工技术：911%研磨材料：钾肥：28高铝矿物：蓝晶石 Al2OSiO4 硅线石 Al AlSiO5 红柱石 Al2 SiO4 蓝线石 Al7BO35 SiO43 黄玉 Al2(F,OH)2SiO4 冶金耐火材料、玻璃、陶瓷工业29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。30 第五章 应用物性及化学成分一

15、、滑石、叶蜡石 滑 石 （Mg3Si4O10(OH)2） 叶蜡石 (Al2Si4O10(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31二、硅灰石、橄榄石 1、 硅灰石 （CaSi3O9） 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322、橄榄石 橄

16、榄石 ：(MgFe)2SiO4 ；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。33 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)2AlSi3O10) 金云母 (K(Mg,Fe)3(OH,F)2AlSi3O10) 含铁量不能高，要低，要不然就变黑云母了。34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.

17、15 白云母 29003300V 金云母 33004000V 0.5 白云母 4900V 金云母46006100V热稳性：白云母耐热强度 500600 金云母耐热强度 1000化学稳定性：机械强度： 35原料类型：解离面积4（边长比1:11:3）； 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。362、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)8Si4O10) 石棉 :防火，熔点14501550，并具有高的碱和弱的酸稳定性。角闪石石棉：具

18、有高碱和酸稳定性，由于该石棉种类较多，所以，熔点11001300。 现在为了环保不让开采。 主要与岩浆热液有关 373、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：101010 。 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。384、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。395、刚玉 刚玉Al2O3，高硬度，高化学、物理稳定

19、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。406、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。41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

20、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。42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

21、臭剂）、土壤优化保墒；造纸、包装材料、橡胶、塑料等填充剂；等等。43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。442、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。453、琥珀 琥珀古树脂（化石）。464、孔雀石 孔雀石Cu2CO3 (OH)2，常含有：CaO、Fe2O3、SiO2、 MnO。翠绿

22、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（Cu3CO32(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）。475、绿松石 绿松石CuAl6(OH)8PO445H2O ，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56，密度2.82.9 g/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）。486、欧泊（贵蛋白石） 欧泊（贵蛋白石）SiO2nH

23、2O，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。497、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）。 508、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。51 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CaSO42H2O；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33.5 。 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。52三、矿床类型 蒸发沉积、（岩浆）热液型（硬石膏）。53 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、