硅酸盐矿物精品课件

1、硅酸盐矿物第1页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.1 石英及石英岩石英石(quartz rock)亦称硅石指符合工业标准的石英砂岩、石英岩和脉石英等。石英砂又称硅砂，指符合工业要求的天然生成的石英砂及由石英石粉碎加工的各种粒级的矿砂(人造硅砂)。石英石和石英砂均以石英为主要成分，一般通称为硅质原料。第2页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六石英蔷薇石英石英砂石英玻璃坩埚第3页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 石英是石英石与石英砂的主要矿物组分，化学成分为SiO2，石英有8种类质同象变种，常见为-石英(即低温石英)，简称石英，

2、乳白色或无色，半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度2.65，其电学、热学和某些机械性均具有明显的异向性。17l0-1756时熔化，冷却后即变为石英玻璃。石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂中矿物含量变化较大，以石英为主，其次为长石、云母、岩屑、重矿物、黏土矿物等。石英矿石中，除二氧化硅以外的各种组分工业上均视为杂质，尤以铁质危害最大。4.1.1 矿石性质与矿物结构第4页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.1.2 应用领域及技术指标要求第5页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第6页，共167页，2022年，5

3、月20日，1点27分，星期六粉碎、分级分为干式和湿式干式：直接粉碎、煅烧后粉碎和砂岩自磨湿式：湿碾-淘洗、棒磨-磁选4.1.3 加工技术第7页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六选矿提纯洗矿-除去粘土、杂质等，擦洗除去风化的长石重选-除去铁等重矿物，分级磁选-除铁浮选-石油磺酸盐，浮铁；胺类捕收剂（PH=3-4 ），浮云母；氢氟酸作调整剂，浮长石化学提纯-除铁等金属。常用：酸、碱、气态HCl4.1.3 加工技术第8页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六表面改性表面涂覆：涂覆树脂（酚醛树脂或呋喃树脂）-用于铸造砂、油井钻探冷涂覆：树脂+砂混匀，加溶剂（酒精

4、、丙酮或糠醛）-搅拌、挥发，干燥、粉碎、过筛热涂覆：砂加热（120-160）+树脂并混匀+乌洛托品（催化剂），搅拌，+硬脂酸钙（防结块），搅拌，粉碎、过筛4.1.3 加工技术第9页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六表面化学改性：橡胶、塑料填料改性剂：硅烷偶联剂（如氨基硅烷、环氧基硅烷、三甲基硅烷、甲基硅烷等）。带-RO官能团，水解产生硅醇基，-R基可降低表面自由能，提高与高聚物基料的相容性。改性工艺：a、湿法混合b、干法混合4.1.3 加工技术第10页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.1.3 加工技术如图：淄博黑山玻璃生产工艺流程产品：玻璃餐具主

5、要矿物原料：石英砂、硼砂等熔化后的玻璃料液通过机械人将玻璃料液取出，送入自动行列机进行压制成型。原料入库配 料熔 化制作成型退温炉退火检验包装质检入库销 售煤气发生炉废气、噪声废玻璃粉尘煤炭采购粉尘、炉渣天然气废气、噪声第11页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六长石(feldspar)是钾、钠、钙及钡等碱金属和碱土金属的铝硅酸岩矿物，其主要化学成分为SiO2、A12O3、K2O、Na2O、CaO。是重要的造岩矿物。4.2 长石及霞石正长岩4.2.1 矿石性质与矿物结构第12页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六长石斜长石钠长石钠长石第13页，共167页

6、，2022年，5月20日，1点27分，星期六第14页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六霞石正长岩(nepheline-syenite)是最常见的似长石矿物，其化学组成为Na3KAl4Si4O16。天然霞石中一般都含有钾，通常钠和钾含量比为3：1。其密度为2.52.7gcm3，莫氏硬度5.56，六方晶系，有明显和不完整的解理，贝壳状断口，玻璃光泽，有时为乳白光泽，通常为白、黄、绿、粉红等颜色。霞石正长岩是一种SiO2不饱和的过碱性中性岩浆，它以其SiO2不饱和、A12O3和碱质含量高为特征。第15页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.2.2 应用领域

7、及技术指标要求第16页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第17页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.2.3 加工技术1)长石 从矿物学的观点来看，目前长石来源主要有伟晶岩、白岗岩、细晶岩、风化花岗岩、长石质砂等几种岩石。对不同来源的长石矿，一般采用如下的选矿加工方法。 第18页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六伟晶岩产出的优质碱长石 手选 破碎水碾分级成品风化花岗岩中的碱长石 破碎磨矿分级浮选（除铁、云母；石英、长石分离） 干燥 成品细晶岩中的碱长石 破碎磨矿筛分磁选干燥 成品半风化花岗岩破碎磨矿分级浮选（用胺浮云母用磺酸盐浮

8、铁矿物用胺浮长石） 干燥成品四种常见流程流程复杂，成本高生产工艺落后，产品质量不高成本高，有污染，可满足彩色玻壳产品需求流程很复杂，成本高第19页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.2.3 加工技术如图：淄博某建筑墙面砖生产工艺流程主要矿物原料：长石、透辉石、滑石等第20页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六废气残次品切割后用于装修焦油经多级沉淀去水循环池废气收尘收尘煤气发生炉原料配料系统球磨干燥塔压制成型水煤浆炉检验包装入库待售釉 烧施釉素 烧酚水炉渣收尘废坯废品废品除尘器热烟气烘干脱硫塔脱硫塔炉渣冷净煤气去原料车间废气热烟气磨边废水磨边泥及干磨收

9、尘除尘、捕焦外卖除尘器除尘器废烟气废气煤炭煤炭外卖废气外卖素坯烘干废气废石膏外卖第21页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六高岭石(ka0linitc)(土)主要由小于2m的微小片状或管状高岭石族矿物组成。高岭石族矿物共有高岭石、地开石、珍珠石、0.7nm埃洛石、1.0nm埃洛石等五种，属11型层状硅酸盐，层间为氢氧键连接。4.3 高岭石4.3.1 矿石性质与矿物结构第22页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第23页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第24页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第25页，共167

10、页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.3.2 应用领域及技术指标要求第26页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六高岭土产品及用途第27页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第28页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六包括选矿提纯、超细粉碎、煅烧和表面改性。4.3.3 加工技术第29页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六软质高岭土和砂质高岭土工艺如图：选矿提纯漂白剂：硫代硫酸钠（常用硼氢化钠产生）、连二亚硫酸钠、亚硫酸锌等漂白机理：第30页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六硬质高岭土

11、或高岭岩杂质少：磨矿、分级少量砂质：磨矿、分级除杂含铁高：干式磁选、湿式磁选、化学漂白煤系高岭土：煅烧第31页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六超细粉碎除了白度、纯度等指标外，为了满足铜版纸、涂布纸及纸板以及高档油漆涂料、塑料和橡胶制品等对高岭土产品的技术要求，部分优质高岭土，粒度及其分布是至关重要的指标，部分优质高岭土，尤其是硬质高岭土或高岭岩还要进行超细粉碎加工。第32页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六硬质高岭土或高岭岩硬质高岭土或高岭岩干式d9010m湿式d902m， d802m第33页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六

12、研磨法：研磨剥片机、搅拌磨、砂磨机等挤压法：压力突变。加压到20-60MPa化学浸泡法：尿素、联苯胺、乙酰胺等第34页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六煅烧第35页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六煤系煅烧高岭土第36页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 淄博市某煤系高岭土生产硫酸铝工艺检验硫酸计量反 应沉降、分离中 和中控分析结 晶分析计量包装成品检验硫酸铝产品矿坑水预处理冷凝水封闭处理洗渣废水煤系共伴生耐火粘土耐火粘土软化处理硫酸铝废渣蒸 发粉碎硫磺熔硫槽焚硫炉转化吸收烟气SO2吸收饱和蒸汽提升运输破碎磨细矿坑水生产水泥添加

13、剂酸雾吸收余热转化液体SO2烟气排放第37页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六表面改性改性原因：高岭土粉体表面带有羟基和含氧基团，具有酸性；经过煅烧加工后的高岭土酸性更强；比表面积较大、表面能较高；与有机高聚物的相容性差。改性目的：高岭土粉体经过表面改性后，能达到疏水、降低表面能、改善其分散性和与高聚物基料的相容性，以达到提高塑料、橡胶等高聚物基复合材料综合性能的目的改性方法：化学包覆改性剂：硅烷偶连剂、有机硅（油）、硅树脂、有机酸等。化学包覆第38页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六膨润土(bentonite)是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土岩，常含

14、少量的伊利石、高岭石、沸石、长石和方解石等矿物，一般呈白色、灰色、粉红色、黄色、褐黑等多种颜色；具油脂光泽、蜡状光泽；断口为贝壳状或锯齿状；其形态常呈土状隐晶质块体，有时呈细小鳞片状、球粒状；硬度2-2.5；密度2-2.7g/cm3；性软有滑感，吸水膨胀，最大吸水量可为其体积的815倍。4.4 膨润土（蒙脱石）4.4.1 矿石性质与矿物结构第39页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六膨润土的主要化学成分为SiO2、A12O3、H2O、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、TiO2等。根据膨润土中所含的可交换阳离子的种类、含量和结晶化学性质等，又将膨润土分为钙基膨润土

15、、钠基膨润土等类型。 Na Ca1为钠基膨润土 Na Ca 1为钙基膨润土钠基膨润土膨胀性、阳离子交换容量、水中分散性好、黏性、润滑性、热稳定性等更好。触变性、热湿拉强度和干压强度也较好，所以钠基膨润土性能更好，利用价值更大。第40页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六性能：分散悬浮性、触变性、流变性、吸附性、膨润性、可塑性、黏结性、阳离子交换性等用途：可用作黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色剂、澄清剂、填充剂、吸附剂、化工载体等应用领域：广泛应用于石油、冶金、化工、铸造、建筑、塑料、橡胶、涂料、轻工、环保等。4.4.2 应用领

16、域及技术指标要求第41页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第42页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第43页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第44页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.4.3 加工技术目前，膨润土的加工技术主要是提纯改型活化改性(有机土制备)。交联(制备柱撑蒙脱石) 复合第45页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六提纯干式：湿式：第46页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六改型钙基膨润土钠基膨润土干法湿法加Na2CO3锂基膨润土制备：钙基膨润土+碳

17、酸锂Li+置换Ca2+、Mg2+，钙蒙脱石锂蒙脱石 ZCa+2Li+ ZLi2+Ca2+Z-带负电荷的硅酸盐骨架第47页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六活化(制备活性白土) 为满足食品、化工、环保、石油等应用领域的要求，提高天然膨润土吸附性能，必须对其进行活化，经活化后的膨润土称为活性白土，颜色为灰白、粉红或白色。活化产品种类有粉状活性白土和粒状活性白土等，原则生产工艺基本相同，一般分为以下几道工序。 原料准备、酸化（用H+交换钙离子）、洗涤、过滤、干燥、磨粉。流程见图4-4后半部分。 活性白土质量指标主要有活性度、脱色率或脱色力、游离酸、粒度、水分、机械夹杂物等。 活

18、性度反映了可交换H+和游离酸的量； 脱色率反应了吸附作用的大小。第48页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六改性(制备有机膨润土) 用有机铵置换蒙脱石中的阳离子：湿法、干法、凝胶法湿法：干法：凝胶法：第49页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六交联(制备柱撑蒙脱石)机理：将大的有机或无机阳离子（锆、铝、铬等）柱化剂或交联剂引入蒙脱石层间，像柱子一样撑开黏土的层结构，并牢固地连在一起。特点：大孔径、大比表面积、微孔量高、表面酸性强、耐热性好等原料浸泡提纯改型交联洗涤干燥焙烧成品第50页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六复合以膨润土为主

19、要原料与有机聚合物或聚合物单体反应形成复合材料。防水毯和防水板聚合物/蒙脱土纳米材料第51页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六伊利石(illite)是一种层状硅酸盐云母类黏土矿物，又称之为水白云母， 含有结构水和多量的吸附水， 化学式为KAl2(Al，Si)Si3O10(OH)2nH2O ，单斜晶系，多呈鳞片状块体，颜色为白色、灰白色、浅灰石、浅黄绿色；新鲜(矿石)硬度1，采出后多变为152；油脂光泽，微半透明，贝壳状断口，密度为3，不具膨胀性及可塑性，耐热程度不高，在500700失去化合水，750全脱水，伊利石品体结构遭破坏。4.5 伊利石4.5.1 矿石性质与矿物结构

20、第52页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.5.2 应用领域及技术指标要求第53页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第54页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.5.3 加工技术目前，伊利石的选矿方法主要有人工拣选、浮选等。浮选除去黄铁矿漂白除去褐铁矿等染色矿物，提高白度。草酸、硫代硫酸钠。与石英分离：粒度大小不同 。片状，小于0.2mm第55页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 滑石(telc) 属层状硅酸盐，是一种含水硅酸镁矿物。理论化学式为Mg3Si4Ol0(OH)2或者3MgO4SiO2H2O。其

21、理论化学组成为MgO31.68，SiO263.47, H2O 4.75。常见的伴生矿物有绿泥石、蛇纹石、菱镁矿、透闪石、白云石等。滑石常为白、线绿色、微带粉红、浅灰色，含杂质越多颜色越深。单斜晶系，矿石常呈片状、纤维状以及致密块状。珍珠光泽或油脂光泽，莫氏硬度1，密度为2.7g/cm3左右，滑石受热时有明显的热效应，在120200 时失去吸附水，600时失去部分结构水，直到1050时结构水全部脱出。4.6滑石4.6.1 矿石性质与矿物结构第56页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.6.2 应用领域及技术指标要求性能： 绝缘性、耐热性、化学稳定性、润滑性、吸油性、遮盖力、

22、机械加工等用途： 造纸、塑料、橡胶、电缆、陶瓷、涂料、建材、医药、化妆品等第57页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.6.2 应用领域及技术指标要求第58页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六不同用途的性能指标见P91-94第59页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.6.3 加工技术 (1)选矿提纯 1）浮选 由于滑石的天然可浮性好，烃类油捕收剂即可浮选。常用的捕收别是煤油，浮选油作起泡剂。1次粗选、1次扫选、2-4次精选即可2）手选 国内大部分滑石矿山常用手选生产高级滑心块。3）静电选矿 在静电场中滑石带负电荷，菱镁矿带正电

23、荷，而磁铁矿和磁流铁矿均为良导体，因而在电场中很容易分开。第60页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4）磁选 滑石精矿除要求具有一定的细度外，还要具有一定的白度。用磁选除去含铁矿物。采用湿式磁选可使滑石精矿含铁量从4-5降到1以下。5）光电检选 光电检选是利用滑石和杂质矿物表面光学性质的不同而分选的方法。6）选择性破碎和筛分第61页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六(2)细磨与超细磨: 干式第62页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六(3)表面改性：用作聚丙烯、尼龙等高聚物基复合材料的增强填料。增加亲和性、提高分散状态。常用改性剂

24、：表面活性剂、石蜡、钛酸脂、锆铝酸盐偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯等改性工艺：干法 (4)煅烧：黑滑石资源。有机碳。锻烧温度一般为6001200，在此温度范围内，温度越高，煅烧后滑石的白度越高，煅烧白度最高可达90以上。第63页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六叶蜡石(Pyrophylite)是一种含水的铝硅酸盐，化学式为A12 Si4O10 (OH)2，其中A12O3的理论含量为28.3，SiO2为66.7，H2O 5.0。莫氏硬度1.25；密度2.65g/cm3；熔点1700；颜色呈白、灰白、浅绿、黄褐等；珍珠或油脂光泽；性韧、有滑腻感；条痕白色；不透明或半透明；结构为片

25、状、放射状集合体。主要共生矿物是石英、高岭石、水铝石，其次是黄铁矿、玉髓、蛋白石、绢云母、伊利石、明矾石、水云母、金红石、红柱石、蓝晶石、刚玉、地开石等。4.7叶蜡石4.7.1 矿石性质与矿物结构第64页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 商业上的叶蜡石与滑石、皂石没有严格的界限，这是因为它们在外观、性质、结晶构造上相似，又有大致相同的应用领域所致；在化学组成上，叶蜡石和高岭土族矿物很相似，都是含水的铝硅酸盐，但叶蜡石在水中无膨胀性和可塑性，吸水性差，结构稳定；而高岭石族矿物吸水性强，具有膨胀性和可塑性。第65页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.

26、7.2 应用领域及技术指标要求用途：基本与滑石类似产品性能见P97第66页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.7.3 加工技术（1）选矿提纯 1）破碎磨矿：选择性破碎筛分可提高品位 2）手选（光电选）：光性和色泽较明显 3）重选：密度差不大，实际是筛分分级 4）磁选：除铁 5）浮选：浮出杂质，杂质种类不同，浮选工艺也不同 6）化学提纯：漂白（2）超细粉碎：干法、湿法第67页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六（3）表面改性作用：提高叶腊石表面与橡胶、塑料的浸润性和化学亲和力第68页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第69页，共1

27、67页，2022年，5月20日，1点27分，星期六（4）用于人工合成金刚石0.5-1MPa，1000-2000高温合成叶腊石块合金片碳片第70页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.8 云母云母（mica）是一种含钾、镁、铁、锂等元素的层状结构硅酸盐矿物，是一种分布很广的造岩矿物，包括白云母（KAl 2AlSi3O10OH2）、金云母、锂云母、黑云母等。常见伴生矿物有黄铁矿、石榴子石、电气石、绿柱石、玉髓、长石、石英等理论上白云母可剥分为1.0nm、金云母的薄片性能：绝缘好、电阻大、抗电弧、耐电晕、薄片化等。用途：广泛用于无线电、航空、电机、电器工业及现代尖端科学技术。云

28、母粉主要制造绝缘板材，还在塑料、染料、橡胶、电缆、电焊条等行业广泛应用。4.8.1 概述第71页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六云母云母片金云母云母粉第72页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六云母结构中二维薄片之间靠分子力松散连接，层间距为1nm，薄片间较易剥分。一般可将其剥分成径厚比大，片层极薄的薄片。目前先进的层状单元矿物粉碎剥磨技术，可剥成小于含50-100层的片体，片层厚度可小于100nm，获得在一维方向上具有纳米尺寸的天然二维纳米薄膜材料。同时云母具有显著的光吸收现象，从而屏蔽紫外光性能，另外还具有微波吸收特性以及催化性质。大径厚比的云母

29、片是制备功能性珠光颜料的前提。第73页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.8.2 云母的选矿技术片状云母： 手选、摩擦选（斜板分选机）、形状选（筛网形状不同）碎云母： 浮选、风选剥片细磨和超细磨表面改性：有机表面包覆、无机表面包覆第74页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六浮选技术 酸性介质中（PH3.5）采用阳离子（胺类 ）捕收剂（预先脱泥、硫酸调浆） 碱性介质中采用阴离子捕收剂（采用碳酸钠和木质磺酸钙作调节剂，pH值8.0-10.5） 联合浮选法(酸性阳离子和碱性阴离子法联合)回收碎云母的有效方法浮选粒度上限20目,适于处理入选物料中含有矿泥第7

30、5页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六酸性阳离子回收云母工艺图促使粘性矿泥的分散和去除20目圆筒筛获得高质量粗粒云母第76页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六碱性法回收云母工艺图富集和废弃大部分石英、褐铁矿和重矿物第77页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六联合法回收云母工艺图第78页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 石棉(asbestos)是一种可剥分为柔韧的细长纤维的硅酸盐矿物的总称。按其成分和内部结构，通常分为蛇纹石石棉和角闪石石棉。 主要成分：SiO2，MgO等4.9 石棉4.9.1 矿石性质与矿物

31、结构第79页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第80页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.9.2 应用领域及技术指标要求性能：纤维状、可纺性，隔热、耐低温、耐酸、耐碱、绝缘、防腐等 温石棉用途：石棉纺织制品、制动制品、密封制品、建筑或水泥制品、保温制品、沥青制品和石棉增强塑料制品等。在机械、交通、化工、冶金、建筑、电力等工业被广泛用作传动、制动、密封、衬垫、耐热、防火、保温、防热、绝缘、防腐及建筑材料、路面材料和填料等。在国防和航天工业中也有许多用途。蓝石棉还可作过滤材料。铁石棉多用作轻质绝缘和建材。第81页，共167页，2022年，5月20日，1

32、点27分，星期六第82页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.9.3 加工技术（1）选矿-常用富集方法：筛分分选、风力分选矿石准备部分：破碎、筛分、干燥及预先富集等作业。 选别工艺流程：破碎揭棉，回收石棉粗精矿，粗精矿的除尘、除砂及纤维分级作业。第83页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六（2）表面改性 改性剂：硅烷偶联剂（3）尾矿综合利用 选矿比 26-28第84页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 硅灰石(wollastonite)是一种钙的偏硅酸盐矿物化学分子式为CaSiO3，理论化学成分为CaO 48.3，SiO251.7

33、。其中的Ca常被Fe、Mg、Mn、Ti、Sr离子置换，形成类质同象体。硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶系硅灰石和单斜晶系硅灰石，一种高温象变体，通称假硅灰石。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石。4.10 硅灰石4.10.1 矿石性质与矿物结构第85页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 低温三斜晶系硅灰石为链状结构，晶体常沿Y轴延伸成板状、杆状和针状；集合体呈放射状、纤维状块体，甚至微小的颗粒仍保持纤维状的习性；3，硬度4.5-5，熔点1544溶于酸，加盐酸煮沸可产生絮状硅胶，热膨胀小，烧失量低、有良好的助熔性。第86页，共167页，2022年，5月2

34、0日，1点27分，星期六4.10.2 应用领域及技术指标要求第87页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.10.3 加工技术（1）选矿人工拣选 磁选：硅灰石基本不显示磁性浮选：氧化石蜡皂浮方解石；或胺类混浮硅灰石和其他硅酸盐再用阳离子、阴离子除其他硅酸盐杂质磁浮联合：主要去除铁质矿物和方解石、石英等（2）表面改性用于塑料、橡胶、尼龙等，增加与有机高聚物的相容性常用改性剂：硅烷、钛酸酯、铝酸酯、表面活性剂等第88页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六透辉石(diopsite)、透闪石(trcmolite)都是含钙镁链状硅酸盐矿物。4.11 透辉石与透闪石

35、4.11.1 矿石性质与矿物结构第89页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第90页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.11.2 应用领域及技术指标要求透辉石、透闪石具有低熔点、易于干燥、烧成温度低及吸水率低等特点，还可以一次挂釉速烧成型，是一类节约能源、降低成本的新型陶瓷原料。透辉石和透闪石主要用于陶瓷、微晶玻璃及铸石的生产。还用作塑料和橡胶的增强填料及油漆涂料的填料和颜料。目前为止，国家有关部门尚未制定统一的透辉石和透闪石产品质量标准。一般来说，白度较高、杂质较少(尤其是Fe2O3含量低于1.5的透辉石和低于1.0的透闪石)产品利用价值较高，应用

36、领域较广。第91页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.11.3 加工技术粉碎：浮选：反浮选去除石英、方解石、黄铁矿等。较少采用。 磁选：除铁矿物第92页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.12 蓝晶石类矿物 4.12.1 概述蓝晶石类矿物包括红柱石、蓝晶石和硅线石，三者的化学成分均为Al2SiO5，属于同质多相变体。按矿物晶体化学分类，蓝晶石和红柱石属于岛状结构硅酸盐矿物，而硅线石属于链状结构的硅酸盐矿物。第93页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六在三种矿物晶体中，Si全部为四配位，并以SiO4四面体形式存在。在两个Al3+

37、中，一个均呈AlO6八面体的形式配位，而另一个Al3+在三种矿物中与氧的配位数不同：在红柱石中呈五配位，形成AlO5多面体，在蓝晶石中呈六配位，构成AlO6八面体，而在硅线石中呈四配位，构成AlO4四面体。在自然界中常见到硅线石与红柱石共生，硅线石与蓝晶石共生，少见到红柱石与蓝晶石共生，三种矿物共生的情况更为罕见，这与三种矿物与生成的物理化学条件有关。第94页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六应用领域与技术指标用途：耐火度高。该类矿物在冶金、建材、陶瓷及其他工业部门得到了广泛应用，除用于耐火材料外，如高铝蓝晶石水泥耐火度高达成1650C，还可以用来制备硅铝合金和金属纤维，

38、这些材料通常为制造汽车、宇宙飞船和雷达的特殊部件。主要生产国为美国、俄罗斯、印度、南非、加拿大、澳大利亚等，绝大多数厂家建有选矿厂。我国对蓝晶石类矿物的选矿研究始于20世纪70年代末。第95页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.12.3 加工技术 （1）选矿提纯主干流程：磁选回收或除铁；脱泥磨矿后脱除小于20-30微米的细泥；重选选出粗粒蓝晶石，提高产品中粗粒比例；浮选选出细粒蓝晶石。根据矿石性质，有时需反浮选（浮杂质）。蓝晶石在酸性介质中浮选时，最佳pH值为3.5-4.5(用硫酸和HF调节)，捕收剂为石油磺酸钠。在中性和碱性介质中浮选时，最佳pH值为6-8(用碳酸钠和

39、氢氧化钠调节)，捕收剂为脂肪酸及其皂类，如油酸、氧化石蜡皂等，抑制剂为水玻璃、乳酸或蚁酸等。第96页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六硅线石精矿除铁试验1 酸浸除铁 2 磁选除铁 与酸浸除铁相比，磁选除铁具有明显的优越性。无污染、成本低、可以保证精矿产率等。第97页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六美蓝晶石矿业公司东岭选矿厂流程印度含云母的蓝晶石石英岩选矿流程南非粗粒红柱石选矿流程蓝晶石类矿石选矿工艺流程实例第98页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六蓝晶石选矿工艺流程实例第99页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，

40、星期六江苏韩山蓝晶石矿浮选工艺流程第100页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六鸡西夕线石矿选矿工艺流程第101页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六硅线石生产莫来石及制品第102页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六蛭石(vermiculite)是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，外形似云母，通常为黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。蛭石的化学式为(Mg，Ca)0.7(Mg，Fe，A1)6.0(A1，Si)8.0(OH48H2O)。 33，熔点1320-1350，抗压强

41、度100-150MPa。4.13 蛭石4.13.1 矿石性质与矿物结构第103页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六性能：蛭石具有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸水、吸音等特性，在800-1000下焙烧0.5-1min，体积可迅速增大815倍，最高达30倍。颜色变为金黄或银白色，变成一种质地硫松的膨胀蛭石。主要用途：建材保温、隔热、吸音。其他用途见表4-58、4-594.13.2 应用领域及技术指标要求第104页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六表4-58第105页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六表4-59第106页，共167页，20

42、22年，5月20日，1点27分，星期六4.13.3 加工技术选矿 杂质：辉石、方解石、金云母、黑云母、长石、石英、蛇纹石人工拣选：风选：扬场机 水选：粉碎焙烧河流漂浮（不环保）浮选：第107页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六膨胀蛭石的生产预热：烘干水分。煅烧：850-1000，立窑、管式窑、回转窑冷却：急冷请同学画出工艺流程图膨胀蛭石制品：水泥、水玻璃、沥青、石棉、石灰等膨胀蛭石制品。第108页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六珍珠岩(perlite)是一种火山喷发的酸性熔岩经急剧冷却而成的玻璃质岩石。 珍珠岩矿石呈黄白、肉红、暗绿、灰、褐棕、黑灰

43、等色，以灰白-浅灰为主；断口呈参差、贝壳、裂片状，条痕白色，碎片及薄的边缘部分透明或半透明；莫氏硬度5.5-7；密度cm3；耐火度1300-1380；折射率；膨胀倍数4-25倍。珍珠岩矿石的一般化学成分为SiO268-74，A12O311-14，Fe2O30.5-3.6，CaO0.7-1.0，K2O 2-3，Na2O 4-5，MgO0.3左，H2O 2.3-6.4。4.14 珍珠岩类矿石4.14.1 矿石性质与矿物结构第109页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第110页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.14.2 应用领域及技术指标要求第111页

44、，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第112页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.14.3 加工技术膨胀珍珠岩破碎 、筛分： 0.15-1mm预热： 400-450焙烧： 1250-1300 包装第113页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六膨胀珍珠岩制品1）水泥膨胀珍珠岩制品第114页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六2）水玻璃膨胀珍珠岩制品第115页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六3）沥青膨胀珍珠岩制品？第116页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4）乳化沥青

45、膨胀珍珠岩制品憎水处理就是将本来亲水的物料处理为水难于附着的工艺技术，用于憎水处理的化学品一般是表面张力低的聚硅氧烷或氟碳类高分子聚合物 第117页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六5）珍珠岩助滤剂6）炸药密度调节剂950250-300第118页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六沸石(zeolite)是沸石族矿物的总称，是一种架状含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物，主要有浊沸石、片沸石、辉沸石、毛沸石、丝光沸石、菱沸石、钠沸石、钙十字沸石、方沸石等。到目前为止，全世界发现天然沸石34种，中国已发现的天然沸石有斜发沸石、丝光沸石、碱菱沸石、钙十字沸石等十多

46、种。大量应用的是斜发沸石和丝光沸石。沸石的密度为3，莫氏硬度5-5.5，无色，有时为肉红色和其他浅色. 4.15 沸石4.15.1 矿石性质与矿物结构第119页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六沸石的化学组成十分复杂，因种类不向有很大差异。例如，斜发沸石的化学式为： (Na,K,Ca)2-3 A13(Al,Si)2Si13O36 12H2O；沸石的结构水和一般结构水(OH)不同，由于其作为水分子存在，在特定温度下加热、脱水后结构不破坏，原水分子的位置仍留有空隙，形成海绵一样的晶格结构，具有将水分子和气体再吸人空隙的特性。沸石的独特结构佼其具有独特的物化特性，主要有离子交换

47、性、吸附分离性、催化性、化学稳定性、可逆的脱水性、电导性等。另外，沸石还有一种包胶气体的特性，即温度升高时沸石空腔变大而进入分子冷却时进人的分子被截留，截留的组分以很高的密度长期保存，直到加热释放。第120页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.15.2 应用领域及技术指标要求第121页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.15.3 加工技术粉碎分级-选矿：很少进行分选，难以分离。常粉碎后脱泥焙烧：500，急冷改型：改性剂常用酸（H型浮石）、Na盐（Na型浮石），提高吸附性能第122页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六海泡石(s

48、epio1ite)是一种富镁纤维状硅酸盐黏土矿物。根据其产出形态特征，大体可分为土状海泡石(或称之为海泡石黏土)和块状海泡石，常与凹凸棒石、蒙脱石、滑石等共生。海泡石届斜方晶系或单斜晶系，颜色多变，一般呈淡白或灰白色，具丝绢光泽，有时呈蜡状光泽；条痕呈白色不透明，触感光滑且粘舌；莫氏硬度一般在2-2.5之间；体质轻，密度为2.2g/cm3,收缩率低,可塑性好，溶于盐酸。4.16 海泡石和凹凸棒石（自学）4.16.1 矿石性质与矿物结构第123页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六凹凸棒石(attapulite)，又名坡缕石，为单斜晶系，凹凸棒石黏土的颜色视杂质的情况可呈现白

49、色、浅灰色、浅绿色或浅褐色。沉积成因的凹凸棒石一般为致密块状或土状。热液成因的凹凸俸石产于岩石的裂隙中，呈皮革状外貌，质地柔软。凹凸棒石黏土在含水的情况下具有高的可塑性，在高温和盐水中稳定性良好，密度小，一般为3，莫氏硬度23。第124页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六海泡石的矿物结构与凹凸棒石大体相同，都属链状结构的含水铝镁硅酸盐矿物。在链状结构中也含有层状结构的小单元。第125页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六海泡石的单元层孔洞可加宽到0.38-0.98nm，最大音可达0.56-1.10nm，可容纳更多的水分子(沸石水)，使海泡石具有比凹凸棒

50、石更优越的物理、化学性能和工艺性能。海泡石比表面积和孔体积很大(理论总表面积可达900m2g，孔体积0.385m1g)，故有极强的吸附、脱色和分散等性能。在常温常压下，海泡石吸附的水比其本身质量大2-3倍。 海泡石的热稳定性好，在400以下结构稳定，400-800脱水为无水海泡石，800以上才开始转化为顽火辉石和方英石；耐高温性能可达15001700。第126页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.16.2 应用领域及技术指标要求第127页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第128页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.16.3

51、 加工技术选矿提纯破碎分级、重选、离心、选择性絮凝改性海泡石的挤压加工、酸活化、煅烧表面改性第129页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 锆英石(zircon)为正硅酸锆，分子式为ZrSiO4，是含锆矿物中最常见的一种。自然界中纯的锆英石不多见，大多含有铬或铁、铝、钙等杂质。锆英石矿床分为脉矿和砂矿两种类则。砂矿又可分为冲积砂矿、残积砂矿和海滨砂矿，其中海滨砂矿具有工业价值。 海滨砂矿矿石砂颗粒均匀，呈浑圆状，有用矿物大部分已单体解离。大部分重矿物为锆英石、钛铁矿、独居石、金红石、锡石等，有时还有微量贵金属。脉石矿物以石英、长石为主，其次是电气石、绿帘石、角闪石、辉石和石

52、榴石等，粒度多数小于200目。4.17 锆英石4.17.1 矿石性质与矿物结构第130页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第131页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.17.2 应用领域及技术指标要求性能：高熔点、耐酸碱、高硬度；用途：耐火材料、陶瓷、提取ZrO2第132页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.17.3 加工技术选矿提纯超细粉碎：球磨。磨矿介质-鹅卵石、氧化锆球工艺：锆英石精矿球磨离心分级絮凝浓缩喷雾干燥磁选主要除钛铁矿第133页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.18石榴子石 石榴石是

53、对一组物理性质和结晶习性相同的石榴石族矿物统称，是一种岛状结构的铝（钙）硅酸盐，分为氧化铝系和氧化钙两大类。石榴石的化学成分变化较大，一般化学式为A 3 B 2 SiO43 ，其中A=Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+等，B=Al3+、Fe3+、Cr3+等。产地不同，其化学组分差异很大。 石榴石一般呈大小不等的结晶颗粒，具有硬度适中（）、熔点高（1170C-1280C）、化学稳定性好、无毒、惰性和角砾性等特点，密度为，折射率为，颜色不一，有紫红、血红、暗红、褐红、红褐、鲜绿、黑色等，呈油脂光泽，一般不透明。4.18.1 石榴石的基本特征第134页，共167页，2022年，5月20日，1点2

54、7分，星期六成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2V2O3ZrO2含量37.7112.3211.6337.500.210.290.050.11某钙铁石榴石电子探针成分分析结果第135页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六主要用于喷砂、敷涂磨料、抛光或精磨、水过滤、水力射流切割、修建公路和机场跑道、装饰建筑物外观，以及用作中低档宝石和精密仪器轴承等。在以上基础上，又开发了一些新用途，如用作钻井泥浆的加重剂。有利于岩屑悬浮，有利于带出岩屑，从而提高钻进速度。1.2 石榴石的用途主要用途：研磨材料第136页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六 我

55、国石榴石资源丰富，除分布于变质岩中之外，还广泛分布于许多金属矿的矿体和围岩中。如鞍钢弓长岭铁矿、大冶有色金属公司铜矿等，这些金属矿矿体中石榴石的平均含量均高于原生石榴石矿床的工业品位，是具有巨大利用潜力的伴生资源。 石榴石有弱磁性及密度大的特点，宜采用强磁选后重选获得精矿。 我国生产石榴石的传统流程:破碎、磨矿后经人工多次淘洗及分级得到成品，由于没有除脉石工艺及磁性设备，因此产品质量很差。4.18.3 我国石榴石资源的特点及传统选别工艺第137页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第138页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六第139页，共167页，20

56、22年，5月20日，1点27分，星期六4.18.4 石榴石矿物的选择性磨碎现象及应用级别/mm产率单体解离度石榴石含量+1.00.658590-1.0+0.80.468590-0.8+0.257.119592-0.25+0.17517.449585-0.175+0.07441.429570-75-0.07432.929565-70合计100.0094.8874.61第140页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六永平铜矿浮选尾矿矿物组成及相对含量 石榴子石主要为钙铁石榴子石，少数为钙铝石榴子石。尾矿中石榴子石大部分已单体解离，连生体主要与石英共生，少数与黄铁矿共生。4.18.

57、5 永平铜矿浮选尾矿石榴石选矿工业实践矿物名称含量矿物名称含量矿物名称含量石英38赤褐铁矿5.3云母6.8石榴子石31黄铁矿2.0方解石2.3钛铁矿1.0透辉石5.4长石3.5白钨矿0.1黄铜矿0.4第141页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六产品名称产率品位回收率铜钨粗精矿7.2139.509.89石榴子石中矿21.7566.2048.98尾矿71.0417.1041.33给矿100.0029.40100.00螺旋溜槽预选抛尾试验结果第142页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六磁选回收石榴子石试验结果产品名称产率石榴石含量石榴石回收率强磁精矿45.

58、0796.3069.30强磁尾矿54.9335.0030.70给矿100.0062.60100.00第143页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六重选(摇床)回收石榴子石试验结果第144页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六产品回收方法CaOAl2O3SiO2Fe2O3CuSWO3石榴子石强磁26.313.1635.9028.790.060.020.05摇床27.012.8736.1328.940.130.760.04石榴子石精矿多元素分析结果第145页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.18.6 石榴石磁重联合分选流程重 选磁

59、选重 选给 矿磨 矿 -200目72.4%磁选精矿重选精矿重选中矿重选尾矿磁重联合流程第146页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六产物产率石榴石品位回收率磁选精矿3.845.020.25重选精矿55.7094.6068.92重选中矿20.1278.2420.59重选尾矿20.3338.5010.24磁重联合流程回收石榴石试验结果第147页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六4.18.7 石榴石浮选回收 采用油酸、油酸皂、氧化石蜡皂及十二烷基磺酸钠均可浮选石榴石。浮选石榴石时，考虑的主要问题是石榴石与方解石的分离，因为二者可浮性相近。第148页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六不同酸性水玻璃用量下石榴石的浮选指标第149页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六不同浮选温度下石榴石的浮选指标捕收剂：油酸第150页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六小结：一粗三精且精一开路情况下的生产指标精矿品位98.02%，回收率85.44%第151页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六内蒙某石榴石矿的重磁重联合分选流程4.18.8内蒙石榴石回收工业实践第152页，共167页，2022年，5月20日，1点27分，星期六产