长石和石英矿的特点及其分离的重要意义

长石和石英矿的特点及其分离的重要意义长石（ffeldspar）是架状铝硅酸盐矿物，其主要成份包括所少，Al/）3.K*X阻0、CaO等，含钾，钠，钙和少量据等诚金属或碱土金属』在地壳上广泛分布，大约占地壳总矿物含量的一半「分别分布于岩浆岩，变质岩及沉积岩中，比例依次为60%.30%10%分布，当长石在矿床中富集到一定程度时，即可能被开采成为工业矿物自然界长石纯矿物含量其实不多，多数长石与矿物（石英.云母、霞石.角闪石，金红石等）共生，其中有害杂质主要为云母（尤其是黑云母），铁的化合物.金红石、角闪石等自然界中存在三大系列长石，一系列为碱性长石系：高温条件下，钾长石与钠长石完全类质同相形成；二系列为斜长石系：由钠长石和钙长石连续类质同相形成；三系列为领长石系：钥长石，副锂长石.锲钠长石及银长石.长石类质同像的化学组成可以表示为OrxAbyAiv（x+y+^100）,其中Or、Ab和An分别代表KAlSiaOJ钾长石）、NaAlSigOH钠长石弹CaAl2Si2O5（钙长石）三种组分叫图1・1所示为长石的OAt>An体系成分范围［叫这两种类质同相系列的矿物组成和特性分别见表1-1及表1・2・火山告期 （时，陆岩〈低丑）相图1-1Or-Ab-An体系三元长石的成分范围表1-1碱性长石系列矿物分类及特性u问名称晶系晶形Ab含信/%生成温度/C赋存矿床透长石单斜短柱状、厚板状可达50>900〜950喷出岩、浅成岩正长石单斜短柱状、厚板状可达30650〜900侵入岩、变质岩微斜长石三斜短柱状、板状可达20<650伟晶岩、变质岩表1-2斜长石系列矿物分类及特性〔冈名称An含量/%赋存矿床属性钠长石0〜10伟晶岩、细碧岩、片岩沉积岩中的自生矿物酸性更长石10〜30花岗岩、伟晶岩、流纹岩等斜长石中长石30〜50闪长岩、斜长岩、石英黑云母苏长岩中性斜长石拉长石50〜70辉长岩、斜长岩、玄武岩碱性斜长石培长石70〜90角闪辉长岩、玄武岩钙长石90〜100角闪辉长岩、层状杂岩长石晶体的基本结构单元为四面体，每个结构单元均由四个氧原子围绕一个硅原子或铝原子，且每两个相邻四面体共用一个氧原子，连接成三维的架状骨架，而骨架内大的空隙，由大半径的碱或碱土金属阳离子配衡，在单斜晶系长石中以8配位，而在三斜晶系中以9配位。长石几种常见的形态见图1・2⑶，几种常见的双晶如图1・3所示⑶。图1・2几种常见的长石形态左起依次为:正长石（板状）、正长石（柱状）、透长石、肖钠长石bb图1.3长石中几种常见的双晶长石的应用相当广泛，涉及玻璃工业、陶瓷工业和肥料工业等，主要由于是其特有的物化性质和工艺特性：长石比重范围为2.56-2.76；莫氏硬度波动于6^.5,性脆，抗压强度较高；颜色因种类不同而多样；熔点范围较宽，波动于1100〜130俨C,与AI2O3比更易麻化学稳定性好，不易受其酸、碱的腐蚀（高浓度H2SO4和HF除外）；由于长石在与硅酸盐共融时起助融作用，因此常作为助摇剂应用于玻璃和陶瓷胚釉业，同时还具有降低烧成温度的作用；长石的解离特性导致其易于碾碎【制；易磨且可展性好。（二）石英特性石英，其主要成分是二氧化硅，化学成分为SiOz，属于架状硅酸盐结构，[SiO4]4-四面体彼此共用四个顶点，Si02晶体中Si和0的配位数分别为4和2,形成立体网络结构。石英有多种晶形，且皆为三维网络结构。图14显示出a-方石英的晶体结构，SF+的排列方式与金刚石结构完全相同，在距离最近且完全等距离的每2个、产之间插入0气构成了a-方石英的晶体结构㈣。♦5 Oo7图1«4a.方石英的晶体结构石英晶体属于六方晶系的氧化物矿物，多为半透明或不透明。呈六方柱状晶体产出的为低温石英，其由两个菱面体单形所形成，柱面含有横纹，常含有少量杂质成分（如AI2O3、CaO、MgO等），具有稳定的物理性质和化学性质，是一种矿产资源。由于不同的粒度、颜色、包裹体等可生成多种变种。石英形态不同主要由不同温度和压力所致，但其决定了石英的应用。图1-5所示为石英的形态变化，石英各种稳定形态见表1・3。表1-3石英各种稳定形态形态比晶体形态稳定条件磷石英（Tridymite）2六角形870度以上方石英2立方体1470度以上石英(quartz)(p)2斜六面体570度以上石英(quartz)(a)2正六面体表面的柯石英（Coesite）2单斜晶大于20KB超石英(Stishovite)4正方晶大于80KB石英是二氧化硅天然矿物的主要矿物组分，是热力学稳定晶形，又称a•石英，属三方晶系，呈长柱形、粒状或致密块状；高温下晶质石英的变体即B•石英，属六方晶系，呈细小粒状。石英的比重因晶型不同而存在差异，于2.22〜2.65之间变动；莫氏硬度为7,性脆，无解理，贝壳状断口；断面具玻璃光泽或脂肪光泽，常呈无色或乳白色半透明状态；熔点1750*0,沸点2230C；具有稳定的化学性质，是一种不与酸反应的酸性氧化物，水溶性差，不与水反应。SiO2的性质不活泼，它一般不卤素、卤化氢和氢卤素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用

（氟、氟化氢和氢氟酸除外）；具有非可塑性；在高温中，可与粘土生成的莫来石晶体，因而常被作为制白釉的原料，以增强瓷器的机械强度、化学稳定性及坯体的半透明性。HPtridymite磷石英140012001CXX>800600400HPtridymite磷石英140012001CXX>800600400200BcristobaHto方石英0.0 102030405060706000 100压力Pressure(kbar)aquartz石英•zr•-a图1・5石英的形态变化图1.1.2长石和石英矿的矿产类型（一）长石矿的矿产类型1、 矿床的成因类型凹依据长石矿床的成因类型，可将长石矿床类型分为两大类：第一类长石矿床为伟晶岩型，是最主要的成因类型，长石主要巢中在伟晶岩的长石块体带或分异单一的长石伟晶岩中，其围岩多为片麻岩，主要由沉积变质而成，或者为混合岩化片麻岩。花岗岩体、基性岩体或其接触带上也可以生产长石矿脉。第二类长石矿床为岩浆岩型，在酸性、中酸性及碱性岩浆岩中生成，其中以碱性岩为主，主要矿床包括霞石正长岩和霞石正长斑岩，次要矿床有花岗岩、白岗岩矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。2、 矿床的工业类型圆一般地，长石矿床按矿石组成可分为四类，钾钠长石或碱性长石、斜长石、碱土长石及条纹长石。目前，伟晶岩型长石矿在国内外己开始大量开采利用，同时开采的还包括少数风化花岗岩、细晶岩、热液蚀变矿床及长石质砂矿。按分类标准：矿床的岩石属性、矿脉结构及矿石的物质组分，我国长石矿床类型见表14表1-4我国长石矿床类型矿床类型工业用途实例弱分异型纯长石矿床临通、旺苍以钾长石为主，玻璃、陶瓷、化白云母-石英-钾长闻喜、新泰、伟晶分异型工、研磨等工业原料.石矿床海城岩型交代型白云母•石英•钠长石矿床以钠长石为主，玻璃、陶瓷等工业原料湖南衡山酸性岩花岗岩、白岗岩陶瓷、玻璃代用原料湖北随州岩浆中性岩正长岩、石英正长陶瓷、玻璃代用原料北京岩型碱性岩岩霞石正长岩、霞石正长斑岩♦陶瓷、玻璃代用原料凤城、安阳、南江3、矿产的分布情况国外长石矿产分布情况据美国矿业局统计，长石在世界上的储量约为10亿吨，主要出产国有30多个，主要包括意大利、中国、土耳其、美国、加拿大、泰国、德国、法国、挪威、日本和印度等问。国内长石矿产分布情况我国具有丰富的长石矿资源储备，全国A+B+C级的保有储量为4083万吨,拥有十多个保有储量的矿点，已开发利用的长石矿床未超过总量的一半，未开发的长石矿分布较广，主要在山西、辽宁、安徽、山东、湖南、云南、陕西、甘肃和新疆等地回。(-)石英矿的矿产类型硅质原料主要分为两类：岩矿类和砂矿类。岩矿类可分为石英砂岩、石英岩和脉石英三类；砂矿类可分为石英砂、含长石石英砂和含粘土石英砂等类别。硅质原料矿物种类很多，主要矿物为石英，杂质矿物主要包括各类长石岩屑、重矿物以及云母、绿泥石和粘土矿物等，因地区的差异一般硅质原料的化学成分亦存在很大的区别。硅质原料作为一种非金属矿工业原料，在地球表面分布很广泛，储量很丰富。世界上石英分布广泛，主要分布国家包括美国、加拿大、澳大利亚、印度、德国、俄罗斯等〔向。我国亦具有丰富的硅质原料资源，广泛分布于全国20个省、市、自治区，但分布不均匀，大部分石英砂矿床集中在新疆、四川和内蒙古〔炯，在二迭系、泥盆系和前震旦系等地层中的。我国目前已发现184处石英矿产，主要分布地新疆27处、四川88处以及内蒙古11处，分别占全国储量的67%、11.4%及8.6%,其余54处分别分布在全国其他各地，包括河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、云南、西藏、青海及陕西等地。其中江苏东海、内蒙通辽、八一西都阳湖、河北滦县雷庄和陕西汉中等地的石英矿质量较好、规模较大，已大量开采利用。近年来，部分储量大、质量好的硅质原料矿产已经在陆续开放利用，主要地区包括广东、广西和海南等。1.1.3长石和石英分离的重要意义在地壳中，长石和石英这两种造岩矿物分布均很广泛，储量丰富，用途很多，可应用于建材、玻璃陶瓷、电子电器及耐火材料等诸多领域。随着国民经济的快速发展，各产业均调整结构，对长石石英的需求量大大提高，同时各行业对长石石英原料的质量标准也不断提升。目前，我国对长石和石英的开采利用主要集中在各地优质长石石英矿床，大量中低品级矿床并未得到有效的开发利用，这主要与现阶段选矿技术的发展有关。长石和石英同属于架状硅酸盐矿物，结构相似导致它们的物理性质及化学组成等相同，而且两者常以共生体状态出现于自然界中，或伴生在一起，或作为脉石矿物与其他多种有用矿物共生。对长石石英矿物的进行系统的浮选研究，