《常見有用礦物》培訓(xùn)課件

礦石學(xué)基礎(chǔ)（第二版）2.1礦物的分類及命名2.1.1礦物的分類2.1.1.1礦物的工業(yè)分類礦物的工業(yè)分類是根據(jù)礦物的不同性質(zhì)和用途進(jìn)行劃分的。⑴金屬礦物類⑵非全屬礦物類2.常見有用礦物2.1.1.2礦物的成因分類礦物的成因分類是從礦物成因的角度來研究礦物的特點(diǎn)，以便找出它們之間的分布規(guī)律。⑴內(nèi)生成因礦物：是黑色金屬、有色金屬、稀有稀土金屬等礦產(chǎn)資源的主要來源。⑵外生成因礦物：是在低溫、低壓條件下進(jìn)行的。根據(jù)礦物形成時(shí)外力地質(zhì)條件的不同，可、分為風(fēng)化型礦物和沉積型礦物。⑶變質(zhì)成因礦物：原來形成于內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用的礦物，后來受到變質(zhì)作用，又可形成相應(yīng)種類和特點(diǎn)的新礦物。2.常見有用礦物2.1.1.3礦物的晶體化學(xué)分類礦物的晶體化學(xué)分類是以礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)為依據(jù)的礦物分類法。晶體化學(xué)分類的體系和原則：①大類，化合物類型和化學(xué)鍵相同或相似的礦物歸為一個(gè)大類，如含氧鹽大類等。②類，在大類范圍內(nèi)，把具有相同陰離子或絡(luò)陰離子的礦物歸并為一個(gè)類。如含氧鹽大類中的硅酸鹽類等。③亞類，在某些類中，若礦物中的絡(luò)陰離子在結(jié)構(gòu)上有所不同時(shí)，可再分為亞類。如硅酸鹽類中的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類等。2.常見有用礦物④族，在同一個(gè)類或亞類中，將化學(xué)成分類似晶體結(jié)構(gòu)相同的礦物，劃分為一個(gè)族。如架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類中的長(zhǎng)石族等。⑤亞族，若族過大，則可根據(jù)陽離子的種類劃分出亞族。如長(zhǎng)石族中的鉀鈉長(zhǎng)石亞族、斜長(zhǎng)石亞族等。⑥種，具有一定晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的礦物定為一個(gè)礦物種，如正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等。它是礦物分類的基本單位。⑦亞種，亦稱變種或異種。屬于同一個(gè)種的礦物，因在次要成分或物性等方面，稍有差異者，劃分為某一礦物的亞種。2.常見有用礦物2.1.2礦物的命名礦物命名有各種不同的依據(jù)，主要有以下幾點(diǎn)：①以化學(xué)成分命名②以物理性質(zhì)命名③以晶體形態(tài)命名④以成分及物理性質(zhì)命名⑤以晶體形態(tài)及物理性質(zhì)命名⑥以地名命名⑦以人名命名2.常見有用礦物2.2自然元素礦物在自然界能以元素單質(zhì)形式產(chǎn)出的礦物，稱為自然元素礦物。目前已知的自然元素礦物約有90種，約占地殼總重量的0.1％。2.常見有用礦物表2-1能形成自然元素礦物的元素組成自然元素礦物的元素有金屬、半金屬和非金屬元素。金屬元素主要為R族元素Ru、Rh、Pd、0s、Ir、Pt和Cu、Au、Ag等；半金屬元素為As、Sb、Bi；非金屬元素主要為C和S。這些元素之所以能呈單質(zhì)形式產(chǎn)出，有的是由于化學(xué)性質(zhì)的惰性，如Au、Pt等；有的雖然化學(xué)性質(zhì)比較活潑，但它們?cè)谶m當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)條件下，易于從化合物中還原出來，如Cu、Ag等。自然元素礦物的晶格類型有3種，即金屬晶格、原子晶格和分子晶格。由于晶格類型的不同，所以表現(xiàn)出礦物的物理性質(zhì)亦各不相同。2.常見有用礦物2.3硫化物及其類似化合物礦物硫化物是金屬或半金屬元素與硫結(jié)合而成的天然化合物。硫化物礦物已發(fā)現(xiàn)的有300多種，其重量約占地殼總重量的0.15％。2.常見有用礦物表2－3

形成硫化物及其類似化合物的元素硫化物的化學(xué)組成中，陰離子主要是S，有少量Se、Te、As等。陽離子主要是銅型離子以及過渡型離子，其中主要是Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni等，它們與S、Se、Te、As等有明顯的親和力，形成硫化物以及硒化物、碲化物、砷化物等類似化合物。在硫化物中As、Sb、Bi既可作陽離子又可充當(dāng)陰離子，起雙重作用。2.常見有用礦物根據(jù)陰離子特點(diǎn)可分為以下三類：（1）簡(jiǎn)單硫化物。硫呈陰離子S2-與陽離子結(jié)合成簡(jiǎn)單硫化物，如方鉛礦（PbS）、閃鋅礦（ZnS）等。（2）復(fù)硫化物。陰離子呈啞鈴狀對(duì)硫［S2］2-、對(duì)砷［As2］2-以及［AsS］2-、［SbS］2-等與陽離子結(jié)合成復(fù)硫化物，如黃鐵礦（FeS2）、毒砂（FeAsS）等。（3）硫鹽。硫與半金屬元素As、Sb、Bi結(jié)合組成絡(luò)陰離子團(tuán)，如［AsS3］3-、［SbS3］3-等形式，然后再與陽離子結(jié)合成硫鹽，如硫砷銀礦（Ag3AsS3）、黝銅礦（Cu12As4S13）等。2.常見有用礦物2.4氧化物和氫氧化物礦物氧化物和氫氧化物是一系列金屬陽離子和某些非金屬陽離子（如Si等）與O2ˉ或（OH）ˉ形成的化合物。與O2ˉ和（OH）ˉ組成化合物的元素有40多種（表2－3），其中Fe、Mn、Al、Cr、Ti、Sn、Nb、Ta、U、Th、TR等的主要礦石礦物均為氧化物和氫氧化物。氧化物和氫氧化物的種數(shù)已發(fā)現(xiàn)有200多種。它們?cè)诘貧ぶ蟹植紡V泛，占地殼總重量的17％左右，其中石英族礦物就占12.6％，鐵的氧化物和氫氧化物占3.9％。其次是鋁、錳、鈦、鉻的氧化物或氫氧化物。2.常見有用礦物2.常見有用礦物表2-5

形成氧化物和氫氧化物礦物的主要元素

氧化物的類質(zhì)同象現(xiàn)象很普遍，不僅有等價(jià)的而且也有異價(jià)的類質(zhì)同象，化學(xué)性質(zhì)相近的元素往往在礦物的類質(zhì)同象中成組出現(xiàn)。等價(jià)的類質(zhì)同象離子主要有：Mg2+—Fe2+—Mn2+，Al3+—Cr3+—V3+—Fe3+—Mn3+，La3+—Ce3+—Y3+Th4+—U4+，Nb5+—Ta5+。異價(jià)的類質(zhì)同象離子主要有：Ti4+—Nb5+，Sn4+—Nb5+，F(xiàn)e2+—Ti4+，F(xiàn)e3+—Ti4+，Na+—Ca2+—Y3+—Ce3+。2.常見有用礦物2.5含氧鹽礦物含氧鹽是各種含氧的絡(luò)陰離子與金屬陽離子所組成的鹽類化合物。它們約占已知礦物種數(shù)的三分之二，是地殼中分布最廣泛、最常見的一大類礦物。國民經(jīng)濟(jì)中許多重要的礦物原料，特別是非金屬礦物原料，如化工、建材、耐火材料、冶金輔助原料以及許多貴重的寶（玉）石原料，主要都來自含氧鹽礦物。2.常見有用礦物

自然界含氧鹽礦物中最主要的絡(luò)陰離子有[SiO4]4-、[SO4]4-、[PO4]3-和[CO3]2-等。這些絡(luò)陰離子具有比一般簡(jiǎn)單化合物的陰離子（O2-、S2-、Clˉ等）大得多的離子半徑，并以一個(gè)獨(dú)立的單位存在，只有與半徑較大的陽離子相結(jié)合，才能形成穩(wěn)定的化合物。根據(jù)絡(luò)陰離子種類的不同，含氧鹽礦物分為三類：第一類：硅酸鹽第二類：碳酸鹽第三類：硫酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽2.常見有用礦物2.5.1硅酸鹽礦物硅酸鹽礦物在自然界分布極為廣泛。已知硅酸鹽礦物有800余種，約占已知礦物種的1/3。其重量約占地殼巖石圈總重量的85％。它們不僅是三大類巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）的主要造巖礦物，而且也是許多非金屬礦產(chǎn)和稀有金屬礦產(chǎn)的來源。如云母、石棉、滑石、高嶺石、硅灰石、沸石以及Be、Li、Zr、Rb、Cs等。2.常見有用礦物組成硅酸鹽礦物的離子主要是惰性氣體型離子和部分過渡型離子，如O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K及Mn、Ti、B、Be、Zr、Li等，而銅型離子則少見。在硅酸鹽礦物中，除去主要由Si和O組成的絡(luò)陰離子外，還可以出現(xiàn)附加陰離子O2-、OHˉ、Clˉ、Fˉ以及S2-、[CO3]2ˉ、[SO4]2ˉ等。此外，還可以有H2O分子參加。2.常見有用礦物2.5.2碳酸鹽礦物碳酸鹽是金屬陽離子與碳酸根[CO3]2-相化合而成的鹽類。目前已知的碳酸鹽礦物已逾100種，廣泛分布于地殼中，它們占地殼總重量的1.7％左右。其中分布最廣的是鈣和鎂的碳酸鹽，能形成很厚的海相沉積地層。碳酸鹽礦物是重要的非金屬礦物原料，亦是提取Fe、Mg、Mn、Zn、Cu等金屬元素及放射性元素Th、U和稀土元素的重要礦物原料來源，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。2.常見有用礦物2.5.3其他含氧鹽礦物2.5.3.1硫酸鹽礦物硫酸鹽礦物是絡(luò)陰離子[SO4]2-與某些金屬陽離子結(jié)合而成的化合物。目前已知的硫酸鹽礦物有180多種，占地殼總重量的0.1％。其中常見和具有工業(yè)意義的礦物不多，主要是作為非金屬礦物原料，如石膏、重晶石、明磯石等。2.常見有用礦物2.5.3.2磷酸鹽礦物磷酸鹽礦物是絡(luò)陰離子[PO4]3-與某些金屬陽離子結(jié)合而成的化合物。這類礦物是提取磷、稀土、鈾等礦物原料的重要來源。在磷酸鹽礦物中，由于[PO4]3-具有較高的電價(jià)和較大的離子半徑，因此[PO4]3-與稀土等離子半徑大的三價(jià)陽離子結(jié)合時(shí)形成穩(wěn)定的無水化合物，如獨(dú)居石（Ce、La、Y┅┅）[PO4]。若與半徑較大的二價(jià)陽離子Ca2+、Sr2+、Pb2+化合時(shí),則常有附加陰離子OH-、F-、Cl-等加入，形成磷灰石Ca5[PO4]3（F,Cl）等化合物。2.常見有用礦物2.5.3.3鎢酸鹽礦物鎢酸鹽礦物是由鎢酸根[WO4]2-和Fe2+、Mn2+、Ca2+及Cu2+、Pb2+、Zn2+等二價(jià)金屬陽離子結(jié)合而成的穩(wěn)定化合物。鎢酸鹽礦物種類不多，但它是提取鎢的主要礦物原料。鎢酸鹽礦物的顏色隨陽離子種類不同而異。硬度中等。比重很大，一般在6～7之間。具親水性。2.常見有用礦物2.6鹵化物礦物大類鹵化物礦物是鹵族元素氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）與惰性氣體型離子K+、Na+、Ca2+、Mg2+等組成的化合物，此外，還有部分銅型離子Ag、Cu、Ph、Hg