1、1矿物加工基 础知识2概况一点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容整体概述概况三点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容概况二点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容3讲 课 内 容 矿物学概述 岩石学概述 矿床基础知识41 矿物学（1）一、基本概念矿物是由天然产出且具有特定的（但一般非固定的）化学成分和内部结晶构造的均匀固体，通常由无机作用形成。 类质同象：在结晶过程中, 电价和半径接近的离子可以同时进入晶体格架, 占据同样的位置, 结果使矿物成为具有过渡成分的化合物.上例中Mg2+, Fe 2+都是二价, 半径分别为0.78埃和0.83埃, 相差很小, 晶体格架中
2、Fe 2+的位置, Mg 2+可以占据, 可以互相顶替, 最终晶体中两者的数量比决定于反映系统的总的化学成分等条件. 同质多象：金刚石和石墨5二、矿物的性质1 矿物的形态： 单体 集合体2 矿物的物理性质 解理 硬度：矿物抵抗刻画和磨擦的能力称硬度. 相对硬度, 以实际矿物为标准,分十度。 透明度：透明、半透明、不透明 光泽： 1）玻璃光泽；2）金刚光泽； 3）半金属光泽；4）金属光泽 颜色和条痕 比重和密度 磁性 熔点6颜 色 颜色金属光泽的矿物才由于不透明而颜色比较固定。 透明矿物常因含微量的杂质（如铁、锰、铬等络阴离子）和其它原因而呈现不同的颜色，不能成为鉴定的依据，如石英可以是无色、乳
3、白、淡紫、粉红、以致黄、褐、灰黑等。 条痕是矿物的粉末色，透明矿物的粉末多因全反射而呈现白色，鉴定意义不大。常用于鉴定不透明矿物，可以将矿物在素瓷板上划下的粉痕色，或将矿物研成粉末所呈现的颜色加以识别。 7三、矿物的分类矿物种 矿物种是指具有相同的一定化学组成和晶体结构的产物。 亚种：又称变种，异种，是指属于同一个种的矿物，但在次要的化学成分或物理性质、形态等方面有较明显的变异者。如紫色水晶是石英的亚种。矿物的分类矿物的分类方法法多，公认矿物分类的级序是： 大类类（亚类）族（亚族）种（亚种）一般是按晶体化学原则所作的分类： 大类：根据化合物类型将自然界矿物划分为： 自然元素大类； 硫化物及其类
4、似化合物大类； 氧化物及氢氧化物大类； 含氧盐大类； 卤化物大类等五个大类。8 自然金属元素：主要为铂族元素Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt和Cu、Ag、Au在形态上具等轴粒状和六方板状特点。在物理性质上，具有典型的金属特性，如不透明、金属光泽、硬度低、比重大、延展性强，为热和电的良导体。 半金属元素：即As、Sb、Bi。 非金属元素：主要是C和S。C有金刚石和石墨两个同质多象变体，S在自然界有三个同质多象变体，最常见的是自然硫（ -硫），1 自然元素大类矿物92 硫化物及其类似化合物大类矿物该类矿物是金属或半金属元素与硫结合而成的天然化合物。已发现有300余种，约由26种造矿元素所组成。绝
5、大部分是热液作用的产物，常形成具有工业意义的矿床有色金属矿床。根据硫化物阳离子特点可分为三类： 单硫化物类：阴离子硫呈S2-，与阳离子结合而成的硫化物矿物。如PbS、ZnS、HgS等。 对硫化物类：阴离子呈哑铃状的对硫S2 2-，对砷As22-以及AsS2-，SbS 2-等形式与阳离子（主要是Fe、Co、N）结合而成的硫化物。如FeS2FeAsS。 硫盐类：硫与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子困AsS3 2-SbS3 3-等形式，再与阳离子（主要是Cu、Ag、Pb三种铜型离子）结合而成的较为复杂的化合物称硫盐。如破锑银矿Ag3SbS3)。 10可形成的硫化矿床 有色金属矿 铜矿 铅锌
6、矿 锑矿 汞矿 钼矿 铋矿 镍矿 钴矿等113 氧化物和氢氧化物 现已发现200余种，是铁、锰、铝、钛、锡、铌、钽等重要的金属元素的矿石矿物。 氧化物 赤铜矿 方镁石 刚玉族：刚玉，赤铁矿，钛铁矿 金红石族：金红石，锐钛矿，板钛矿，锡石、软锰矿 石英族：异种：水晶、紫水晶、烟水晶、黄水晶、蔷薇水晶、蓝石英、乳石英、等 尖晶石族：尖晶石、磁铁矿、铬铁矿等 黑钨矿族：黑钨矿（钨锰铁矿，(Mn,Fe)WO4）12氢氧化物 现已发现80余种，是铁、锰、铝、等重要的金属元素的矿石矿物。大多数是表生作用的产物，一般矿物颗粒细小。 水镁石 铝的氢氧化物：硬水铝石（AlOOH），一水软铝石（勃姆石AlOOH
7、），三水铝石Al(OH)3 -铝土矿 铁的氢氧化物：针铁矿（FeOOH）,水针铁矿（FeOOHnH2O）,纤铁矿（FeOOH）褐铁矿13氧化物和氢氧化物形成的矿床 黑色金属矿 铁矿 锰矿 铬铁矿 有色金属矿床 铝矿 锡矿 非金属矿 石英144 含氧盐大类矿物本类矿物属于含氧盐大类。含氧盐：由各种含氧的络阴离子与金属阳离子所组成的盐类矿物统称含氧盐。本大类矿物根据络阴离子（含氧酸根）不同进一步分为：第一类：碳酸盐、硝酸盐和硼酸盐第二类：硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐矿物第三类：硅酸盐矿物15与碳酸盐有关的矿石 方解石（重钙） 菱铁矿 菱锰矿 菱锶矿 菱锌矿 毒重石 白云石 菱镁矿16硫酸
8、盐有关的矿产 石膏 硬石膏、 重晶石 天青石等磷酸盐矿物 磷灰石具有重要的经济意义， 绿松石则是重要的玉石矿物。钨酸盐 黑钨矿 白钨矿175 硅 酸 盐 类硅酸盐类矿物按硅氧骨干的型式分为 四个亚类岛状结构硅酸盐链状结构硅酸盐层状结构硅酸盐架状结构硅酸盐18岛状结构硅酸盐（宝玉石矿） 石榴石族石榴石硬度大，一般用作磨料，色艳粒大，透明无杂质的石榴石是重要的宝石，俗称子鸦。 锆石 橄榄石 红柱石 蓝晶石 黄玉 绿柱石 电气石 绿帘石1920链状结构硅酸盐 辉石族： 斜方辉石亚族：顽火辉石，古铜辉石等 单斜辉石亚族：普通辉石，透辉石，硬玉等 角闪石族： 斜方角闪石亚族：直闪石 单斜角闪石亚族：透闪
9、石，阳起石，普通角闪石等 角闪石族石棉 硅灰石族：硅灰石 夕线石族：夕线石21层状结构硅酸盐（各种非金属矿 ） 滑石族：滑石，叶蜡石 云母族： 白云母亚族：白云母 黑云母亚族：黑云母，金云母等 伊利石族：伊利石 蛭石族：蛭石，海绿石 高岭石族：高岭石，迪开石（2M1），珍珠石（2M2） 多水高岭石族：多水高岭石（埃洛石） 蛇纹石族：蛇纹石 蒙脱石族：蒙脱石 坡缕石族：坡缕石，海泡石22架状结构硅酸盐 长石族： 钾钠长石亚族：透长石，正长石， 斜长石亚族：斜长石 沸石族：毛沸石，丝光沸石，斜发沸石，方沸石等23卤化物 氟化物类： 萤石 氯化物食盐： 石盐，钾石盐242 岩石学概述 岩浆岩 - 沉
10、积岩 - 变质岩 岩 浆 岩 由岩浆凝结形成的岩石称为岩浆岩。酸性岩浆岩 SiO2含量65%，以浅色矿物为主；中性岩浆岩 SiO2含量52%-65%，一般浅色矿物多于或等于暗色矿物；基性岩浆岩 SiO2含量45%-52%，一般暗色矿物多于或等于浅色矿物；超基性岩浆岩 SiO2含量45%，浅色矿物极少或无.随着SiO2含量减少，钾、钠一般也相应减少，而镁、铁、钙则相应增高。少数岩浆岩钾、钠含量特高，称碱性岩，大多数与中性岩SiO2含量相当。按照岩浆岩产状，岩浆岩喷出地表后冷凝形成的岩石为喷出岩；未喷出地表，在地下一定深处冷凝固结形成的岩石，为侵入岩。 25岩浆岩：花岗岩 - 流纹岩 - 闪长岩
11、- 安山岩 - 辉长岩 - 玄武岩 - 橄榄岩26沉积岩 各种外力作用形成的岩石，都属于沉积岩。其中以经海、河、湖等流水搬运沉积形成的岩石为主。在地表分布最广，约占1/3 ，最常见。按成因分为碎屑沉积、化学沉积、（如岩盐），生物沉积（如煤和某些灰岩）。沉积岩是次生岩石，其物质成分除岩浆岩等原来岩石、矿物碎屑外，还有粘土、胶体矿物、易溶矿物、来自生物遗体的硬体（骨骼、甲壳等）碎片和有机质等。这些外生组分是沉积岩所特有的。2728变 质 岩 变质作用形成的岩石，原来已存在的岩石，在特定的地质和物理化学条件下，矿物成分和组构发生变化，转化再造形成的岩石。在变质作用过程中，岩石基本保持固态。变质岩的矿
12、物成分和组构都受原来岩石的影响，常有各种残余标志。另一方面，变质作用会产生一些新的变质矿物，如红柱石、蓝晶石、矽线石等，是岩浆岩中所没有的；并形成一些变质岩特有的构造和结构。 2930一 、矿产及其分类1、矿产的概念：地壳中由地质作用形成的可被国民经济利用的自然资源。2、矿产分类 (1)依据自然状态可将矿产分为固体矿产、液体矿产及气体矿产。 如：天然气如：石油、卤水及地下水矿产液体矿产固体矿产气体矿产如：主要的金属基非金属矿产3 矿床学基本知识31(2)依据主要用途可将矿产分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产及地下水资源。 金属矿产指用于提取金属元素的矿物资源。非金属矿产指用于提取非金属元素或化
13、合物及矿物的矿质资源。32二、 矿体、矿石、夹石、围岩和母岩矿体：即是矿床的主体，是矿床中可供开采的地质体。 一个矿床含一个或多个矿体，如铁山铁矿床(图2-1)有六个主要矿体。33矿石：是矿体的主体，是矿体中有工业价值的矿物集合体。夹石：矿体中无工业价值的矿物集合体。 矿石与夹石的区别是：前者所含有用组分在当前技术条件下可提取利用；后者不含或少含有用组分，在当前技术条件下不可利用。围岩：指矿体周围的岩石。沉积矿床矿体的上、下围岩常称为顶、底板；脉状矿体的上、下围岩常称为上、下盘。母岩：是指在成矿过程中提供了成矿物质的岩石，如“矿源层”即是指沉积成因的母岩。341、矿体的形状及分类： 按照矿体三
14、维空间的发育情况可将其分为等轴状矿体、板状矿体和柱状矿体三个基本类型。 但是，矿体的形状往往是复杂的，一些矿体可能属于上述类型的过渡形状，如镜状、扁豆状矿体。 三、矿体的形状和产状352、矿体的产状： 指矿体产出的空间状态，包括如下五个方面内容：36四、 矿石的组分、品位及品级 1、矿石的组分：矿石的化学成分是各不相同的，但可将其划分为如下四种类型：(1)有用组分：指矿石中主要可提取利用的成分。37 (2)无用组分: 指矿石中不能提取利用的成分。 (3)(3)伴生有益组分: : 指可综合利用的组分和能改善产品性能的组分。前者如铜矿石中的Au、铅矿石中的Ag等元素常可被综合利用；后者如铁矿中的M
15、n、V等元素，可改善钢铁的性能。（4）有害组分：指对选矿和冶炼或对其产品 有不良影响的组分。例如金矿中的As不利于金的氰化选矿；铁矿中的S、P会降低钢铁的韧性和强度。382 矿石的品位（1）矿石品位：指矿石中有用组分的含量。品位表示方法如下：a、百分含量(%)：是最常用的形式。 b、克/吨(g/T)法（多用于贵金属矿）c、毫克/吨(mg/T)（或克拉/T）：（用于金刚石矿）d、克/立方米(g/m3)法（多用于重金属砂矿）e、公斤/立方米(kg/m3)法（多用于石棉、云母等）39（2 2）工业品位和边界品位工业品位和边界品位是国家（或勘探部门）规定的工业指标，用于圈定矿体。a a工业品位：圈定矿
16、体时矿体或矿段平均品位必须达到的最低值。b b边界品位：是矿体边部所允许的最低品位值。40例如，1983年国家储量委员会规定的岩金矿工业品位是3-5克/吨,边界品位是1克/吨，具体应用示意如图2-2。 图2-2 边界品位和工业品位应用示意图1-围岩品位；2-表内矿体；3-表外矿体；4-样品及品位413、矿石的品级矿石品级：是指矿石的质量分级。一般矿石品级的划分依据如下： a、矿石的品位b、伴生组分c、工艺性能一般高品级矿石多是高品位、低有害伴生组分的矿石，例如磁铁矿矿石，平炉富矿要求(%)：TFe56、SiO28、S0.1、P0.1、Cu0.2、（Pb、Zn、As、Sn均）0.04。随品位降低
17、依次划分为高炉富矿、贫矿。在一些非金属矿石品级划分中工艺性能显得尤为重要，如云母片度、剥分性能和表面平整程度是云母矿石品级的重要的划分标准；石棉纤维的长度、劈分性能、柔韧性等是石棉矿石品级的重要划分标准。42矿石研究的内容 工艺矿物学 化学成分 矿物组成（偏光显微镜，XRD） 目的矿物的嵌布特征 矿物的粒度 单体解离度43五、 矿石分类矿石可按不同的内容进行分类：1按矿石中有有用矿物的工业性能可分为金属矿石（如铁矿石、铜矿石、钼矿石等）非金属矿石（如萤石矿石、石棉矿石等）。2按矿石中所含有用矿物或金属元素的多少可分为简单矿石（如钨矿石、汞矿石等）综合矿石（如铅锌矿石、钨锡矿石等）。44矿石可按
18、不同的内容进行分类：3按矿石中有用成分含量的多少可分为：贫矿石（如条带状贫磁铁矿矿石，含铁30%左右）富矿石（致密块状磁铁矿矿石，含铁60%左右）。4按矿石的结构构造可分为：致密块状矿石、浸染状矿石、条带状矿石、角砾状矿石等等。矿石可按不同的内容进行分类：5按矿石受风化程度不同可分为原生矿石氧化矿石混合矿石。45Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.46感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边结束语47谢谢聆听THANKYOUFORLISTENING演讲者：XX时间：202X.XX.XX
