资源型矿物简介

第一章、绪论
1.1非金属矿产资源
矿产资源的定义：由地质作用形成的，在当前 技术经济条件下可以开采利用的自然资源。通 常矿产资源可以分为能源矿产、金属矿产和非 金属矿产三大类。 国外将非金属矿产称为工业矿物或岩石 （industrial minerals and rocks)，涵义是指除 了金属矿产和矿物燃料以外的，其化学组成或 技术物理性能可供工业利用，而且具有经济价 值的所有非金属矿物与岩石。 研究的对象是“石头”，生产的目标是“产 品”。
名称
成分
分类
石膏（生石膏）
CaSO42H2O CaSO41/2H2O CaSO4
纤维石膏：珍珠光泽、纤维状 透石膏：透明 雪花石膏：致密块状
熟石膏 硬石膏
生石膏煅烧、磨细可得熟石膏
卤水学名为盐卤，是由海水或盐湖水制盐后，残留于盐池内的母液，主要
成分有氯化镁、硫酸钙、氯化钙及氯化钠等，味苦。蒸发冷却后析出氯化
1.4、我国非金属矿工业发展现状 非金属矿行业“规模不大、问题很多、潜力无限”
在1986年之前，国内只有石墨、石棉、高岭土 矿进行选矿提纯，除石棉外，年产量都不到10 万t，石墨的纯度只能达到99%；只有滑石、 石墨几种超细产品，年产量不足1万t；很少有 表面改性产品生产；只有石棉制品、云母制品 等很少的几种非金属矿制品；从加工设备来说， 超细粉碎、精细分级、表面改性基本上是空白， 生产超细滑石粉的气流粉碎机全部从欧洲国家 进口。
铝矾土：中国是储量第一、产量第一、出口第一。中 国的高铝粘土具有独一无二的属性，巴西、圭亚那无 法与之相比。高铝粘土用于制作电炉、高炉用的铝砖、 高铝衬砖及高铝耐火水泥。美国及欧盟主要进口中国 的高铝矾土。 菱镁矿：中国是储量第一、产量第一、出口第一。菱 镁矿具有高的耐火性和粘结性，广泛用于冶金、建材、 化工、轻工、农牧业等领域，至今仍为提炼金属镁的 主要原料。近年来开发的工业氧化镁和特种氧化镁， 以及阻燃性碳酸镁、医药级碳酸镁都是重要的矿物材 料高端产品。
铸石材料 玄武岩、辉绿岩、安山岩等
表1.1 主要非金属矿物和岩石用途分类
用途
建筑材料 玻 璃 陶瓷、耐 火材料 溶剂冶金
非金属矿物和岩石
石棉、石膏、花岗岩、大理岩、石英岩、石灰石、砂石等 石英砂、石英岩、长石、霞石正长岩、脉石英等 高岭土、硅灰石、滑石、石英、长石、红柱石、菱镁矿等 萤石、长石、硼砂、石灰岩、白云岩等
物质财富的生产中，无论创造的财富属于哪一 门类，其起始点必定是自然资源。 2）自然资源是国计民生的根本依托，是国家安 全的重要保障，是人类社会可持续发展不可缺 少的基本条件。 3）尽管高新技术发展可以推动社会生产力的巨 大发展，但一切科学技术都需要同物质资源的 结合才能成为社会财富。
人类走过了从简单利用到初步加 工后利用，再到今天的深加工和综 合利用漫长历程。
石英：中国石英储量第一、产量第一、高纯资源十分 丰富。高纯石英粉是宇航、国防军工、电子、光纤通 讯、光学仪器、激光等高科技领域的基础原材料。高 纯石英可作为光伏太阳能关键配套新材料和光电子原 材料。
俄罗斯举世闻名的“和平”钻石矿坑从此得以开采。半个多世纪以来， 这里和附近的几个矿场贡献了占全球总量23%的钻石，为前苏联和俄罗斯
非金属矿深加工
东北大学矿物工程研究所 高鹏
第一章、绪论
矿物：指由地质作用所形成的天然单质或化合物。 它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有 确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范 围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。 岩石，是在各种不同地质作用下所产生的，由一 种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体。 矿石：在当前技术经济条件下，能够从中提取有 用组分，或利用其化学组成、物理特性、工艺特 性的矿物集合体。
此外，西部地区地质工作程度浅、推断储量大， 开发利用的自然条件差，市场需求量少。还存在生态 环境保护与矿产资源开发利用的矛盾。 总的来说，我国非金属矿资源量大，基础储量 少；经济可用性差或经济意义未确定的资源储量多， 控制和推断的资源储量多，探明的资源储量少。 既有优势,也有劣势;既有潜力,又有危机。
钻探工业 重晶石、石英砂、膨润土、海泡石、凸凹棒石等
表1.1 主要非金属矿物和岩石用途分类
鳞片石墨：中国是储量第一、产量第一、出口第一、 资源质量在世界上首屈一指，改革开发30 年累计为国 家赚取外汇60 亿美元。石墨是二次能源锂离子电池负 极材料，碳塑纳米材料、IT 芯片材料的主体资源、纳 米级高纯石墨是重要的军工材料，与国家鼓励的新兴 产业关系密切。 萤石：中国是储量第一、产量第一、出口第一。萤石 是制取氟化合物的重要原料，又广泛用于炼钢、有色 金属的冶炼，无色透明的大块萤石晶体还可作光学萤 石和工艺萤石。而氟化物又是国防和原子能工业的重 要原料。
非金属矿有91种，主要为金刚石、石墨、自然硫、硫铁矿、 水晶、刚玉、蓝晶石、夕线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、 滑石、石棉、蓝石棉、云母、长石、石榴子石、叶蜡石、透 辉石、透闪石、蛭石、沸石、明矾石、芒硝、石膏、重晶石、 毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石、宝石、 玉石、玛瑙、石灰岩、白垩、白云岩、石英岩、砂岩、天然 石英砂、脉石英、硅藻土、页岩、高岭土、陶瓷土、耐火粘 土、凹凸棒石、海泡石、伊利石、累托石、膨润土、辉长岩、 大理岩、花岗岩、盐矿、钾盐、镁盐、碘、溴、砷、硼矿、 磷矿等
煤炭、石油、天然气
能源矿产
硼和氟制取火箭燃料。
金属矿产
非金属矿产
白云岩、菱镁矿、水镁石都可以提炼镁的原料； 铝土矿既是耐火材料，又是炼铝的原料；
泥炭可作肥料 煤中的煤精和琥珀可作工 艺雕刻品； 金红石（TiO2）-钛白粉； 锂云母、锂辉石、锂卤水 提炼金属锂； 天青石提炼锶；
非金属矿产的开发与应用不同于金属矿产。金 属矿产主要是以应用它的某一元素为主，而非 金属矿产主要是应用它的物化性质与工艺特性。 非金属矿物开发应用的基础是对非金属矿物的 成分、结构及各种物化性能的研究。
煤系高岭土：中国是储量第一、产量第一，超细煅烧 高岭土以惰性强、白度高、粒子细、覆盖性好、易于 分散于水性和油性体系中，而被广泛用于造纸、建筑 涂料、石油化工、橡胶、塑料、电线电缆、医药等行 业。中国的煤系高岭土开发已进入非常重要阶段，有 望打造中国品牌。 硅灰石：中国是储量第一、产量第一、出口第一。硅 灰石具有针状、纤维状晶体形态和白度高等一系列优 异特性，广泛地应用在陶瓷工业、化工工业、冶金工 业、建筑工业、机械工业、电子工业、造纸工业、汽 车工业、农业等部门。天然硅灰石独特的矿物特性， 决定其为低碳排放的节能材料。
膨润土：中国是储量第一、产量第一，号称万能矿物。 其主要用途是除铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘 结剂、动植动油脱色净化、医药、涂料等外，纳米、 有机土已进入高新领域，改进型膨润土将使钢铁工业 成本大幅降低。 滑石：在世界上中国是产量第一、出口第一，黑滑石 已证明储量绝对世界第一。滑石为原料制作的蜂窝陶 瓷可作为汽车的三元催化载体，有效降低汽车废气的 排放。此外利用黑滑石经过煅烧的特殊性能，还可作 为宇航飞行器的外保护层、计算机陶瓷芯片等。
电力电子
农肥农药
石墨、云母、石英、水晶、电气石、金红石等
磷灰石、钾盐、钾长石、芒硝、石膏、高岭土、膨润土等
表1.1 主要非金属矿物和岩石用途分类
用途
磨 料 填料颜料 吸附助滤 和载体 保温、隔 热、隔音
非金属矿物和岩石
金刚石、刚玉、石英、硅藻土、石榴石等 方解石、大理石、白垩、滑石、叶腊石、伊利石、高岭土等 沸石、高岭土、硅藻土、海泡石、地开石、膨润土、滑石等 石棉、石膏、石墨、蛭石、硅藻土、玄武岩、凸凹棒石等
山 无 石 不 险
水 无 石 不 清 室 无 石 不 雅
园 无 石 不 秀
火浣布的传说
相传东汉顺帝梁皇后的哥哥-大将军……. 据史书《列子· 汤问篇》上记载：“周穆王大征西戌，西戌献火浣 布，垢则布色，出火而振之，皓然疑乎雪。”
蛇眼石的传说
古印度人发现……某中石头旁常有众多的眼镜蛇盘缠。原来，当夜幕深 垂时，含有夜明珠的石头会发出淡淡的蓝光，从而诱来了众多的喜光的 昆虫和飞蛾。这些飞虫又招来了以虫为食的蛙类。然而螳螂捕蝉，黄雀 在后，蛙的麝集又诱来了喜食蛙类的眼镜蛇。
赚取了至少170亿人均计算的“资源小 国”。人均非金属矿的占有量不足世界人均水平 的一半。 我国非金属矿资源有丰有欠。基本自给甚至可以 出口的主要矿产有:石墨,滑石,萤石,重晶石,菱镁矿, 膨润土,硅灰石。金刚石、优质高岭土、长纤维石 棉、高级耐火材料原料等探明储量明显不足。如 我国的金刚石储量小，品位低。我国金刚石品位 最富的701矿胜利岩管原矿品位约600mg/m3，而 砂矿类品位约1.5mg/m3，仅相当于南非金刚石选 矿厂的尾矿品位。总的我国金刚石储量少，无大 型矿床发现。
难选矿物多，利用技术复杂 单一矿种少,伴生矿物多。如硅灰石和方解石伴 生；高岭土伴生有蒙脱石、伊利石、水钻石以 及石英、云母、黄铁矿、方解石等，给选矿增 加了困难，用途受到限制。 矿产资源有富有贫，大宗矿产贫矿多，富矿少。 全国十五个石棉矿山统计：平均品位4%以上的 仅有3个，3%－4%的4个，3%以下的个。14个 鳞片石墨矿山，平均品位10%以上的仅3个， 5%－9%的个，5%以下的7个。
“库利南”（Cullinan）：1905年1月21日发现于南非普 列米尔矿山。它纯净透明，带有淡蓝色调，是最佳品 级的宝石金刚石，重量为3106克拉（621.2克，1克拉 =0.2克）。 库利南被劈开后，由荷兰三个熟练的工匠，每天工作 14小时，琢磨了8个月。一共磨成了9粒大钻石和96粒 小钻石。这105粒钻石总重量1063．65克拉，为库利南 原重量的 34.25%。其中最大的一粒名叫“非洲之星第 Ⅰ”，水滴形，重530.2克拉，它有74个刻面，镶在英国 国王的权杖上。
1.2非金属矿物及岩石的用途
人类在进入21世纪后，产业结构进行了调整，以信 息、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为 主的高技术和新材料产业逐渐壮大。这些高技术和新材 料产业与非金属矿物原料或矿物材料密切相关。