2009矿物加工概论1

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1、矿物加工工程导论之矿物学篇主讲－邱俊单位：矿物加工系引言五彩缤纷的矿物世界孔雀石橄榄石赤铁矿磁铁矿祖母绿玉单体产出的金刚石玛瑙矿物概念地壳中各种地质作用的产物，是地壳中自然元素组成的单质和化合物，是岩石和矿石的基本组成单位，可以独立分离和加以研究的自然物质。人造矿物：在实验室条件下，由人工合成的与自然矿物性质相似或相同的单质或化合物。（人造金刚石、人造水晶等）宇宙矿物：来自宇宙其它天体中的矿物，也叫做陨石矿物或月岩矿物。矿物的性质矿物形态：固态、液态、气态、胶态。矿物具有一定的化学成分和内部构造（结晶质矿物），具有一定的物理和化学性质。矿物概念的完整描述是在各种地质作用中发生和发展着的

2、，在一定的地质和物化条件下处于相对稳定的自然元素的单质和化合物，是岩石和矿石的基本组成单元，是成分结构比较均匀从而具有一定的形态、物理性质和化学性质，并呈各种物态出现的自然物体。概述：19世纪中叶，偏光显微镜(1858)应用于矿物的鉴定和研究，对矿物学的发展起了极大的推动作用，带来了矿物学的第一次变革。从20世纪10年代初开始，X射线衍射仪在矿物晶体结构分析中的应用，使人们认识到矿物的化学成分与晶体结构之间的统一关系，使矿物学发生了第二次变革。矿物学的发展概况（一）国外发展情况（四次变革）从20世纪30年代以来，人们对矿物形成的物理化学条件及相平衡进行研究，引起了矿物学发展史上的第三次

3、变革。20世纪最后30年，物理学、化学中的一些近代理论如晶体场理论、配位场理论、能带理论等被应用于矿物学研究；一系列电子光学和激光测试技术的引入，特别是高温、超高压等实验条件的实现；电子计算机技术的配合使用，使矿物学发生了全面深刻的变化，导致了矿物学的第四次变革，使矿物学进入了近代矿物学阶段。上海米厘特精密仪器有限公司生产的XP4透反射偏光显微镜X射线衍射仪（XRD）型号：DX-2600产地：辽宁丹东具体发展情况：早期人们对矿物的认识根据考古学家研究结果，史前人类很早就已开始利用红色的赤铁矿和黑色的氧化锰，来作为绘画洞穴壁画。法国拉斯科洞穴马1940年，几个法国小孩在拉斯科洞穴玩耍时偶

4、尔发现其中的壁画。这匹在巨矢中奔跑的野马，是拉斯科壁画中塑造最出色的动物形象之一，以黑色矿物颜料（氧化锰）勾出轮廓，用红、棕色等矿物颜料（赤铁矿）涂染，十分生动。在石器时代,人类利用燧石、石英、玉、铜、金来制作工具和从事交易。石器时代以后，人类除了利用自然金属，还学会开采矿石，冶炼金属，过渡到青铜器和铁器时代。不过当时几乎没有文字，仅是口头传授累积的知识和经验，没有出现矿物的科学概念。随着人类对矿物的利用，逐渐对矿物的分类有了一些认识。在西方，最早用文字记载矿物并分类的是希腊学者亚里斯多德和其学生提奥弗拉斯特。提奥弗拉斯特写了一篇矿物学专著《石头论》，将矿物分为三类：金属，石头和土，并

5、描述了16种矿物（主要是宝石）的形状。由于中世纪陷于宗教统治，和自然现象有关的科学思想几乎完全停滞。十五世纪到十七世纪的发展十五世纪十五世纪后半期欧洲文艺复兴时代开始，自然科学逐渐摆脱宗教的束缚而进入革命的发展阶段。到1556年，矿物学作为一独立的研究领域出现是以阿格里哥拉的著作《论冶金》为标志的。小资料：阿格里哥拉是一位居住于德国约翰斯坦矿区的医生，在其所著的《论冶金》中，详细记叙了当时的采矿及冶金技术，全部记载了当时发现的矿物，并首次提出矿物的性质，如颜色、比重、透明度、光泽、硬度、挠性和解理。阿格里哥拉也因此被誉为"矿物学始祖"。17世纪17世纪，矿物学中的结晶学，在这一时期开始

6、萌芽。丹麦学者斯丹诺根据其在动植物生长方面的知识和对石英、赤铁矿这两种天然晶体矿物形貌的研究，于1669年提出了一个普遍的关系：即无论晶面的大小和形状如何，同种晶体的两个相同位置的晶面之间夹角总是恒等的，这一关系后来成为著名的Steno定律（面角守恒定律）。面角守恒定律图解1780年，法国学者克兰乔发明了接触测角仪。他的老师，法国学者罗美德利尔（RoméDeL‘Isle）利用这种测角仪进行了20多年的晶体测角工作，测量了500多种矿物晶体的形状，肯定了面角守恒定律的普遍意义。18世纪矿物学的发展随着18世纪工业化的兴起，对矿物资源的需求量越来越大，迫切需要对矿物鉴定和对矿物进行系统分类

7、的方法。1768年，瑞典植物学家和结晶学家林奈（CarolusLinnaeus）提出一种最初的矿物分类体系。根据晶体外形，林奈将矿物体系划分为类（Orders）、族（classes）、种（species）1779年至1848年期间，瑞典化学家贝采利乌斯研究了矿物的化学成分，并提出现在应用的矿物化学分类原则。1784年法国学者赫羽依（RenéJustHaüy）发表了他对于晶体内部构造的新见解。根据对方解石晶体沿解理破裂现象的观察，提出晶体是由无数