非金属矿产特征和矿床成矿系列.pdf

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1、第十章非金属矿产特征和矿床成矿系列第一节概述非金属矿产指除金属矿产和矿物燃料以外的具有经济价值的岩石、矿物等自然资源。非金属矿产与金属矿产、能源(燃料)矿产和汽、水矿产之间的界限很易确定,但也有特殊情况。如铁矾土、钛铁矿、铬铁矿、铝土矿和锰矿石等,被理所当然地划归在金属矿产之列,然而它们又都是重要的非金属原料。因此,有人将铁矾土、钛铁矿等也包括在非金属矿产之内。此外,有人还将非金属矿制品(如水泥等)及一些天然和人工产品的混合材料(如耐火材料)也列为非金属矿产。国外文献中,非金属矿产亦称为“工业矿物和岩石”。非金属矿产极其多样。首先

2、是矿产种类多样,主要由O、Si、Al、Fe、K、Na、Ca、Mg等元素组成,它们是构成地壳的主要成分,因此由其组成的非金属矿产种类繁多;迄今为止,人类开发利用的非金属矿产已达250余种(约为金属矿产的5倍),随着科技进步,其应用领域不断扩大,非金属矿产种类将日益增加;有人预测,未来若干年后,自然界所有的或绝大部分岩石和矿物都会成为有用的矿产。其次是用途多样,许多非金属矿物或集合体都具有多种用途。如膨润土、高岭土等粘土矿物,既可作为耐火材料,又可作陶瓷原料,还可用作填料、涂料等;再如石灰岩,可依据其不同特征,用作电石、水泥、化工、熔

3、剂、建材、装饰、观赏等原料,较纯的石灰岩加工成超细碳酸钙粉后还可用于橡胶、塑料等工业上。第三是价格多样,价格差别大。如砂、石(砾)的价格大约是3元/t,而金刚石的价格大约是1800万元/t,有的宝玉石和奇石则价值更高。非金属矿石的利用方式和金属矿石不同。只有少数非金属矿石是用来提取和使用某些非金属元素或其化合物,如硫、磷、钾、硼等,而大多数非金属矿石则是直接利用其中的有用矿物、矿物集合体或岩石的某些物理、化学性质和工艺特征。因此,非金属矿的物理性质从采场采出时一直保持到产品的最后应用阶段,这一点与金属矿石完全不同。纵观人类开发利用

4、矿产资源的历史,不难看出一条由非金属—金属—非金属的发展轨迹。早在远古旧石器时代,人类已利用石头制作劳动工具,经历新石器(彩陶)时代、青铜器和铁器时代至今已有数千年。在工业化进程中,人类对金属矿产的开发利用达到辉煌时期,非金属矿遭受了冷落和排斥,然而自20世纪初,尤其是1950年以后,随着现代工业化的成熟和高新科技的出现,非金属矿的开发利用又逐渐出现替代金属矿主导地位之势。一是世界非金属矿的平均总产值已超过金属矿,为金属矿的1.5~2.0倍(有的发达国家达3~5倍);矿产制品的消费,在欧美经济发达国家,非金属制品年人均消费量为金属

5、制品的10倍以上,如1997年美国、日本非金属制品人均消费量为9.5~11t,而金属制品年人均消费量仅为0.8~0.9t,因此,目前国际上有这样一种认识,即人类进入了新的“石248第十章非金属成矿特征和成矿系列器”时代;二是非金属矿贸易增长率高出金属矿3%~5%;三是非金属矿的应用领域远远广于金属矿,不仅全面向基础工业和农业渗透,并迅速向高新科技产品扩展。非金属矿不仅是发展建材、陶瓷、化工、轻工和农业的基础原料,而且在冶金、交通、机械、能源、环保、医疗医药和国防等工业中也起着极为重要的作用。令人瞩目的是,非金属矿在发展高新科技产业

6、中具有不可替代的优势,已成为新型材料(工程陶瓷等)、航天、光导通讯、超导体、激光、电子信息工程等的重要原料或配料。如美国和日本用非金属矿制成的碳纤维强化塑料,用于航天飞机和汽车代钢材料,性能优于钢,能防雷电袭击,重量则为钢的60%。此外,随着人们物质生活水平的提高,对美化生活环境、回归自然具有强烈的渴望,从而为非金属矿又开拓了一个新的应用领域。第二节非金属矿产类型世界各国多按用途对非金属矿产进行分类。如美国分为磨料、陶瓷原料、化工原料、建筑材料、电子及光学原料、肥料矿产、填料、过滤物质及矿物吸附剂、助熔剂、铸型原料、玻璃原料、矿物

7、颜料、耐火原料及钻井泥浆原料等14类。前苏联分为化学原料、粘结原料、耐火-陶瓷原料和玻璃原料、集合原料和晶体原料等5类。我国通常分为化工原料、建筑材料、冶金辅助原料、轻工原料、电器和无线电电子工业原料、宝石类和光学材料等6类。由于多数矿产具多种用途,所以按用途分类并不确切,往往造成一种矿产同时属于不同类。为此,提出以工业用途与矿石加工技术相结合的分类方案(表10-1)。有关非金属矿产的分类至今仍不完善,有待于今后进一步研究。一、冶金等重工业领域应用的非金属矿产1.冶金辅助原料矿产冶金辅助原料矿产包括冶金耐火材料矿产(例如辽宁营口陈

8、家堡子白云石矿床)、冶金熔剂原料矿产(例如安徽安徽歙县超基性岩-蛇纹岩矿床)和金属铸造用原料矿产,主要有菱镁矿、水镁石、耐火粘土、绿高岭石粘土、铁矾土、蓝晶石类矿物、叶腊石、石墨、白云石、萤石及铸型用砂和粘土。此外,石灰岩、硅质岩、膨润土等也是冶金

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