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闪锌矿(sphalerite) 化学成分为ZnS晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分相同而属于六方晶系的则称纤锌矿闪锌矿含锌67.1;通常含铁,铁含量最高可达30%,含铁量大于10%的称为铁闪锌矿;此外常含锰、镉、铟、铊、镓、锗等稀有元素。因此闪锌矿不仅是提炼锌的最重要矿物原料,还是提取上述稀有元素的原料。 纯闪锌矿近于无色,但通常因含铁而呈浅黄、黄褐、棕甚至黑色,随含铁量的增加而变深;透明度相应地由透明、半透明至不透明;光泽则由金刚光泽、树脂光泽变至半金属光泽。摩斯硬度3.5~4.0,比重3.9~4.2,随铁含量的增高,硬度增大而比重降低。具完全的菱形十二面体解理。晶体形态呈四面体或菱形十二面体,通常成粒状集合体产出。闪锌矿是分布最广的锌矿物,主要为热液成因,几乎总是与方铅矿共生。闪锌矿在地表易风化成菱锌矿。 中国铅锌矿产地以云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等最著名,世界上著名产地有澳大利亚的布罗肯希尔、美国密西西比河谷地区等。 菱锌矿Smithsonite 菱锌矿 矿物概述 菱锌矿是一种成分为碳酸锌的矿物,在人们发现闪锌矿之前,它一直被作为锌的主要来源。菱锌矿一般产出在金属矿床中的氧化带里,它是原来某种锌矿物蚀变成的,这叫作次生矿。纯的菱锌矿是白色的,如果含有其他元素,则会带上绿、黄、褐、黑等颜色,它们具有玻璃光泽,像葡萄、肾球、钟乳等形状,有的甚至像土的样子。有些好看的菱锌矿还可做成工艺品。 化学组成ZnCO3;ZnO64.90,CO235.10; 菱锌矿 鉴定特征以其形态、产状及其粉末加冷盐酸起泡为鉴定特征,与本亚族其他矿物的区别在于比重较大,菱面体解理较不完全; 成因产状产于铅锌矿床氧化带,是由闪锌矿氧化分解所产生的硫酸锌,交代碳酸盐围岩或原生矿石中的方解石而成,常与孔雀石、蓝铜矿等次生矿物伴生; 著名产地世界著名的产地有意大利撒丁岛Masua,Sardinia;墨西哥的北部;希腊的Laurium;波兰;比利时;非洲的Zambia和South-WestAfrica;美国的Colorado和Utah州和中国广西融县等地。 名称来源以美国华盛顿Smithsonian研究院的奠基人,英国矿物学家James Smithson(1754-1829)的姓名而命名; 晶体形态 复三方偏三角面体晶类;呈菱面体,e,f及复三方偏三角面体v,和六方柱m的聚形; 晶体结构 晶系和空间群三方晶系,D63dR-3c; 晶胞参数arh5.67,α4826′; 粉晶数据2.7513.550.51.7030.45 物理性质 硬度4-5 比重4-4.5g/cm3,是方解石族矿物中最大的 解理具菱面体解理,但不如族中其他矿物完全 断口参差状断口 颜色黄色或淡绿色 条痕白色 透明度透明 光泽玻璃光泽 发光性无 折光性 其他遇冷HCl起泡 光学性质 一轴晶-,Ne1.625,No1.85,bire0.2250 水锌矿 hydrozincite Zn5CO32OH6 又称锌华。单斜晶系。晶体呈细条片状,通常呈致密块状、皮壳状或肾状集合体。白色至淡黄色。硬度2.5。密度4。是闪锌矿的次生矿物。用于炼锌及制备各种锌化合物。 方铅矿(galena) 方铅矿(galena) 化学成分为PbS、晶体属等轴晶系的硫化物矿物。含铅量86.6%,是分布最广的铅矿物,提炼铅的最重要矿物原料。中国古称草节铅,早在商代甚至更早就能从铅矿石中炼出较纯净的铅。方铅矿中常含银,中国自古就从含银方铅矿中提炼银。 方铅矿具氯化钠型晶体结构。呈铅灰色,强金属光泽,摩斯硬度2.5,比重达7.5,具完全的立方体解理。晶体呈立方体,有时为八面体与立方体的聚形;集合体常成粒状和致密块状。主要是热液成因的矿物,几乎总是与闪锌矿共生。方铅矿在地表易风化成铅矾和白铅矿。 中国铅锌矿的产地以云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等地最著名。最大产地是美国的新密苏里,仅铅的储量就达3000万吨。此外,英国的康沃尔、德国的弗赖贝格、澳大利亚的布罗肯希尔等也很著名。 铅矾anglesite 铅矾 铅矾是硫酸铅,一种常见的矿物,是铅的一般矿石。铅矾通常是由方铅矿氧化后变成的,这样形成的矿物叫作次生矿物。铅矾的晶体是板状、短柱状或锥状,晶体集合在一起形成粒状、块状、结核状或钟乳状等等。它们的颜色从无色到白色都有。有些铅矾内部还包裹着没有完全氧化变质的方铅矿,这样的铅矾往往呈暗灰色。铅矾的包裹层可以阻止内部的方铅矿被进一步氧化。纯的铅矾具有金刚般的光泽,在紫外线照射下,铅矾会发出黄带绿的荧光。 硫酸盐矿物。成分为Pb〔SO4〕。正交晶系(斜方晶系),晶体呈板状、短柱状或锥状;集合体成粒状、致密块状、结核状、钟乳状等。无色至白色,常因包含未氧化的方铅矿而呈暗灰色。金刚光泽,解理中等,断口贝壳状,莫氏硬度2.5~3,比重6.1~6.4,在紫外线照射下发黄色或黄绿色荧光。主要产于铅锌硫化物矿床的氧化带中,由方铅矿等含铅硫化物经氧化作用而成。铅矾溶解度极低,常成皮壳状包裹方铅矿,并阻止方铅矿进一步分解。在含碳酸的水的作用下,铅矾易转变为白铅矿。量多时可作提炼铅的矿物原料。 白铅矿 矿物名称白铅矿 Cerussite 采集地点中国云南石屏 矿物概述 化学组成PbCO3,PbO 83.53,CO2 16.47,有时含Ca,Sr和Zn; 鉴定特征白铅矿,可以从比重很大,白色,具金刚光泽和可以与硝酸反应,产生气泡;在阴极射线下发浅蓝绿色荧光的特性当中,予以鉴定。 成因产状白铅矿是方铅矿氧化成铅矾PbSO4后,再由铅矾受含碳酸水溶液作用而形成的次生产物,见于铅锌矿床氧化带,常可作为找矿标志。大量聚集可作铅矿石开采。常与磷氯铅矿共生; 著名产地世界著名产地有美国宾夕法尼亚州Phoenixville,Pennsylvania;捷克Bohemia的Mies;俄罗斯西伯利亚的Nerchinsk;意大利的Sardina岛;非洲Tunis;西南非的Tsumeb;澳大利亚NewSouthWales的BrokenHill和德国Hessen-Nassau的Ems等地。 名称来源Cerussite一字,来自拉丁语cerussa,指白色的铅Whitelead,人造碳酸铅盐的旧用术语; 晶体形态 属三方晶系的碳酸盐。晶体呈板柱状,常形成假六方对称的三连晶;集合体呈致密块状、钟乳状、皮壳状或土状。 白色、灰色或微带各种浅色,玻璃至金刚光泽,断口呈油脂光泽。 晶体结构 晶胞参数a515pm;,b847pm,c611pm; 粉晶数据3.59313.4980.52.4870.32 物理性质 硬度3.0-3.5 比重6.4-6.6g/cm3 解理不完全柱状解理 断口贝壳状断口 颜色白色或灰色,含铅的包裹体时也呈灰色、浅绿色或蓝色 条痕白色 透明度透明或半透明 光泽金刚光泽,有时呈油脂光泽或珍珠光泽 发光性无 光学性质 薄片中无色。二轴晶(-)。Np1.804,Nm2.078。2V9。色散强。rv. 锰矿 在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域,用锰量占90%~95%,主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂,以及用来制造合金。其余10%~5%的锰用于其他工业领域,如化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业,以及环境保护和农牧业,等等。总之,锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。 一、矿物原料特征 锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态,其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下,粉状的锰与氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质,但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质,锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质,但锰并不亲铁。 在自然界中已知的含锰矿物约有150多种,分别属氧化物类、碳酸盐类、硅酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。但含锰量较高的矿物则不多。现就几种常见的锰矿物叙述如下。 1软锰矿 四方晶系,晶体呈细柱状或针状,通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异,结晶好者呈半金属光泽,硬度较高,而隐晶质块体和粉末状者,光泽暗淡,硬度低,极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成,为沉积锰矿的主要成分之一。在锰矿床的氧化带部分,所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。软锰矿在锰矿石中是很常见的矿物,是炼锰的重要矿物原料。 2硬锰矿 单斜晶系,晶体少见,通常呈钟乳状、肾状和葡萄状集合体,亦有呈致密块状和树枝状。颜色和条痕均为黑色。半金属光泽。硬度4~6,比重4.4~4.7。硬锰矿主要是外生成因,见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中,亦是锰矿石中很常见的锰矿物,是炼锰的重要矿物原料。 3水锰矿 单斜晶系,晶体呈柱状,柱面具纵纹。在某些含锰热液矿脉的晶洞中常呈晶簇产出,在沉积锰矿床中多呈隐晶块体,或呈鲕状、钟乳状集合体等。矿物颜色为黑色,条痕呈褐色。半金属光泽。硬度3~4,比重4.2~4.3。水锰矿既见于内生成因的某些热液矿床,也见于外生成因的沉积锰矿床,是炼锰的矿物原料之一。 4黑锰矿 四方晶系,晶体呈四方双锥,通常为粒状集合体。颜色为黑色,条痕呈棕橙或红褐。半金属光泽。硬度5.5,比重4.84。黑锰矿由内生作用或变质作用而形成,见于某些接触交代矿床、热液矿床和沉积变质锰矿床中,与褐锰矿等共生,亦是炼锰的矿物原料之一。 5褐锰矿 四方晶系,晶体呈双锥状,也呈粒状和块状集合体产出。矿物呈黑色,条痕为褐黑色。半金属光泽。硬度6,比重4.7~5.0。其他特征与黑锰矿相同。 6菱锰矿 三方晶系,晶体呈菱面体,通常为粒状、块状或结核状。矿物呈玫瑰色,容易氧化而转变成褐黑色。玻璃光泽。硬度3.5~4.5,比重3.6~3.7。由内生作用形成的菱锰矿多见于某些热液矿床和接触交代矿床;由外生作用形成的菱锰矿大量分布于沉积锰矿床中。菱锰矿是炼锰的重要矿物原料。 7硫锰矿 等轴晶系,常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等,集合体为粒状或块状。颜色钢灰至铁黑色,风化后变为褐色,条痕呈暗绿色。半金属光泽。硬度3.5~4,比重3.9~4.1。硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中,是炼锰的矿物原料之一。 二、用途与技术经济指标 锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。使用锰矿产品的冶金部门、轻工部门和化工部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求。 (一)冶金工业对锰矿石的质量要求 用于炼钢生铁、含锰生铁、镜铁的矿石,铁含量不受限制,矿石中锰和铁的总含量最好能达到40%~50%。 在冶炼各种牌号的锰系合金中,对矿石的含锰量和锰铁比值有一定的要求。冶炼中、低碳锰铁,矿石含锰量36%~40%,锰铁比6~8.5,磷锰比0.002~0.0036;冶炼碳素锰铁,矿石含锰量33%~40%,锰铁比3.8~7.8,磷锰比0.002~0.005;冶炼锰硅合金,矿石含锰量29%~35%,锰铁比3.3~7.5,磷锰比0.0016~0.0048;高炉锰铁,矿石含锰量30%,锰铁比2~7,磷锰比0.005。 (二)化工及轻工部门对锰矿石的质量要求 化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾,其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。化工级二氧化锰矿粉要求MnO2含量大于50%表3.3.3,制硫酸锰时,Fe≤3%、Al2O3≤3%、CaO≤0.5%、MgO≤0.1%;制高锰酸钾时,Fe≤5%、SiO2≤5%、Al2O3≤4%。 天然二氧化锰是制造干电池的原料,要求MnO2含量越高越好。对Ni、Cu、CO、Pb等有害元素一般厂定标准为Cu<0.01%、Ni<0.03%、Co<0.02%、Pb<0.02%。矿粉的粒度要小于0.12mm。 三、矿业简史 锰矿物的利用历史十分悠久,据文献记载,世界上利用锰矿物最早的国家有埃及、古罗马、印度和中国。我国利用锰矿物的历史可追溯到距今约4500~7000年前后新石器时代的仰韶文化(彩陶文化)时期。由于软锰矿呈土状,它的颜色呈黑色,极易染手,在古人看来,这是一种奇妙的陶器着色颜料。 可是锰元素的发现却比较晚,到1774年才由瑞典矿物学家甘恩(J.G.Gahn)从软锰矿中还原出了金属锰。 锰在钢铁工业上的应用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后,欧洲各国开始用高炉生产含锰15%~30%的镜铁和含锰达80%的锰铁。1890年用电炉生产锰铁,1898年用铝热法生产金属锰,并发展了电炉脱硅精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰。 最早开采的锰矿山是美国田纳西州惠特福尔德(Whitifeld)锰矿,始采于1837年,到1884年锰矿石年产量已达4万t。印度也是开采锰矿较早的国家之一,始采于1892年。第一次世界大战前,印度出口锰矿石一直居世界首位。1928年以后其地位被原苏联所取代。从本世纪20年代末原苏联的锰矿石产量一直居世界领先地位。此外,开采锰矿石比较早的还有巴西、加纳、澳大利亚、南非和加蓬等国。 我国锰矿的地质找矿工作开始得也比较早,据所见资料,从1886年开始,并于1890年首先在湖北兴国州(今阳新)发现锰矿,随后于1897年和1907年又先后在湖南发现安仁、攸县和常宁、耒阳锰矿;1910年发现广西防城大直、钦州黄屋屯锰矿;1913年和1918年,前后发现了湖南湘潭上五都锰矿(1937年改称为湘潭锰矿)和广西木圭、江西乐华锰矿。我国老一辈地质工作者,如朱庭祜、王晓青、田奇玲王隽、李殿臣、李四光等等对湖南、广东、广西、江苏、江西等地做了大量锰矿地质调查,初步了解了我国一些锰矿产地及其锰矿石质量,探讨了锰矿床的成因。 大规模的锰矿地质勘查工作是在新中国成立以后。从1950年广西工业厅对桂平木圭锰矿、华东地测处对南京栖霞锰矿、西南工业厅对贵州遵义锰矿进行勘查开始,经过近50年广大地质工作者的努力,到1996年底,全国锰矿地质勘查投入约6.8亿元,机械岩心钻探工作量约190多万m,累计探明锰矿石6.48亿t。 我国最早开采的锰矿山是湖北阳新锰矿,始采于1890年,后因质量不佳,不久即行停采。阳新锰矿停采后,汉冶萍煤铁厂矿公司为了解决锰矿原料,于1908年在湖南常宁曲潭设常耒锰矿采运局,开采常宁耒阳一带锰矿。1913年在湖南湘潭上五都发现锰矿后,1914年即由新组建的裕矿业公司负责开采,到1917年已初具规模,日产锰矿石百余吨,最高年产达3万t,仅1916~1927年的12年间,运销日本八幡制铁所的锰矿石就达14.3万t(矿石品位不低于45%)。 据查阅资料表明,1949年以前全国曾开采过锰矿的地区有湖北、湖南、广西、广东、江苏、江西、福建、贵州、河北和辽宁。据不完全统计,从1912年到1945年的33年间,我国共开采锰矿石140万t(表3.3.5),年均产量4.2万t,最高年产7.43万t(1927年),主要集中于桂、湘、赣、辽、粤、苏6个省(区),合计135.8万t,约占全国总产量的96.8%,其中又以桂、湘两地为最多,占全国总产量的65.4%。 钨锰矿 矿物名称 钨锰矿 Huebnerite 矿物概述 化学组成MnWO4,钨锰矿MnO 23.42,WO3 76.58; 鉴定特征以其板状晶形,颜色、条痕、一组完全解理及大的比重为其主要的鉴定特征; 成因产状主要产于高温热液石英脉中及云英岩化围岩中。矿脉常存在于花岗岩侵入体顶部或外接触带附近的围岩中;共生矿物除石英外,还有锡石、毒砂、黄铁矿、黄玉、绿柱石、电气石等; 著名产地世界著名的产地是美国亚利桑那州DragoonDistrict、和科罗拉多州等地。 名称来源以德国矿物学家AdolphHuebner的名字命名; 晶体形态 斜方柱晶类;单项常见有平行双面a、、c和斜方柱n、k; 晶体结构 晶系和空间群单斜晶系,属L2PC对称型和P2/c空间群; 晶胞参数a04.829埃,b05.759埃,c04.997埃,β91˚10΄; 粉晶数据2.99612.9540.954.840.65 物理性质 硬度4-4.5 比重7.12g/cm3 解理解理平行完全 断口参差状 颜色红褐色 条痕黄褐色 透明度透明 光泽树脂光泽至半金属光泽 其他性脆 光学性质 二轴晶,Np2.17-2.2,Nm2.22,Ng2.3-2.32,双反射率0.1200-0.1300,2V计算50-80,2V实测73 软锰矿 软锰矿 manganese dioxide 软锰矿的成分叫二氧化锰,是一种常见的锰矿物。软锰矿含锰为63.19%,是重要的锰矿石。软锰矿非常软,还不及人的指甲硬。它的颜色为浅灰到黑,具有金属光泽。如果用手去摸,它会像煤一样弄黑你的手。软锰矿一般为块状或肾状或土状,有时具有放射纤维状形态。有趣的是有些软锰矿还呈现出一种树枝状附于岩石面上,人称假化石。软锰矿是其他锰矿石变成的,在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成软锰矿。 软锰矿 化学式 MnO 2 ; 分子质量 86.94 ; 性状黑色无定形粉末,或黑色斜方晶体; 沸点 535 C 分解; 熔点 390 C ; 相对密度 5.026 (水 1 ); 溶解性不溶于水、硝酸、冷硫酸,溶于冷盐酸而产生氯; 危险性强氧化剂,本身不燃烧,但助燃,不要和易燃物放置一起; 毒性急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性。 二氧化锰是两性氧化物。它是一种常温下非常稳定的黑色粉末状固体,可作为干电池的去极化剂。在实验室常利用它的氧化性 , 和浓 HCl 作用以制取氯气 MnO 2 4HClMnCl 2 C1 2 2H 2 O 。二氧化锰在酸碱介质中是一种强氧化剂。与浓硫酸反应有氧气生成;与浓盐酸反应有氯气生成。二氧化锰与熔融苛性钾在空气中反应生成锰酸钾 K2MnO4 。二氧化锰用于干电池、玻璃和陶瓷的着色剂、制锰等。化学式 MnO 2 。黑色斜方晶体。天然存在的二氧化锰是软锰矿。它是强氧化剂,不能与有机物或其他还原性物质如硫、硫化物、磷化物等一起加热或摩擦。二氧化锰可用于制造干电池和涂料;在搪瓷、玻璃釉药、陶瓷等方面做黑色或紫色颜料;在橡胶工业中用作催化剂;加在含铁玻璃中可去掉绿色;还可制锰化合物。 MnO2 一种重要的 无机盐工业 产品。黑色或灰黑色晶体或无定形粉末。不溶于水,高温下与碳反应生成金属锰。是两性物质,具有良好的吸附性能和较强的氧化能力。 硬锰矿 硬锰矿 Psilomelane massive 矿物概述 硬锰矿是钡和锰的氧化物,它是提炼锰的重要矿石。与很多在地下形成的矿物不同,硬锰矿是在地表条件下形成的次生矿物,也就是说它原来是另外一种矿物,后来在某种条件下又变成了现在这种东西。它们原来一般是锰的碳酸盐或硅酸盐矿物。硬锰矿深灰到黑色,表面光滑,葡萄或钟乳状块体。 化学组成BaMn2Mn94O203H2O,硬锰矿的成份变化很大;有时70BaO可被CaOK2ONa2OSrO所置换;其中所含的水,类似于沸石水的性质;至于硬锰矿的化学式目前尚未能最后确定下来 。 鉴定特征以其胶体形态,黑色条痕、较高的硬度和葡萄状的晶态当中,来和其它的氧化锰区别;亦可以从条痕的颜色,来和褐铁矿区别 。 成因产状主要为外生成因,见于锰矿床的氧化带;是褐锰矿,黑锰矿以及含锰碳酸岩和硅酸盐风化的产物;此外也常见于沉积锰矿床中。 著名产地世界范围广泛分布;重要的产地有德国Saxony的Schneeberg、法国的Romanechc和中印度的TekraSai等地 。 名称来源Psilomelane一词,来自两个希腊字,意指光滑Smooth和黑色Black,以象征这种矿物的外观。 晶体形态 晶体少见,通常呈葡萄状、肾状、皮壳状、钟乳状或土状,此外还有致密块状和树脂状; 晶体结构 晶系和空间群单斜晶系,C2/m; 晶胞参数a09.56埃,b02.88埃,c013.85埃; 物理性质 硬度4-6 比重4.71g/cm3 解理无解理 颜色灰黑色至黑色 条痕褐黑至黑色 透明度不透明 光泽半金属光泽至暗淡 其他性脆 水锰矿 水锰矿 Manganite 矿物概述 水锰矿是碱性的锰氧化物矿物,是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。水锰矿呈暗灰色到黑色,它一般为一束束平行排列的晶束状或纤维状块体,也有呈粒状或钟乳状的。 化学组成MnOOH,MnO 40.4,MnO2 49.4,H2O 10.2。常含SiO2,Fe2O3以及微量Al2O3,CaO等混入物; 鉴定特征以其晶形,柱面条纹和红棕色条痕为鉴定特征,予以鉴定它和软锰矿不同之处为硬度是4,条痕作红棕色; 成因产状水锰矿形成于氧化条件不够充分的环境;在低温热液矿脉中常呈晶簇与重晶石,方解石共生;而外生沉积作用形成的水锰矿者常呈块状或鲕状见于锰矿床中,为四价锰矿物(软锰矿)和二价锰矿物(菱锰矿)之间的过渡产物; 著名产地世界著名产地有英国Cornwall和Cumbria、美国Colorado、德国Harz山脉的IIfeld、Thuringia的Iimenau、英伦的Cornwall、加拿大的NovaScOtia以及美国Michigan州的Negaunee等地。 名称来源以其成分而命名;Manganite一字,是指一种含锰的矿物; 水锰矿 晶体形态 斜方柱晶类,晶体常呈板状,沿c轴伸长。常见单形有平行双面c、d、斜方柱m。 晶体结构 晶系和空间群单斜晶系,B21/d; 晶胞参数a08.88埃,b05.25埃,c05.71埃;β90; 粉晶数据3.412.640.62.280.5 物理性质 硬度3.5-4 比重4.2-4.33g/cm3 解理解理平行完全,平行和中等 断口参差状断口 颜色深灰至黑色 条痕红棕色 透明度不透明 光泽半金属光泽 发光性无 其他性脆 光学性质 二轴晶,Np2.25,Nm2.25,Ng2.53,双反射率0.2800 水锰矿(Manganite) MnOOH [晶体化学] 理论组成wBMnO 40.4,MnO2 49.4,H2O 10.2。混入物有SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等。 [结构与形态] ;Z8。结构中O2- 、(OH)- 共同成六方最紧密堆积,Mn3单斜晶系,a00.888nm,b00.525nm,c00.571nm,β90 占据八面体空隙成强烈变形的八面体[MnO,OH6],组成沿c轴方向延长的链。晶体结构的理想形式与硬水铝石型结构在100面上的投影相似,但阳离子分布不同。 斜方柱晶类,C2h-2/mL2PC。晶体常呈柱状,沿c轴延伸,柱面具纵纹。常见单形平行双面c、d,斜方柱m。双晶面依呈接触或穿插双晶,并常成聚片双晶。在沉积矿床中多呈隐晶质集合体,亦有呈鲕状、钟乳状者。 [物理性质] 暗钢灰至铁黑色。条痕红棕色。半金属光泽,解理完全,及中等。断口不平坦状。性脆。硬度3.54。相对密度4.24.33。 偏光镜下二轴晶 ,2V很小。Ng2.53,Nm2.25,Np2.252.33。 [产状与组合] 形成于氧不足的条件下,以外生作用为主,呈鲕状或致密块体大量出现于沉积锰矿床中,为四价锰矿物(软锰矿、硬锰矿)和二价锰矿物(菱锰矿)之间的过渡矿物。在氧化带不稳定,易于氧化变为软锰矿。 [鉴定特征] 与软锰矿、硬锰矿相似,可由红棕色条痕大致区别。 [工业应用] 重要的锰矿石矿物。 黑锰矿 黑锰矿 Hausmannite 矿物概述 黑锰矿是锰的氧化物矿物,为黑褐色,不透明,有一点金属光泽,块状。 化学组成MnMn2O4,,黑锰矿的化学组成中Mn2和Mn3呈有限类质同象代替;zn2代替Mn2达8.6%,称为锌黑锰矿;Fe3代替Mn3达4.3%,称为铁黑锰矿 鉴定特征溶于盐酸,析出氯; 成因产状黑锰矿为典型的高温热液和接触交代矿物,与磁铁矿相似,系在较为还原条件下形成的;同富含Mn2的矿物,锰橄榄石、方锰矿、菱锰矿、锰质石榴子石等矿物共生,脉石矿物重晶石而不是石英;石英常与褐锰矿、蔷薇辉石和钙蔷薇辉石等共生;黑锰矿亦产于区域变质的沉积锰矿矿床,与褐锰矿、磁铁矿、黑镁铁锰矿以及其他铁,锰的无水氧化物共生;在低级区域变质条件下,锰的氢氧化物经失水作用,软锰矿和褐锰矿经还原作用皆可形成黑锰矿; 著名产地世界著名产地有俄罗斯、瑞典的菲里普斯塔得、美国阿肯色州等地。 名称来源Hausmannite源自矿物学教授的名字“J.F.L.Hausmann”; 晶体形态 复四方双锥晶类;主要单形有四方双锥p、s、e、f;四方柱a;底面; 晶体结构 晶系和空间群四方晶系; 晶胞参数ao5.76,co9.44埃;z4; 粉晶数据2.4912.770.91.5440.8 物理性质 硬度6 比重4.8 解理解理完全 断口断口不平坦 颜色棕黑色 条痕黑色 透明度不透明 光泽半金属光泽 发光性无 其他脆性;不具磁性 光学性质 一轴晶,No2.46,Ne2.15。反射率20(绿光),16.6(橙光),13(红光);强非均质性 菱锰矿 菱锰矿(Rhodochrosite/Rodocrosita 红玉,印加红玫瑰石 Mn[CO3] [概述] 菱锰矿 菱锰矿也是碳酸盐矿物,它常含有铁、钙、锌等元素,并且这些元素往往会取代了锰,因此,纯菱锰矿很少见。菱锰矿是生产铁锰合金的锰的来源。它们通常为粒状、块状或肾状,红色,氧化后表面呈褐黑色。具有玻璃光泽。有些色彩好看且透明的菱锰矿可制作成低档饰品。 [晶体化学] 理论组成wBMnO 61.71,CO2 38.29。与FeCO3、CaCO3、ZnCO3可形成完全类质同像系列,故常含Fe达26.18、Ca达8、Zn达14.88 、Mg达12.98;形成铁菱锰矿、钙菱锰矿、菱锌锰矿等。有时含少量Cd、Co等。 [结构与形态] 菱锰矿 三方晶系 ;菱面体晶胞;arh0.584nm,α47。46;Z2;六方晶胞ah0.473nm,ch1.549nm;Z6。方解石型结构。 复三方偏三角面体晶类,D3d-3mL33L23PC。晶体呈菱面体状,晶面弯曲,多出现于热液脉中,但不常见。主要单形菱面体r 、e ,有时出现六方柱a ,平行双面c。热液成因者多呈显晶质,粒状或柱状集合体。沉积成因者则多呈隐晶质,块状、鲕状、肾状、土状等集合体。 [物理性质] 晶体呈淡玖瑰色或淡紫红色,随含Ca量的增高,颜色变浅;致密块状体呈白、黄、灰白、褐黄色等,当有Fe代替Mn时,变为黄或褐色。氧化后表面变褐黑色。玻璃光泽。解理 完全。硬度3.54.5。性脆。相对密度3.63.7。 偏光镜下无色或浅玖瑰红色。一轴晶-,No1.816,Ne1.597;折射率随含Ca量的增高而降低,随含Fe量的增高而升高。 [产状与组合] 热液、沉积及变质条件下均能形成,但以外生沉积为主,形成菱锰矿沉积层。 菱锰矿为某些硫化物矿脉、热液交代、接触变质矿床的常见矿物,与硫化物、低锰氧化物和硅酸盐共生。 [鉴定特征] 玖瑰红色,氧化后表面褐黑色,硬度较低,常与其它含Mn矿物共生。 [工业应用] 提取锰的重要矿石矿物。 晶粒大、透明色美者可作宝石;颗粒细小、半透明的集合体则可作玉雕材料。 辉钼矿 辉钼矿 Molybdenite 矿物概述 辉钼矿是钼的二硫化物,是最重要的钼矿资源。钼被用来制作灯丝托架、阳极和栅极等电气和电子部件及电炉的加热元件。辉钼矿中还常含有铼,并且还是含铼最高的矿物,因此它还是提炼铼的最主要矿物。辉钼矿很软,比我们的手指甲还要软呢。一般它们为片状或细小的粒状,呈铅灰色,具有强烈的金属光泽。我国河南、陕西、辽宁等地产出辉钼矿。 化学组成MoS2,Mo钼59.94,S硫40.06; 辉钼矿 鉴定特征辉钼矿以其铅灰色,金属光泽,硬度低,底面解理极完全,比重大,光泽强,颜色及条痕较淡可与相似的石墨区别;比石墨重,同时略带蓝色,石墨则略带棕色;在条痕方面,辉钼矿条痕呈绿色,但石墨呈黑色。 在空气中灼烧或将其在硝酸中煮之,可得三氧化钼。 成因产状主要是高、中温热液成因的,其矿床与酸性岩在成因上有关;最重要的钼矿床为斑岩钼矿;与锡石、黑钨矿、辉铋矿、毒砂等共生或与柘榴石、透辉石、绿帘石、白钨矿等共生。 著名产地世界著名产地有美国ArizonaMohaveco.、Colorado、Utah和澳大利亚新南威尔士州King Sgate、加拿大魁北克(Quebec)、安大略省(Lyndoch Twp.,Ontario,)、挪威、瑞典、英国、墨西哥、中国辽宁、河南、山西、陕西等地。 名称来源Molybdenite一词,来自希腊语,意指铅 晶体形态 复六方双锥晶类;晶体成平行c0001的六方板状、片状;主要单形有平行双面c0001,六方柱m10-10,六方双锥s10-15等; 晶体结构 晶系和空间群六方晶系(2H型),空间群为D46hP63/mmc;三方晶系(3R型),空间群为C5R3m; 晶胞参数a03.15埃,co12.30埃(2H型),z2,a03.16埃,c018.33埃(3R型); 物理性质 硬度1-1.5,能在纸上划出条痕 比重5.05g/cm3 解理0001极完全 颜色铅灰色 条痕亮灰色 透明度不透明 光泽金属光泽 发光性无 其他薄片具有挠性,有油腻感 光学性质 反射色灰白。反射率Ro为36.0(绿光),31.5(橙光),30.5(红光);Re分别为15.5、18、15。双反射强,Ro-白带雪青色,Re-黄色。强非均质性。 用途 用于提炼钼,制造钼钢、钼酸、钼酸盐和其他钼的化合物。 钨矿 一、概述 钨元素由瑞典化学家舍勒C.W.Scheele于1781年从当时称为重石的矿物现称白钨矿中发现的,并以瑞典文tung重和sten石头的复合词tungsten命名这种新元素。1783年西班牙人德卢亚尔兄弟Fde Elhuyar从黑钨矿中制得氧化钨,并用碳还原为钨粉。 钨呈银白色,是熔点最高的金属,熔点高达3400℃,居所有金属之首,沸点5555℃,比重单晶钨19.3,并具有高硬度、良好的高温强度和导电、传热性能,常温下化学性质稳定,耐腐蚀,不与盐酸或硫酸起作用。 钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一,广泛应用于航天、原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。特别是含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件,高比重钨基合金则用于反坦克和反潜艇的穿甲弹头。 钨精矿用于生产金属钨、碳化钨、钨合金及化合物。 二、钨矿原料特点 1钨的地球化学特性及其在地质作用的行为 钨是一种分布较广泛的元素,几乎遍见于各类岩石中,但含量较低。通过有关地质作用加以富集才能形成矿床作为商品矿石开采。钨在地壳中的平均含量为1.310-6,在花岗岩中含量平均为1.510-6。钨在自然界主要呈六价阳离子,其离子半径为0.6810-10m。由于W6离子半径小,电价高,具有强极化能力,易形成络阴离子,因此钨主要以络阴离子形式[WO4]2-,与溶液中的Fe2、Mn2、Ca2等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀。黑钨矿结晶温度为320~240℃,白钨矿的结晶温度为300~200℃。 在表生作用中,由于含钨矿物较稳定,常形成砂矿。但在酸性条件下,含钨矿物可被分解,并以WO3形式溶于地表水中,在一定条件下形成某些钨的次生矿物。有时以矿物微粒或离子形式被粘土或铁锰氧化物吸附而集聚于页岩、泥质细砂岩及铁锰矿层中。 近年来在古老的变质岩系中发现有层控钨矿床和钨的矿源层,说明在变质作用过程中,钨也能发生某种程度的富集。 2钨矿石矿物组成 钨的重要矿物均为钨酸盐。在成矿作用过程中能与[WO4]2-络阴离子结合的阳离子仅有几个,主要有Ca2、Fe2、Mn2、Pb2,其次为Cu2、Zn2、Al3、Fe3、Y3等,因而矿物种类有限,目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物,即黑钨矿族钨锰矿、钨铁矿、黑钨矿;白钨矿族白钨矿钙钨矿、钼白钨矿、铜白钨矿;钨华类矿物钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿;不常见的钨矿物钨铅矿、斜钨铅矿、钼钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿含钨、硫钨矿等。 尽管已发现的钨矿物和含钨矿物有20余种,但其中具有开采经济价值的只有黑钨矿和白钨矿。黑钨矿Fe、MnWO4,含WO3 76;白钨矿CaWO4,含WO3 80.6。 3我国选冶钨矿物原料与国外不同 国外长期以来开发的钨矿,主要是白钨矿,占总生产能力的60。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t,占全国钨矿总储量的71,但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主,占全国采出矿量的90。 三、矿石工业要求 钨矿产工业要求或称矿产工业要求,包括矿床边界品位WO3、工业品位WO3、可采厚度m和夹石剔除厚度m。 钨矿床伴生有益组分通常有锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、金、银、钴、铍、锂、铌、
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