礦物學(xué)考試知識(shí)點(diǎn)

1、第一章 礦物 ：由地質(zhì)作用或宇宙作用所形成的、 具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 在一定的物理化 學(xué)條件下相對(duì)穩(wěn)定的天然結(jié)晶態(tài)的單質(zhì)或化合物。非金屬礦物材料 ：一般認(rèn)為， 非金屬礦物材料指以非金屬礦物或巖石為基本或主要原料， 通 過(guò)深加工或精加工制備的具有一定功能的現(xiàn)代新材料。巖漿作用內(nèi)生作用 火山作用礦物的成因：偉晶作用熱液作用風(fēng)化作用外生作用 沉積作用變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用巖漿作用 ：指由巖漿冷卻結(jié)晶而成礦物的作用?；鹕阶饔?：實(shí)際上是巖漿作用的一種形式， 為地下深處的巖漿沿地殼脆弱帶上侵至地面或直 接噴出地表，迅速冷凝的全過(guò)程。偉晶作用 ：指在巖漿結(jié)晶作用的末期， 殘余的巖漿在地

2、殼深處 （ 3-8 千米）的高溫（400-700） 高壓（ 1× 108-3×108Pa）條件下所進(jìn)行的形成粗大晶體的作用。熱液作用 ：熱液在地下數(shù)千米至近地表處，在較低溫度下（50-500 ）和較低壓力下，從圍巖裂隙中析出或交代圍巖形成礦物的作用。風(fēng)化作用 ：在地表或近地表環(huán)境中，由于溫度變化及大氣、水、生物等的作用，使礦物、巖 石在原地遭受機(jī)械破碎，同時(shí)也可發(fā)生化學(xué)分解而使其組分被帶走或改造為新的礦物和巖 石，這一過(guò)程稱(chēng)為風(fēng)化作用。沉積作用 ：指地表風(fēng)化產(chǎn)物及火山噴發(fā)物等被流水、風(fēng)、冰川和生物等介質(zhì)挾帶，搬運(yùn)至適 宜的環(huán)境中沉積下來(lái)，形成新的礦物或礦物組合的作用。a）機(jī)

3、械沉積：風(fēng)化形成的礦物或巖石碎屑隨流水、風(fēng)等搬運(yùn)至異地沉積的作用。一般不形成 新的礦物。b）生物化學(xué)沉積： 指由生物新陳代謝作用的產(chǎn)物及其遺體的堆積，或生物的生命活動(dòng)促使周?chē)橘|(zhì)中某些物質(zhì)聚集而形成礦物及其礦床。風(fēng)化作用形成的真溶液， 因水分不斷蒸發(fā)而達(dá)到飽和，從而結(jié)晶出各種易溶 鹽類(lèi)礦物。c）化學(xué)沉積 風(fēng)化作用形成的膠體溶液，受到電解質(zhì)的作用發(fā)生電性中和凝聚、沉淀， 形成 Fe Mn Al Si 等的氧化物和氫氧化物。接觸變質(zhì)作用 ：指由巖漿活動(dòng)引起的發(fā)生于地下較淺深度（ 2-3 千米）的巖漿侵入體與圍巖 的接觸帶上的一種變質(zhì)作用。a）熱變質(zhì)作用：指巖漿侵入圍巖，由于受巖漿的熱力及揮發(fā)分的影

4、響，主要使圍巖礦物發(fā)生 重結(jié)晶、顆粒增大（如石灰?guī)r變質(zhì)成大理巖） ，或發(fā)生變質(zhì)結(jié)晶、組分重新組合形成新的礦 物組合的作用。b）接觸交代作用：指巖漿侵入、與圍巖接觸時(shí)，巖漿結(jié)晶作用晚期析出的揮發(fā)分及熱液使接 觸帶附近的圍巖和侵入體發(fā)生明顯的交代而形成新的巖石的作用。區(qū)域變質(zhì)作用 ：是指由于區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而引起的大面積范圍內(nèi)發(fā)生的變質(zhì)作用。礦物化學(xué)組成的影響因素 ： 1、地殼中化學(xué)元素的豐度 （ 平均含量） 2、元素的地球化學(xué)性質(zhì)3、元素的離子類(lèi)型類(lèi)質(zhì)同相： 礦物在結(jié)晶過(guò)程中，晶體中的某一質(zhì)點(diǎn)（離子、原子） 被化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似的其它質(zhì)點(diǎn)替代，而不改變?cè)芯w結(jié)構(gòu)，只改變 礦物的物化性質(zhì)的現(xiàn)象。礦物化學(xué)成

5、分的變化：非化學(xué)計(jì)量礦物 ：自然界很多礦物， 特別是某些含變價(jià)元素的礦物， 其形成過(guò)程中常處于不同的氧化還原條件下，其價(jià)態(tài)會(huì)發(fā)生變化。 化學(xué)組成偏離理想化合比， 不再遵守定比定律， 這些礦物稱(chēng)為非化 學(xué)計(jì)量礦物。礦物中的水 ：吸附水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水、層間水、沸石水。吸附水 ：被機(jī)械的吸附于礦物顆粒的表面及裂隙中，或滲入礦物集合體中的中性水分子 （H2O） 。結(jié)晶水 ：以中性水分子 （H2O） 的形式存在于礦物晶格中的一定位置上的水，是礦物化學(xué)組成 的一部分。水分子有確定的數(shù)目，與礦物中其他組分的含量常成簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。結(jié)構(gòu)水 ：也稱(chēng)化合水，是以 OH-, H+, H3O+ 離子形式存在于礦物晶

6、格中的一定配位位置上， 并有確定的含量比的“水” ，其中尤以 OH- 最為常見(jiàn)。層間水 ：存在于一些層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽晶格結(jié)構(gòu)層之間的中性水分子， 主要與層間陽(yáng)離子結(jié)合 成水合離子。沸石水 ：主要存在于沸石族礦物晶格中寬大的空腔和通道中的中性水分子， 與其中的陽(yáng)離子 結(jié)合成水合離子。礦物的物理性質(zhì)1、礦物的顏色：a）自色： 由礦物本身固有的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的顏色，大多是由于組成礦物的原子 或離子，受可見(jiàn)光的激發(fā)，發(fā)生電子躍遷或電荷轉(zhuǎn)移而造成的。b）他色 ：指礦物因含有外來(lái)帶色的雜質(zhì)、 氣液包裹體等所引起的顏色， 它與礦物本身的成分、 結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不是礦物本身固有的顏色。c）假色 ：由物理光學(xué)

7、效應(yīng)所引起的顏色， 是自然光照射在礦物表面或進(jìn)入到礦物內(nèi)部所產(chǎn)生 的干涉、衍射、散射等引起的顏色。2、礦物的 解理 ：礦物晶體在外力作用下，嚴(yán)格沿一定結(jié)晶學(xué)方向而破裂成一系列光滑平面 的固有特性。光滑的平面稱(chēng)為解理面。3、礦物的等級(jí)：a）極完全解理 ：礦物受力后極易裂成薄片，解理面平整而光滑。如云母的001 解理，石墨的0001 解理，透石膏的 010 解理等。b）完全解理 ：礦物受力后易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊，解理面顯著而平滑。如方鉛 礦的100解理，方解石的 10-11 解理等。c）中等解理 ：礦物受力后，沿解理面破裂，解理面較小而不很光滑，且不太連續(xù)，常呈階梯 狀，卻仍閃閃發(fā)亮，清

8、晰可見(jiàn)。如普通輝石的 110 解理，藍(lán)晶石的 010 解理等。d）不完全解理 ：礦物受力后，不易裂出解理面，僅斷續(xù)可見(jiàn)小而不平滑的解理面。如磷石灰 的0001 解理，橄欖石的 100 解理等。e）極不完全解理 ：礦物受力后，很難出現(xiàn)解理面，僅在顯微鏡下偶爾可見(jiàn)零星的解理縫，通 常稱(chēng)為無(wú)解理。如石榴子石、黃鐵礦及典型的自然金屬元素礦物等。破碎 對(duì)應(yīng)的是 篩分 磨礦 對(duì)應(yīng)的是 分級(jí) 選礦提純 ：是指利用礦物之間或礦物與脈石之間密度、粒度和形狀、磁性、電性、顏色（光 性）、表面潤(rùn)濕性以及化學(xué)反應(yīng)特性對(duì)礦物進(jìn)行分選和提純的加工技術(shù)。1、重選 ：根據(jù)礦粒間密度的差異， 在一定的介質(zhì)流中 （通常為水、 重

9、液或重懸浮液及空氣） 借助流體浮力、動(dòng)力及其機(jī)械力的推動(dòng)而松散，在重力（或離心力）及黏滯阻力作用下，使 不同密度（粒度）的礦粒發(fā)生分層轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到分選的目的。跳汰分選 ：礦物顆粒混合物在垂直交變介質(zhì)流作用下， 按密度差異進(jìn)行分層和分離心的過(guò)程。 跳汰分選過(guò)程 ：a、初始狀態(tài)；b、在水流的上升期間，受向上沖水作用后的狀態(tài)，床層被抬起松散開(kāi)，低密度物逐漸向上 集中，高密度物向下集中，但也有一部分細(xì)粒高密度物污染到上層。c、在水流轉(zhuǎn)而向下運(yùn)動(dòng)作用下，床層的松散度減小，粗顆粒運(yùn)動(dòng)困難，細(xì)粒比粗粒下降快， 向下運(yùn)動(dòng)到粗粒低密度層。d、在下降末期，床層愈來(lái)愈緊密，只有細(xì)小的礦物顆?？梢源┻^(guò)間隙向下運(yùn)動(dòng)，

10、細(xì)粒高密度物進(jìn)一步下降進(jìn)入底部高密度層。2、浮選 ：利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)差異，特別是表面潤(rùn)濕性，常用添加特定浮選藥劑的 方法來(lái)擴(kuò)大物料間潤(rùn)濕性的差別， 在固-液-氣三相界面， 有選擇性富集一種或幾種目的物料， 從而達(dá)到礦物分離的一種選別技術(shù)。浮選主要過(guò)程 ：1、充分?jǐn)嚢枋沟V漿處于湍流狀態(tài)，以保證礦粒懸浮并以一定動(dòng)能運(yùn)動(dòng)；2、懸浮礦粒與浮選藥劑作用，目的礦物顆粒表面的選擇性疏水化；3、礦漿中氣泡的發(fā)生及彌散；4、礦粒與氣泡的接觸；5、疏水礦粒在氣泡上的粘附，礦化氣泡(即礦粒與氣泡的聯(lián)合體)的形成；6、礦化氣泡的浮升，精礦泡沫層的形成及排出。浮選藥劑 4 種 捕獲劑：使目的礦物疏水，增加可浮性

11、，使其易于向氣泡附著； 起泡劑：主要是促進(jìn)泡沫形成，增加分選界面和調(diào)節(jié)泡沫的大小和穩(wěn)定性； 調(diào)整劑：調(diào)控礦粒與捕收劑的作用(促進(jìn)或抑制)及介質(zhì) PH 等； 絮凝劑：促使微細(xì)顆粒形成聚團(tuán)。浮選機(jī)分類(lèi) ：(1)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。 (2)充氣攪拌式浮選機(jī)。 (3) 充氣式浮選機(jī)。 (4)氣體析出 式浮選機(jī)。3、磁選： 是依據(jù)礦物磁性的差異，在非均勻磁場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)分選的方法。弱磁場(chǎng)磁選機(jī) ：濕式永磁圓筒式磁選機(jī)強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī) ：干式盤(pán)式強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī) 、干式雙輥強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)、 CS-1 型強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)、 濕式雙立環(huán)強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)。磁選過(guò)程 ：當(dāng)?shù)V漿進(jìn)入分選空間后， 磁性礦粒在不均勻磁場(chǎng)作用下被磁化， 受到磁力和

12、機(jī)械 力(重力、離心力、介質(zhì)阻力、摩擦力等)的作用。由于作用在各種礦粒上的磁力和機(jī)械力 的合力不同， 使它們的運(yùn)動(dòng)軌跡也不同， 從而實(shí)現(xiàn)分選。 磁性較強(qiáng)的礦粒所受到的磁力大于 所受到的機(jī)械力，使其吸在圓筒上， 并被轉(zhuǎn)筒帶至排礦端，排出成為磁性產(chǎn)品。弱磁和非磁 性礦粒所受磁力很小，則以機(jī)械力占優(yōu)勢(shì)。仍殘留在礦漿中，排出后成為非磁性產(chǎn)品。4、電選： 是利用礦物之間導(dǎo)電性的差異進(jìn)行分選的一種選礦方法。選礦中常用的使礦物 帶電的方式 ：直接傳導(dǎo)帶電、感應(yīng)帶電、電暈帶電、摩擦帶電。 直接傳導(dǎo)帶電定義及原理 ：使礦粒和電極接觸， 由于電荷的傳導(dǎo)作用， 導(dǎo)電性好的顆粒獲得 與電極極性相同的電荷， 被電極排斥

13、。 而導(dǎo)電性差的礦粒只能極化， 在靠近電極一端產(chǎn)生符 號(hào)相反的束縛電荷， 另一端產(chǎn)生與電極相同的電荷， 而受到電極吸引。 利用礦粒的這一電性 差異在電極上表現(xiàn)不同的行為，可達(dá)到分離的目的。感應(yīng)帶電定義及原理 ：礦粒不與電極直接接觸， 而是在電場(chǎng)中受到電極的感應(yīng)， 使礦粒帶電。 感應(yīng)后靠近負(fù)電極的一端， 產(chǎn)生正電荷， 靠近正極一端產(chǎn)生負(fù)電荷； 導(dǎo)體礦粒產(chǎn)生的正負(fù)電 荷均可移走；非導(dǎo)體則不然，只是在電場(chǎng)中極化， 正負(fù)電荷中心產(chǎn)生偏移， 而正負(fù)電荷卻不 能移走。 礦粒進(jìn)入高壓電場(chǎng)后， 導(dǎo)體礦物受旁邊靜電場(chǎng)的感應(yīng)而帶正電， 被吸向帶負(fù)電的負(fù) 極方向， 同時(shí)又受到重力和離心力的作用， 最終導(dǎo)致導(dǎo)體礦粒偏

14、離正常切線方向， 落入導(dǎo)體 礦斗中 ;非導(dǎo)體礦物不產(chǎn)生感應(yīng)帶電，沿正常切線方向落到非導(dǎo)體礦斗中，從而實(shí)現(xiàn)分選。電暈帶電定義及原理 ：如果電暈電極接的是高壓負(fù)極， 電暈極發(fā)射出大量的電子， 礦粒在電 暈電場(chǎng)中， 不論導(dǎo)體和非導(dǎo)體均能獲得負(fù)電荷， 導(dǎo)體礦粒由于其導(dǎo)電性好， 電荷吸附于表面 后，能在表面自由移動(dòng)， 非導(dǎo)體表面的電荷則不能自由移動(dòng)。 荷電后的礦粒一旦脫離電極后， 導(dǎo)體礦粒能在極短時(shí)問(wèn)內(nèi)將電荷經(jīng)鼓筒(接地 )傳走，并由于受到重力、鼓筒的離心力作用， 從鼓筒前方落下； 非導(dǎo)體礦粒不能立即傳走所獲電荷， 或只傳走一部分， 剩余電荷與金屬筒 體感生正電荷，從而被吸附在鼓筒面上并隨之運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到

15、筒的后方被毛刷強(qiáng)制刷下。 摩擦帶電定義及原理 ：由物體間電子逸出功的差異而引起的。當(dāng)物體相互摩擦?xí)r，溫度就會(huì)升高，增強(qiáng)了物體內(nèi)部分子和原子的熱運(yùn)動(dòng)，其中的電子 獲得了能量，使電子從逸出功小的物體， 流向逸出功大的物體。由于電子的轉(zhuǎn)移， 是兩物體 分別帶上了性質(zhì)不同的電荷在電選中， 可利用性質(zhì)不同的物體相互摩擦， 也可利用礦粒和給 料槽表面相互摩擦帶電。 然后使其通過(guò)電場(chǎng)， 由于受到電場(chǎng)力的作用而被分離。 摩擦帶電決 定于物料的性質(zhì)， 實(shí)踐證明兩種不同的非導(dǎo)體顆粒相互摩擦后分開(kāi)時(shí)， 所獲得的摩擦電荷比 兩種不同的導(dǎo)體摩擦后所獲得的電荷要多。 摩擦帶電只對(duì)非導(dǎo)體礦物起作用， 因?yàn)樗鼈兡塬@ 得較多的

16、摩擦電荷。 對(duì)導(dǎo)體礦物來(lái)說(shuō)，所帶的摩擦電荷很少， 幾乎可以忽略不計(jì)。 故摩擦帶 電方法主要用于非導(dǎo)體礦物的分選。 應(yīng)用最廣的 為電暈 -靜電復(fù)合電場(chǎng)。超細(xì)產(chǎn)品 ：在非金屬礦行業(yè)或非金屬礦加工中，一般將粒度分布d97 小于等于 10m 的產(chǎn)品稱(chēng)為超細(xì)（粉體）產(chǎn)品。d97:粒度分布的表示方法或者說(shuō)是單位， d 代表直徑，表示 97%通過(guò)粒徑。物理意義是粒徑 小于它的顆粒占 97%。粉碎極限 ：超細(xì)粉碎過(guò)程出現(xiàn)的粉碎 -團(tuán)聚平衡時(shí)的物料粒度稱(chēng)為物料的“粉碎極限” 。 超細(xì)粉碎設(shè)備：1、氣流磨 ：利用高速氣流（ 300-500m/s）或過(guò)熱蒸汽（ 300-400 度）的能量而對(duì)固體物料進(jìn) 行超細(xì)粉碎的

17、機(jī)械設(shè)備。 （利用能量使顆粒相互沖擊、碰撞、摩擦而被較快粉碎；在粉碎室 內(nèi)，顆粒之間的碰撞頻率遠(yuǎn)高于顆粒之間與器壁之間的碰撞。 ）2、機(jī)械沖擊磨 ： 圍繞水平或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體（棒、錘、葉片等）對(duì)物料產(chǎn)生激烈 的打擊、 沖擊、 剪切等作用， 使其與器壁或固定體以及顆粒之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊碰撞從而使 顆粒粉碎的超細(xì)粉碎設(shè)備。3、攪拌磨 ：由一個(gè)靜置的、內(nèi)填研磨介質(zhì)的筒體和一個(gè)旋轉(zhuǎn)攪拌器構(gòu)成的一類(lèi)超細(xì)研磨設(shè) 備。攪拌磨主要通過(guò)攪拌器攪動(dòng)研磨介質(zhì)產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料施加撞擊或沖擊，剪切， 摩擦等作用使物料粉碎。第三章硅酸鹽礦物的組成： 金屬陽(yáng)離子與各種硅酸根相結(jié)合而成的含氧鹽礦物。陽(yáng)離子元素有

18、 57 種之多，主要是惰性氣體型離子和過(guò)渡型離子。陰離子部分除 SiO44- 絡(luò)陰離子及它們相互 連接而成的一系列復(fù)雜絡(luò)陰離子外，有時(shí)還存在（OH）- 、F-、Cl-、O2-以及附加陰離子。此外，還存在水分子 H2O 。Al 在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中起著雙重作用 ：A：可以代替部分 Si4+ 進(jìn)入氧的四面體孔隙中，呈四次配位構(gòu)成AlO4 ，該硅酸鹽稱(chēng)為鋁硅酸鹽。B： Al 作為絡(luò)陰離子的團(tuán)外陽(yáng)離子充填于六個(gè)氧圍成的孔隙中，呈六次配位，構(gòu)成AlO6 配位八面體，這種硅酸鹽稱(chēng)為鋁的硅酸鹽。島狀結(jié)構(gòu) ： 常見(jiàn)的島狀絡(luò)陰離子有單個(gè)硅氧四面體 SiO44-或雙四面體 Si2O76- ，在結(jié)構(gòu) 中孤立存在。它們彼此

19、間靠其它金屬陽(yáng)離子連接。組群狀結(jié)構(gòu)： 由三個(gè)，四個(gè)或六個(gè) sio4 通過(guò)共用氧連接的硅氧四面體群體，群體之間再通 過(guò)其它金屬正離子按一定配位形式連接，構(gòu)成硅酸鹽結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為組群狀結(jié)構(gòu)。鏈狀結(jié)構(gòu)： 硅氧四面體通過(guò)共用氧連接起來(lái)，在一維方向延伸，組成連續(xù)的鏈。層狀結(jié)構(gòu)： SiO4 之間通過(guò)三個(gè)橋氧相連，在二維空間無(wú)限延伸構(gòu)成的硅氧四面體層稱(chēng)層狀 結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： SiO4 通過(guò)三個(gè)橋氧構(gòu)成在兩維空間發(fā)展的六元環(huán)的硅氧層，結(jié)構(gòu)單元為 Si4O104- 。同一四面體層活性氧通常指向同一方向,從而形成按六方網(wǎng)格排列的活性氧平面，（-OH）位于六方網(wǎng)格中心， 與活性氧同一平面。 SiO4四面體中三個(gè)橋氧， 一個(gè)端氧 （活 性氧），端氧的電價(jià)未飽和， 必須與其它金屬離子連接。 每個(gè)活性氧周?chē)腥齻€(gè)八面體空隙， 每個(gè)活性氧與一個(gè)四面體和三個(gè)八面體相連。層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物結(jié)構(gòu)的 4 種類(lèi)型 ：1）高嶺石型：高嶺石（ Al4Si4O10（OH）8 ）屬 1