長石和石英礦的特點及其分離的重要意義

長石和石英礦的特點及其分離的重要意義長石（ffeldspar）是架狀鋁硅酸鹽礦物，其主要成份包括所少，Al/）3.K*X阻0、CaO等，含鉀，鈉，鈣和少量據(jù)等誠金屬或堿土金屬』在地殼上廣泛分布，大約占地殼總礦物含量的一半「分別分布于巖漿巖，變質(zhì)巖及沉積巖中，比例依次為60%.30%10%分布，當長石在礦床中富集到一定程度時，即可能被開采成為工業(yè)礦物自然界長石純礦物含量其實不多，多數(shù)長石與礦物（石英.云母、霞石.角閃石，金紅石等）共生，其中有害雜質(zhì)主要為云母（尤其是黑云母），鐵的化合物.金紅石、角閃石等自然界中存在三大系列長石，一系列為堿性長石系：高溫條件下，鉀長石與鈉長石完全類質(zhì)同相形成；二系列為斜長石系：由鈉長石和鈣長石連續(xù)類質(zhì)同相形成；三系列為領(lǐng)長石系：鑰長石，副鋰長石.鍥鈉長石及銀長石.長石類質(zhì)同像的化學(xué)組成可以表示為OrxAbyAiv（x+y+^100）,其中Or、Ab和An分別代表KAlSiaOJ鉀長石）、NaAlSigOH鈉長石彈CaAl2Si2O5（鈣長石）三種組分叫圖1?1所示為長石的OAt>An體系成分范圍［叫這兩種類質(zhì)同相系列的礦物組成和特性分別見表1-1及表1?2?火山告期 （時，陸巖〈低丑）相圖1-1Or-Ab-An體系三元長石的成分范圍表1-1堿性長石系列礦物分類及特性u問名稱晶系晶形Ab含信/%生成溫度/C賦存礦床透長石單斜短柱狀、厚板狀可達50>900?950噴出巖、淺成巖正長石單斜短柱狀、厚板狀可達30650?900侵入巖、變質(zhì)巖微斜長石三斜短柱狀、板狀可達20<650偉晶巖、變質(zhì)巖表1-2斜長石系列礦物分類及特性〔岡名稱An含量/%賦存礦床屬性鈉長石0?10偉晶巖、細碧巖、片巖沉積巖中的自生礦物酸性更長石10?30花崗巖、偉晶巖、流紋巖等斜長石中長石30?50閃長巖、斜長巖、石英黑云母蘇長巖中性斜長石拉長石50?70輝長巖、斜長巖、玄武巖堿性斜長石培長石70?90角閃輝長巖、玄武巖鈣長石90?100角閃輝長巖、層狀雜巖長石晶體的基本結(jié)構(gòu)單元為四面體，每個結(jié)構(gòu)單元均由四個氧原子圍繞一個硅原子或鋁原子，且每兩個相鄰四面體共用一個氧原子，連接成三維的架狀骨架，而骨架內(nèi)大的空隙，由大半徑的堿或堿土金屬陽離子配衡，在單斜晶系長石中以8配位，而在三斜晶系中以9配位。長石幾種常見的形態(tài)見圖1?2⑶，幾種常見的雙晶如圖1?3所示⑶。圖1?2幾種常見的長石形態(tài)左起依次為:正長石（板狀）、正長石（柱狀）、透長石、肖鈉長石bb圖1.3長石中幾種常見的雙晶長石的應(yīng)用相當廣泛，涉及玻璃工業(yè)、陶瓷工業(yè)和肥料工業(yè)等，主要由于是其特有的物化性質(zhì)和工藝特性：長石比重范圍為2.56-2.76；莫氏硬度波動于6^.5,性脆，抗壓強度較高；顏色因種類不同而多樣；熔點范圍較寬，波動于1100?130儼C,與AI2O3比更易麻化學(xué)穩(wěn)定性好，不易受其酸、堿的腐蝕（高濃度H2SO4和HF除外）；由于長石在與硅酸鹽共融時起助融作用，因此常作為助搖劑應(yīng)用于玻璃和陶瓷胚釉業(yè)，同時還具有降低燒成溫度的作用；長石的解離特性導(dǎo)致其易于碾碎【制；易磨且可展性好。（二）石英特性石英，其主要成分是二氧化硅，化學(xué)成分為SiOz，屬于架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，[SiO4]4-四面體彼此共用四個頂點，Si02晶體中Si和0的配位數(shù)分別為4和2,形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。石英有多種晶形，且皆為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖14顯示出a-方石英的晶體結(jié)構(gòu)，SF+的排列方式與金剛石結(jié)構(gòu)完全相同，在距離最近且完全等距離的每2個、產(chǎn)之間插入0氣構(gòu)成了a-方石英的晶體結(jié)構(gòu)㈣。?5 Oo7圖1?4a.方石英的晶體結(jié)構(gòu)石英晶體屬于六方晶系的氧化物礦物，多為半透明或不透明。呈六方柱狀晶體產(chǎn)出的為低溫石英，其由兩個菱面體單形所形成，柱面含有橫紋，常含有少量雜質(zhì)成分（如AI2O3、CaO、MgO等），具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，是一種礦產(chǎn)資源。由于不同的粒度、顏色、包裹體等可生成多種變種。石英形態(tài)不同主要由不同溫度和壓力所致，但其決定了石英的應(yīng)用。圖1-5所示為石英的形態(tài)變化，石英各種穩(wěn)定形態(tài)見表1?3。表1-3石英各種穩(wěn)定形態(tài)形態(tài)比晶體形態(tài)穩(wěn)定條件磷石英（Tridymite）2六角形870度以上方石英2立方體1470度以上石英(quartz)(p)2斜六面體570度以上石英(quartz)(a)2正六面體表面的柯石英（Coesite）2單斜晶大于20KB超石英(Stishovite)4正方晶大于80KB石英是二氧化硅天然礦物的主要礦物組分，是熱力學(xué)穩(wěn)定晶形，又稱a?石英，屬三方晶系，呈長柱形、粒狀或致密塊狀；高溫下晶質(zhì)石英的變體即B?石英，屬六方晶系，呈細小粒狀。石英的比重因晶型不同而存在差異，于2.22?2.65之間變動；莫氏硬度為7,性脆，無解理，貝殼狀斷口；斷面具玻璃光澤或脂肪光澤，常呈無色或乳白色半透明狀態(tài)；熔點1750*0,沸點2230C；具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，是一種不與酸反應(yīng)的酸性氧化物，水溶性差，不與水反應(yīng)。SiO2的性質(zhì)不活潑，它一般不鹵素、鹵化氫和氫鹵素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用

（氟、氟化氫和氫氟酸除外）；具有非可塑性；在高溫中，可與粘土生成的莫來石晶體，因而常被作為制白釉的原料，以增強瓷器的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性及坯體的半透明性。HPtridymite磷石英140012001CXX>800600400HPtridymite磷石英140012001CXX>800600400200BcristobaHto方石英0.0 102030405060706000 100壓力Pressure(kbar)aquartz石英?zr?-a圖1?5石英的形態(tài)變化圖1.1.2長石和石英礦的礦產(chǎn)類型（一）長石礦的礦產(chǎn)類型1、 礦床的成因類型凹依據(jù)長石礦床的成因類型，可將長石礦床類型分為兩大類：第一類長石礦床為偉晶巖型，是最主要的成因類型，長石主要巢中在偉晶巖的長石塊體帶或分異單一的長石偉晶巖中，其圍巖多為片麻巖，主要由沉積變質(zhì)而成，或者為混合巖化片麻巖。花崗巖體、基性巖體或其接觸帶上也可以生產(chǎn)長石礦脈。第二類長石礦床為巖漿巖型，在酸性、中酸性及堿性巖漿巖中生成，其中以堿性巖為主，主要礦床包括霞石正長巖和霞石正長斑巖，次要礦床有花崗巖、白崗巖礦床以及正長巖、石英正長巖礦床等。2、 礦床的工業(yè)類型圓一般地，長石礦床按礦石組成可分為四類，鉀鈉長石或堿性長石、斜長石、堿土長石及條紋長石。目前，偉晶巖型長石礦在國內(nèi)外己開始大量開采利用，同時開采的還包括少數(shù)風化花崗巖、細晶巖、熱液蝕變礦床及長石質(zhì)砂礦。按分類標準：礦床的巖石屬性、礦脈結(jié)構(gòu)及礦石的物質(zhì)組分，我國長石礦床類型見表14表1-4我國長石礦床類型礦床類型工業(yè)用途實例弱分異型純長石礦床臨通、旺蒼以鉀長石為主，玻璃、陶瓷、化白云母-石英-鉀長聞喜、新泰、偉晶分異型工、研磨等工業(yè)原料.石礦床海城巖型交代型白云母?石英?鈉長石礦床以鈉長石為主，玻璃、陶瓷等工業(yè)原料湖南衡山酸性巖花崗巖、白崗巖陶瓷、玻璃代用原料湖北隨州巖漿中性巖正長巖、石英正長陶瓷、玻璃代用原料北京巖型堿性巖巖霞石正長巖、霞石正長斑巖?陶瓷、玻璃代用原料鳳城、安陽、南江3、礦產(chǎn)的分布情況國外長石礦產(chǎn)分布情況據(jù)美國礦業(yè)局統(tǒng)計，長石在世界上的儲量約為10億噸，主要出產(chǎn)國有30多個，主要包括意大利、中國、土耳其、美國、加拿大、泰國、德國、法國、挪威、日本和印度等問。國內(nèi)長石礦產(chǎn)分布情況我國具有豐富的長石礦資源儲備，全國A+B+C級的保有儲量為4083萬噸,擁有十多個保有儲量的礦點，已開發(fā)利用的長石礦床未超過總量的一半，未開發(fā)的長石礦分布較廣，主要在山西、遼寧、安徽、山東、湖南、云南、陜西、甘肅和新疆等地回。(-)石英礦的礦產(chǎn)類型硅質(zhì)原料主要分為兩類：巖礦類和砂礦類。巖礦類可分為石英砂巖、石英巖和脈石英三類；砂礦類可分為石英砂、含長石石英砂和含粘土石英砂等類別。硅質(zhì)原料礦物種類很多，主要礦物為石英，雜質(zhì)礦物主要包括各類長石巖屑、重礦物以及云母、綠泥石和粘土礦物等，因地區(qū)的差異一般硅質(zhì)原料的化學(xué)成分亦存在很大的區(qū)別。硅質(zhì)原料作為一種非金屬礦工業(yè)原料，在地球表面分布很廣泛，儲量很豐富。世界上石英分布廣泛，主要分布國家包括美國、加拿大、澳大利亞、印度、德國、俄羅斯等〔向。我國亦具有豐富的硅質(zhì)原料資源，廣泛分布于全國20個省、市、自治區(qū)，但分布不均勻，大部分石英砂礦床集中在新疆、四川和內(nèi)蒙古〔炯，在二迭系、泥盆系和前震旦系等地層中的。我國目前已發(fā)現(xiàn)184處石英礦產(chǎn)，主要分布地新疆27處、四川88處以及內(nèi)蒙古11處，分別占全國儲量的67%、11.4%及8.6%,其余54處分別分布在全國其他各地，包括河北、山西、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、云南、西藏、青海及陜西等地。其中江蘇東海、內(nèi)蒙通遼、八一西都陽湖、河北灤縣雷莊和陜西漢中等地的石英礦質(zhì)量較好、規(guī)模較大，已大量開采利用。近年來，部分儲量大、質(zhì)量好的硅質(zhì)原料礦產(chǎn)已經(jīng)在陸續(xù)開放利用，主要地區(qū)包括廣東、廣西和海南等。1.1.3長石和石英分離的重要意義在地殼中，長石和石英這兩種造巖礦物分布均很廣泛，儲量豐富，用途很多，可應(yīng)用于建材、玻璃陶瓷、電子電器及耐火材料等諸多領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各產(chǎn)業(yè)均調(diào)整結(jié)構(gòu)，對長石石英的需求量大大提高，同時各行業(yè)對長石石英原料的質(zhì)量標準也不斷提升。目前，我國對長石和石英的開采利用主要集中在各地優(yōu)質(zhì)長石石英礦床，大量中低品級礦床并未得到有效的開發(fā)利用，這主要與現(xiàn)階段選礦技術(shù)的發(fā)展有關(guān)。長石和石英同屬于架狀硅酸鹽礦物，結(jié)構(gòu)相似導(dǎo)致它們的物理性質(zhì)及化學(xué)組成等相同，而且兩者常以共生體狀態(tài)出現(xiàn)于自然界中，或伴生在一起，或作為脈石礦物與其他多種有用礦物共生。對長石石英礦物的進行系統(tǒng)的浮選研究，