非金属矿的性质和利用.pdf

311003020220-王言帅 -地质 10-5 班学院：资源环境学院指导教师：李凯琦姓名：王言帅学号：311003020220 班级：地质 10-5 班311003020220-王言帅 -地质 10-5 班非金属矿的性质及利用一、 大理岩变质岩，又称大理石因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等具粒状变晶结构， 块状（有时为条带状） 构造通常白色和灰色大理岩居多性质：(1) 玉石名称，大理岩玉又称汉白玉( 因从汉代开始使用 )，因云南大理是著名产地而命名2) 矿物组成，大理岩玉的矿物组成主要为隐晶质的方解石，还有一些其他的碳酸盐矿物3) 化学成分，大理岩玉的化学成分主要为CaCo3 ；，此外还含有 Mg 、Fe、Zn、Mn等杂质元素4) 结构构造，大理岩玉呈隐晶质细晶结构，块状构造5) 光泽，大理岩玉呈半玻璃 - 半油脂状光泽 . (6) 透明度，大理岩玉呈半透明-不透明状，常呈不透明(7) 硬度，大理岩玉的硬度不太大，其Hm=3 8) 相对密度，大理岩玉的相对密度比较低，值常在2．65—2．75 左右，平均值为 2．70。

9) 折射率，大理岩玉的折射率值变化范围比较大, 一般在 1．486－1．658之间 o 311003020220-王言帅 -地质 10-5 班(10) 发光性，大理岩玉的发光性多变11) 吸收光谱，大理岩玉的吸收光谱随所含杂质的不同有所不同12) 其他性质，大理岩玉遇稀盐酸分解起泡13) 颜色，大理岩玉由于所含杂质离子的不同，且有各种颜色用途大理岩主要用作雕刻和建筑材料， 雕刻用的主要是纯白色细均粒透光性强的大理岩， 透光性强可以提高大理岩的光泽常用于建造纪念碑、铺砌地面、墙面以及雕刻栏杆等也用作桌面、石屏或其他装饰，这类用途根据不同的需要可以用纯白色结构均匀的大理岩，也可以用具有各种颜色和花纹的大理岩 大理岩还在电工材料中用作隔电板，这类大理岩要求绝缘性能好，不能含有杂质，尤其是黄铁矿、磁铁矿等导电杂质含钙高的大理岩还可作为石灰和水泥原料等中国是使用大理岩最早和最多的国家之一，在公元前12 世纪的殷代就有用大理岩雕刻的水牛，北京和全国各地许多著名的古代和现代建筑中都广泛使用了大理岩 天安门前的华表， 故宫内的汉白玉栏杆及保和殿后面重达 250吨的云龙石， 人民英雄纪念碑的浮雕， 人民大会堂门前的大石柱和宴会厅，北京地下铁道的车站等都是用大理岩装饰而成。

二、 冰洲石无色透明的方解石也叫冰洲石，这样的方解石有一个奇妙的特点，就是透过它可以看到物体呈双重影像因此，冰洲石是重要的光学材料方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物，在生产生活中有很多311003020220-王言帅 -地质 10-5 班用途我们知道石灰岩可以形成溶洞，洞中的钟乳石、石笋汉白玉等其实就是方解石构成的性质自然界己经发现的矿物质总共有二千五百余种，其中重折率值最高的为冰洲石 (方解石 ) 达 0.1720，并具有最大的双拆射功能，这二种物理特性被广泛应用于现代的科技领域冰洲石主要化学成分为：CaCO3 ，质纯近似理论值CaO 56.03% 、CO2 43.97%；晶系：三方晶系；形状：菱面体；颜色：无色透明、紫色透明、浅黄色透明、金黄色透明、茶色透明、绿色透明；光性：一轴晶（―）；折光率： Ne=1.4864、No=1.6584(λ=589nm) ；重折率： 0.1720；解理：菱面体解理 {1011} ；双晶：聚片双晶 {0112} ；荧光：无；摩氏硬度为： 3；密度： 2.715g/cm32.703g-/cm3- 用途311003020220-王言帅 -地质 10-5 班冰洲石晶体具有最大的双折射功能和最大的偏振光性能，是已知物质中不能人工制造和无法替代的天然晶体。

常用于光学工业中的偏光棱镜，和偏光片，是制造天文用的太阳黑子仪，微距仪,中的心脏材料也用于宝石二色镜中的棱镜质量要求;1; 为结构完整完全透明,2; 无色透明或均一染色体，3; 晶体内部不允许有气体分子存在，(干涉法测定晶体无散光闪点存在)4; 不允许双晶和导波扭曲的晶体，普通方解石用于化工、水泥,塑料, 塘瓷, 璃璃, 造纸，医药 , 食品和动物饲料添加剂 方解石在冶金工业上用做助熔剂，在建筑工业方面用来生产水泥、内外墙凃料还用于塑料牙膏. 化粧品食品中添加剂冰洲石不作为首饰材料来用，市场上常用见到发的夜光球都是用夜光粉凃布的方解石冰洲石本身在任何环境任何条件下都不会发光三、 石棉石棉又称“石绵”， 为商业性术语，指具有高抗张强度、 高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品它是天然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称下辖2 类共计 6 种矿物（有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等）石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料但是由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质。

性质：不同种类的石棉，物理机械性质和化学性质也都不同石棉纤维长311003020220-王言帅 -地质 10-5 班度一般为 3～50 毫米，也有较长的中国发现最长的石棉纤维达2.18米，是目前世界上最长的物理性质石棉纤维的轴向拉伸强度较高，有时可达374×10^4 ㎏/ ㎡，但不耐折皱，经数次折皱后拉伸强度显著下降石棉纤维的结构水含量为 10～15% ，以含 14% 的较多加热至 600～700℃（温升10℃/ 分）时，石棉纤维的结构水折出，纤维结构破坏、变脆，揉搓后易变为粉末，颜色改变导热系数为 0.104 ～0.260 千卡/ 米·度·时，导电性能也很低，是热和电的良好绝缘材料 石棉纤维具有良好的耐热性能， 一般在 300℃以下加热 2 小时重量损失较少，若在 1700℃以上的温度下加热2 小时，温石棉纤维的重量损失较多，其他种类石棉纤维重量损失较少蛇纹石石棉是镁的含水硅酸盐类矿物，属单斜晶系层状构造原始结构呈深绿、浅绿、浅黄、土黄、灰白、白等色，半透明状, 外观呈纤维状，具有蚕丝般光泽蛇纹石石棉纤维的劈分性、柔韧性、强度、耐热性和绝缘性都比较好，比重为2.49 ～2.53 ，比热为 0.266，表面311003020220-王言帅 -地质 10-5 班比电阻为8.2×10^7～1.2×10^10 Ω，体积比电阻为1.9×10^8～4.79×10^9Ω·cm 。

化学性质蛇纹石石棉的耐碱性能较好，几乎不受碱类的腐蚀， 但耐酸性较差，很弱的有机酸就能将石棉中的氧化镁析出，使石棉纤维的强度下降角闪石石棉绳石棉属于单斜晶系构造颜色一般较深，比重较大，具有较高的耐酸性、耐碱性和化学稳定性，耐腐性也较好尤其是蓝石棉的过滤性能较好，具有防化学毒物和净化被放射性物质污染的空气等重要特性蛇纹石石棉和闪石石棉的区分是：把石棉放在研钵中研磨， 蛇纹石石棉成混乱的毡团， 纤维不易分开， 闪石石棉研磨后易分成许多细小的纤维不含铁的石棉呈白色，含铁的石棉呈不同色调的蓝色纤维状集合体丝绢光泽，劈分后的纤维光泽暗淡石棉是彼此平行排列的微细管状纤维集合体， 可分裂成非常细的石棉纤维，直径可小到 0.1 微米以下完全分裂开松后，用肉眼很难观311003020220-王言帅 -地质 10-5 班察，因而是良好的细菌过滤材料纤维长度超过石棉8 毫米的石棉与20～25% 的棉纱混合可制成防火纺织材料，较短的纤维可用于制作石棉胶合布、石棉板和绝缘材料等蓝石棉具有独特的防化学毒物和净化放射性微粒污染空气的性能，被用于制作各种高效能过滤器，用它制造的石棉纸过滤效率达 99.9%垂直裂隙的石棉纤维称为横纤维，一般长度在30 厘米以下，蛇纹石石棉多以这种形式产出，平行裂隙方向延长的石棉纤维称纵纤维，其长度可达 1 米以上，蓝石棉多为纵纤维。

其他石棉这两种纤维均有用途世界上所用的石棉95% 为温石棉，其纤维可以分裂成极细的元纤维，具有优良的纺丝性能青石棉和铁石棉占石棉总消耗量的5% 以下，主要用于造船直闪石石棉是类似滑石的一种石棉，常用作“工业滑石”311003020220-王言帅 -地质 10-5 班石棉纤维可以织成纱、线、绳、布、盘根等，作为传动、保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料，在建筑上主要用来制成石棉板，石棉纸防火板，保温管和窑垫以及保温、防热、绝缘、隔音等材料石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、石棉管等石棉水泥制品石棉和沥青掺合可以制成石棉沥青制品，如石棉沥青板、布（油毡）、纸、砖以及液态的石棉漆、嵌填水泥路面及膨胀裂缝用的油灰等，作为高级建筑物的防水、保温、绝缘、耐酸碱的材料和交通工程的材料国防上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合，可以制成火箭抗烧蚀材料、飞机机翼、油箱、火箭尾部喷咀管以及鱼雷高速发射器，船舶、汽车以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料，石棉与各种橡胶混合压模后， 还可做成液体火箭发动机连接件的密封材料石棉与酚醛树脂层压板，可做导弹头部的防热材料兰石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过滤器及耐酸盘根、橡胶板等。

由于石棉的纤维柔软， 具有绝缘、 绝热、隔音、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀和耐磨等特性， 在商业、公共事业和工业设施中有相当多的用途，例如耐火的石棉纺织品、输水管、绝缘板等石棉水泥制品，及各种绝热材料等广泛的应用于建筑、电器、汽车、家庭用品等纺织纤维长度较长、含水量较多的石棉纤维经机械处理后，可直接在纺织机械上加工， 制成纯石棉制品 或在石棉纤维中混入一部分棉纤维或其他有机纤维，制成混纺石棉制品由于大多石棉纤维的长度较短，311003020220-王言帅 -地质 10-5 班比较脆硬，容易折断，用机械加工容易污染空气为了改进纺纱工艺和防止污染，采用湿法纺纱，首先制成石棉薄膜带， 经加拈制成纱线，然后再加工成为各种石棉制品 石棉纱线经制绳机械加工可制成各种绳索也可织成石棉布缝制石棉服、石棉靴、石棉手套等劳动保护用品建筑石棉水泥管石棉水泥制品，常见的如石棉水泥管，石棉水泥瓦和石棉水泥板和各种石棉复合板等这类制品的石棉用量占石棉总消耗量的75% 以上，随着涂料工业的发展，各种彩色石棉瓦、彩色石棉板等将为建筑行业提供更优质的材料石棉板用于建筑物的隔热、隔音墙板等生产石棉水泥制品一般选用硬结构的针状棉，级别要求不甚高，4～5 级棉即可满足使用要求。

石棉水泥制品所用石棉主要为温石棉，有时也掺加适量青石棉和铁石棉，所用水泥主要是硅酸盐水泥，若用磨细石英砂代替 40% 左右的硅酸盐水泥时，则制品需经蒸压养护石棉与水泥的重量比的范围为10∶90～20∶80311003020220-王言帅 -地质 10-5 班石棉水泥制品的生产方法有圆网抄取法、马尼亚尼成型法、挤出法、注射法以及干法等①圆网抄取法（ Hatschek process ）是较多采用的方法其工艺是石棉水泥料浆加水稀释成为一定浓度的悬浮液后，经圆网筒过滤脱水并转移到一无端毛布上形成薄料层，然后通过真空脱水和加压密实，使薄料层粘集成为具有一定厚度的料坯，以供加工成各种制品，如波形瓦、平板和管等②马尼亚尼成型法（Magnani process ）是将较浓的石棉水泥料浆或石棉水泥悬浮液直接流入成型机的毛布上，进行真空脱水和加压密实，制成石棉水泥波形瓦或压力管马尼亚尼成型法、挤出法、注射法或干法制造石棉水泥制品，其石棉利用率均不如圆网抄取法高石棉水泥制品具有较高的抗弯和抗拉强度，可制成薄壁制品；还具有耐蚀、不透水、抗冻性与耐热性好以及易于机械加工等许多优点其主要缺点是抗冲击强度较低石棉纤维在沥青中可以提高沥青的软化温度及降低其在低温下的脆性。

石棉沥青制品有薄型石棉沥青板、石棉。