硅酸盐矿物PPT讲稿.ppt

硅酸盐矿物第1页，共167页，编辑于2022年，星期一4.1 石英及石英岩石英及石英岩石英石石英石(quartz rock)亦称硅石指符合工业标准亦称硅石指符合工业标准的石英砂岩、石英岩和脉石英等。石英砂又称硅砂，的石英砂岩、石英岩和脉石英等。石英砂又称硅砂，指符合工业要求的天然生成的石英砂及由石英石粉指符合工业要求的天然生成的石英砂及由石英石粉碎加工的各种粒级的矿砂碎加工的各种粒级的矿砂(人造硅砂人造硅砂)。石英石和石。石英石和石英砂均以石英为主要成分，一般通称为硅质原料。英砂均以石英为主要成分，一般通称为硅质原料。第2页，共167页，编辑于2022年，星期一石英石英蔷薇石英蔷薇石英石英砂石英砂石英玻璃坩埚石英玻璃坩埚第3页，共167页，编辑于2022年，星期一 石英是石英石与石英砂的主要矿物组分，化学成分为石英是石英石与石英砂的主要矿物组分，化学成分为SiO2，石英，石英有有8种类质同象变种，常见为种类质同象变种，常见为-石英石英(即低温石英即低温石英)，简称石英，简称石英，乳白色或无色，半透明状，硬度乳白色或无色，半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度脂光泽，相对密度2.65，其电学、热学和某些机械性均具有明显的，其电学、热学和某些机械性均具有明显的异向性。异向性。17l0-1756时熔化，冷却后即变为石英玻璃。时熔化，冷却后即变为石英玻璃。石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂中矿物含量变化较大，以石英为主，其次为长石、石英砂中矿物含量变化较大，以石英为主，其次为长石、云母、岩屑、重矿物、黏土矿物等。云母、岩屑、重矿物、黏土矿物等。石英矿石中，除二氧化硅以外的各种组分工业上均视为杂质，尤石英矿石中，除二氧化硅以外的各种组分工业上均视为杂质，尤以铁质危害最大。以铁质危害最大。4.1.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第4页，共167页，编辑于2022年，星期一4.1.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第5页，共167页，编辑于2022年，星期一第6页，共167页，编辑于2022年，星期一粉碎、分级粉碎、分级分为干式和湿式分为干式和湿式干式：直接粉碎、煅烧后粉碎和砂岩自磨干式：直接粉碎、煅烧后粉碎和砂岩自磨湿式：湿碾湿式：湿碾-淘洗、棒磨淘洗、棒磨-磁选磁选4.1.3 加工技术加工技术第7页，共167页，编辑于2022年，星期一选矿提纯选矿提纯洗矿洗矿-除去粘土、杂质等，擦洗除去粘土、杂质等，擦洗除去风化的长石除去风化的长石重选重选-除去铁等重矿物，分级除去铁等重矿物，分级磁选磁选-除铁除铁浮选浮选-石油磺酸盐，浮铁；胺类捕收剂（石油磺酸盐，浮铁；胺类捕收剂（PH=3-4），浮云母；），浮云母；氢氟酸作调整剂，浮长石氢氟酸作调整剂，浮长石化学提纯化学提纯-除铁等金属。常用：酸、碱、气态除铁等金属。常用：酸、碱、气态HCl4.1.3 加工技术加工技术第8页，共167页，编辑于2022年，星期一表面改性表面改性表面涂覆：涂覆树脂（酚醛树脂或呋喃树脂）表面涂覆：涂覆树脂（酚醛树脂或呋喃树脂）-用于用于铸造砂、油井钻探铸造砂、油井钻探冷涂覆：树脂冷涂覆：树脂+砂砂混匀，加溶剂（酒精、丙酮或糠混匀，加溶剂（酒精、丙酮或糠醛）醛）-搅拌、挥发，干燥、粉碎、过筛搅拌、挥发，干燥、粉碎、过筛热涂覆：砂加热（热涂覆：砂加热（120-160）+树脂并混匀树脂并混匀+乌洛托乌洛托品（催化剂），搅拌，品（催化剂），搅拌，+硬脂酸钙（防结块），搅硬脂酸钙（防结块），搅拌，粉碎、过筛拌，粉碎、过筛4.1.3 加工技术加工技术第9页，共167页，编辑于2022年，星期一表面化学改性：橡胶、塑料填料表面化学改性：橡胶、塑料填料改性剂：硅烷偶联剂（如氨基硅烷、环氧基硅烷、三甲基硅改性剂：硅烷偶联剂（如氨基硅烷、环氧基硅烷、三甲基硅烷、甲基硅烷等）。带烷、甲基硅烷等）。带-RO官能团，水解产生硅醇基，官能团，水解产生硅醇基，-R基可降低表面自由能，提高与高聚物基料的相容性。基可降低表面自由能，提高与高聚物基料的相容性。改性工艺：改性工艺：a、湿法混合、湿法混合b、干法混合、干法混合4.1.3 加工技术加工技术第10页，共167页，编辑于2022年，星期一4.1.3 加工技术加工技术如图：淄博黑山玻如图：淄博黑山玻璃生产工艺流程璃生产工艺流程产品：玻璃餐具产品：玻璃餐具主要矿物原料：石主要矿物原料：石英砂、硼砂等英砂、硼砂等熔化后的玻璃料熔化后的玻璃料液通过机械人液通过机械人将玻璃料液取将玻璃料液取出，送入自动出，送入自动行列机进行压行列机进行压制成型。制成型。原料入库原料入库配配 料料熔熔 化化制作成型制作成型退温炉退火退温炉退火检验包装检验包装质检入库质检入库销销 售售煤气发生炉煤气发生炉废气、噪声废气、噪声废玻璃废玻璃粉尘粉尘煤炭采购煤炭采购粉尘、炉渣粉尘、炉渣天然气天然气废气、噪声废气、噪声第11页，共167页，编辑于2022年，星期一长石长石(feldspar)是钾、钠、钙及钡等碱金属和碱土是钾、钠、钙及钡等碱金属和碱土金属的铝硅酸岩矿物，其主要化学成分为金属的铝硅酸岩矿物，其主要化学成分为SiO2、A12O3、K2O、Na2O、CaO。是重要的造岩矿物。是重要的造岩矿物。4.2 长石及霞石正长岩长石及霞石正长岩4.2.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第12页，共167页，编辑于2022年，星期一长石长石斜长石斜长石钠长石钠长石钠长石钠长石第13页，共167页，编辑于2022年，星期一第14页，共167页，编辑于2022年，星期一霞石正长岩霞石正长岩(nepheline-syenite)是最常见的似长石矿物，是最常见的似长石矿物，其化学组成为其化学组成为Na3KAl4Si4O16。天然霞石中一般都含有钾，。天然霞石中一般都含有钾，通常钠和钾含量比为通常钠和钾含量比为3：1。其密度为。其密度为2.52.7gcm3，莫氏硬度莫氏硬度5.56，六方晶系，有明显和不完整的解理，贝壳，六方晶系，有明显和不完整的解理，贝壳状断口，玻璃光泽，有时为乳白光泽，通常为白、黄、绿、状断口，玻璃光泽，有时为乳白光泽，通常为白、黄、绿、粉红等颜色。粉红等颜色。霞石正长岩是一种霞石正长岩是一种SiO2不饱和的过碱性中性岩浆，它以其不饱和的过碱性中性岩浆，它以其SiO2不饱和、不饱和、A12O3和碱质含量高为特征。和碱质含量高为特征。第15页，共167页，编辑于2022年，星期一4.2.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第16页，共167页，编辑于2022年，星期一第17页，共167页，编辑于2022年，星期一4.2.3 加工技术加工技术1)长石长石 从矿物学的观点来看，目前长石来源主要有伟晶岩、白岗岩、细从矿物学的观点来看，目前长石来源主要有伟晶岩、白岗岩、细晶岩、风化花岗岩、长石质砂等几种岩石。对不同来源的长石晶岩、风化花岗岩、长石质砂等几种岩石。对不同来源的长石矿，一般采用如下的选矿加工方法。矿，一般采用如下的选矿加工方法。第18页，共167页，编辑于2022年，星期一伟晶岩产出的优质碱长石伟晶岩产出的优质碱长石 手选手选 破碎破碎水碾水碾分级分级成品成品风化花岗岩中的碱长石风化花岗岩中的碱长石 破碎破碎磨矿磨矿分级分级浮选（除铁、云母；石英、长石分离）浮选（除铁、云母；石英、长石分离）干燥干燥 成品成品细晶岩中的碱长石细晶岩中的碱长石 破碎破碎磨矿磨矿筛分筛分磁选磁选干燥干燥 成品成品半风化花岗岩半风化花岗岩破碎破碎磨矿磨矿分级分级浮选（用胺浮云母浮选（用胺浮云母用磺酸盐浮铁矿物用磺酸盐浮铁矿物用胺浮长石）用胺浮长石）干燥干燥成品成品四种常见流程四种常见流程流程复杂，成本高流程复杂，成本高生产工艺落后，产品生产工艺落后，产品质量不高质量不高成本高，有污染，成本高，有污染，可满足彩色玻壳可满足彩色玻壳产品需求产品需求流程很复杂，成本高流程很复杂，成本高第19页，共167页，编辑于2022年，星期一4.2.3 加工技术加工技术如图：淄博某建筑墙面砖生产工艺流程如图：淄博某建筑墙面砖生产工艺流程主要矿物原料：长石、透辉石、滑石等主要矿物原料：长石、透辉石、滑石等第20页，共167页，编辑于2022年，星期一废气废气残次品切割后用于装修残次品切割后用于装修焦油焦油经多级沉淀经多级沉淀去水循环池去水循环池废气废气收尘收尘收尘收尘煤气发生炉煤气发生炉原料原料配料系统配料系统球磨球磨干燥塔干燥塔压制成型压制成型水煤浆炉水煤浆炉检验包装检验包装入库待售入库待售釉釉 烧烧施釉施釉素素 烧烧酚水酚水炉渣炉渣收尘收尘废坯废坯废品废品废品废品除尘器除尘器热烟气热烟气烘干烘干脱硫塔脱硫塔脱硫塔脱硫塔炉渣炉渣冷净煤气冷净煤气去原料车间去原料车间废气废气热烟气热烟气磨边磨边废水废水磨边泥及干磨边泥及干磨收尘磨收尘除尘、捕焦除尘、捕焦外卖外卖除尘器除尘器除尘器除尘器废烟气废烟气废气废气煤炭煤炭煤炭煤炭外外卖卖废气废气外卖外卖素坯烘干素坯烘干废气废气废石膏外卖废石膏外卖第21页，共167页，编辑于2022年，星期一高岭石高岭石(ka0linitc)(土土)主要由小于主要由小于2m的微小片状或管状高的微小片状或管状高岭石族矿物组成。高岭石族矿物共有高岭石、地开石、珍珠石、岭石族矿物组成。高岭石族矿物共有高岭石、地开石、珍珠石、0.7nm埃洛石、埃洛石、1.0nm埃洛石等五种，属埃洛石等五种，属1 1型层状硅酸盐，层型层状硅酸盐，层间为氢氧键连接。间为氢氧键连接。4.3 高岭石高岭石4.3.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第22页，共167页，编辑于2022年，星期一第23页，共167页，编辑于2022年，星期一第24页，共167页，编辑于2022年，星期一第25页，共167页，编辑于2022年，星期一4.3.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第26页，共167页，编辑于2022年，星期一高岭土产品及用途高岭土产品及用途第27页，共167页，编辑于2022年，星期一第28页，共167页，编辑于2022年，星期一包括选矿提纯、超细粉碎、煅烧和表面改性。包括选矿提纯、超细粉碎、煅烧和表面改性。4.3.3 加工技术加工技术第29页，共167页，编辑于2022年，星期一软质高岭土和砂质高岭土软质高岭土和砂质高岭土工艺如图：工艺如图：选矿提纯选矿提纯漂白剂：硫代硫酸钠（常用硼氢化钠产生）、连二亚硫酸钠、亚漂白剂：硫代硫酸钠（常用硼氢化钠产生）、连二亚硫酸钠、亚硫酸锌等硫酸锌等漂白机理：漂白机理：第30页，共167页，编辑于2022年，星期一硬质高岭土或高岭岩硬质高岭土或高岭岩杂质少：磨矿、分级杂质少：磨矿、分级少量砂质：磨矿、分级除杂少量砂质：磨矿、分级除杂含铁高：干式磁选、湿式磁选、化学漂白含铁高：干式磁选、湿式磁选、化学漂白煤系高岭土：煅烧煤系高岭土：煅烧第31页，共167页，编辑于2022年，星期一超细粉碎超细粉碎除了白度、纯度等指标外，为了满足铜版纸、涂布纸及除了白度、纯度等指标外，为了满足铜版纸、涂布纸及纸板以及高档油漆涂料、塑料和橡胶制品等对高岭土产纸板以及高档油漆涂料、塑料和橡胶制品等对高岭土产品的技术要求，部分优质高岭土，粒度及其分布是至关品的技术要求，部分优质高岭土，粒度及其分布是至关重要的指标，部分优质高岭土，尤其是硬质高岭土或高重要的指标，部分优质高岭土，尤其是硬质高岭土或高岭岩还要进行超细粉碎加工。岭岩还要进行超细粉碎加工。第32页，共167页，编辑于2022年，星期一硬质高岭土或高岭岩硬质高岭土或高岭岩硬质高岭土或高岭岩硬质高岭土或高岭岩干式干式d9010m湿式湿式d902m，d802m第33页，共167页，编辑于2022年，星期一研磨法：研磨剥片机、搅拌磨、砂磨机等研磨法：研磨剥片机、搅拌磨、砂磨机等挤压法：压力突变。加压到挤压法：压力突变。加压到20-60MPa化学浸泡法：尿素、联苯胺、乙酰胺等化学浸泡法：尿素、联苯胺、乙酰胺等第34页，共167页，编辑于2022年，星期一煅烧煅烧第35页，共167页，编辑于2022年，星期一煤系煅烧高岭土煤系煅烧高岭土第36页，共167页，编辑于2022年，星期一 淄淄博博市市某某煤煤系系高高岭岭土土生生产产硫硫酸酸铝铝工工艺艺检验检验硫酸硫酸计计量量反反 应应沉降、分离沉降、分离中中 和和中控分析中控分析结结 晶晶分析分析计量包装计量包装成成品品检检验验硫酸铝产硫酸铝产品品矿坑水预处矿坑水预处理理冷凝水冷凝水封闭处理封闭处理洗洗渣渣废废水水煤系共伴生耐火煤系共伴生耐火粘土粘土耐火粘土耐火粘土软软化化处处理理硫酸铝硫酸铝废渣废渣蒸蒸 发发粉碎粉碎硫磺硫磺熔硫槽熔硫槽焚硫炉焚硫炉转化转化吸收吸收烟气烟气SOSO2 2吸收吸收饱和蒸汽饱和蒸汽提升运输提升运输破碎磨细破碎磨细矿坑水矿坑水生产水泥添生产水泥添加剂加剂酸雾吸收酸雾吸收余热转化余热转化液体液体SOSO2 2烟气排放烟气排放第37页，共167页，编辑于2022年，星期一表面改性表面改性u改性原因：改性原因：高岭土粉体表面带有羟基和含氧基团，具有酸性；高岭土粉体表面带有羟基和含氧基团，具有酸性；经过煅烧加工后的高岭土酸性更强；经过煅烧加工后的高岭土酸性更强；比表面积较大、表面能比表面积较大、表面能较高；较高；与有机高聚物的相容性差。与有机高聚物的相容性差。u改性目的：高岭土粉体经过表面改性后，能达到改性目的：高岭土粉体经过表面改性后，能达到疏水疏水、降低降低表面能表面能、改善其、改善其分散性分散性和与高聚物基料的和与高聚物基料的相容性相容性，以达到提高塑料、，以达到提高塑料、橡胶等高聚物基复合材料综合性能的目的橡胶等高聚物基复合材料综合性能的目的u改性方法：化学包覆改性方法：化学包覆u改性剂：硅烷偶连剂、有机硅（油）、硅树脂、有机酸等。改性剂：硅烷偶连剂、有机硅（油）、硅树脂、有机酸等。化学包覆化学包覆化学包覆化学包覆第38页，共167页，编辑于2022年，星期一膨润土膨润土(bentonite)是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土岩，是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土岩，常含少量的伊利石、高岭石、沸石、长石和方解石等矿物，常含少量的伊利石、高岭石、沸石、长石和方解石等矿物，一般呈白色、灰色、粉红色、黄色、褐黑等多种颜色；具一般呈白色、灰色、粉红色、黄色、褐黑等多种颜色；具油脂光泽、蜡状光泽；断口为贝壳状或锯齿状；油脂光泽、蜡状光泽；断口为贝壳状或锯齿状；其形态常呈土状隐晶质块体，有时呈细小鳞片状、球粒状；其形态常呈土状隐晶质块体，有时呈细小鳞片状、球粒状；硬度硬度2-2.5；密度；密度2-2.7g/cm3；性软有滑感，吸水膨胀，最大；性软有滑感，吸水膨胀，最大吸水量可为其体积的吸水量可为其体积的815倍。倍。4.4 膨润土（蒙脱石）膨润土（蒙脱石）4.4.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第39页，共167页，编辑于2022年，星期一膨润土的主要化学成分为膨润土的主要化学成分为SiO2、A12O3、H2O、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、TiO2等。等。根据膨润土中所含的可交换阳离子的种类、含量和结晶化学性质根据膨润土中所含的可交换阳离子的种类、含量和结晶化学性质等，又将膨润土分为钙基膨润土、钠基膨润土等类型。等，又将膨润土分为钙基膨润土、钠基膨润土等类型。Na Ca1为钠基膨润土为钠基膨润土 Na Ca 1为钙基膨润土为钙基膨润土钠基膨润土膨胀性、阳离子交换容量、水中分散性好、钠基膨润土膨胀性、阳离子交换容量、水中分散性好、黏性、润滑性、热稳定性等更好。触变性、热湿拉强度黏性、润滑性、热稳定性等更好。触变性、热湿拉强度和干压强度也较好，所以钠基膨润土性能更好，利用价和干压强度也较好，所以钠基膨润土性能更好，利用价值更大。值更大。第40页，共167页，编辑于2022年，星期一性能：分散悬浮性、触变性、流变性、吸附性、膨润性能：分散悬浮性、触变性、流变性、吸附性、膨润性、可塑性、黏结性、阳离子交换性等性、可塑性、黏结性、阳离子交换性等用途：可用作黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、增用途：可用作黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色剂、澄清剂、填充剂、吸附剂、化工载体等剂、澄清剂、填充剂、吸附剂、化工载体等应用领域：广泛应用于石油、冶金、化工、铸造、应用领域：广泛应用于石油、冶金、化工、铸造、建筑、塑料、橡胶、涂料、轻工、环保等。建筑、塑料、橡胶、涂料、轻工、环保等。4.4.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第41页，共167页，编辑于2022年，星期一第42页，共167页，编辑于2022年，星期一第43页，共167页，编辑于2022年，星期一第44页，共167页，编辑于2022年，星期一4.4.3 加工技术加工技术目前，膨润土的加工技术主要是目前，膨润土的加工技术主要是提纯提纯改型改型活化活化改性改性(有机土制备有机土制备)。交联交联(制备柱撑蒙脱石制备柱撑蒙脱石)复合复合第45页，共167页，编辑于2022年，星期一提纯提纯干式：干式：湿式：湿式：第46页，共167页，编辑于2022年，星期一改型改型钙基膨润土钙基膨润土钠基膨润土钠基膨润土干法干法湿法湿法加加Na2CO3锂基膨润土制备：锂基膨润土制备：钙基膨润土钙基膨润土+碳酸锂碳酸锂Li+置换置换Ca2+、Mg2+，钙蒙脱，钙蒙脱石石锂蒙脱石锂蒙脱石 ZCa+2Li+ZLi2+Ca2+Z-带负电荷的硅酸盐骨架带负电荷的硅酸盐骨架第47页，共167页，编辑于2022年，星期一活化活化(制备活性白土)为满足食品、化工、环保、石油等应用领域的要求，提高天然膨为满足食品、化工、环保、石油等应用领域的要求，提高天然膨润土吸附性能，必须对其进行活化，经活化后的膨润土称为活性白润土吸附性能，必须对其进行活化，经活化后的膨润土称为活性白土，颜色为灰白、粉红或白色。土，颜色为灰白、粉红或白色。活化产品种类有粉状活性白土和粒状活性白土等，原则生产工艺活化产品种类有粉状活性白土和粒状活性白土等，原则生产工艺基本相同，一般分为以下几道工序。基本相同，一般分为以下几道工序。原料准备、酸化（用原料准备、酸化（用H+交换钙离子）、洗涤、过滤、干交换钙离子）、洗涤、过滤、干燥、磨粉。流程见图燥、磨粉。流程见图4-4后半部分。后半部分。活性白土质量指标主要有活性度、脱色率或脱色力、游离活性白土质量指标主要有活性度、脱色率或脱色力、游离酸、粒度、水分、机械夹杂物等。酸、粒度、水分、机械夹杂物等。活性度反映了可交换活性度反映了可交换H+和游离酸的量；和游离酸的量；脱色率反应了吸附作用的大小。脱色率反应了吸附作用的大小。第48页，共167页，编辑于2022年，星期一改性改性(制备有机膨润土制备有机膨润土)用用有机铵有机铵置换蒙脱石中的阳离子：湿法、干法、凝胶法置换蒙脱石中的阳离子：湿法、干法、凝胶法湿法：湿法：干法：干法：凝胶法：凝胶法：第49页，共167页，编辑于2022年，星期一交联交联(制备柱撑蒙脱石制备柱撑蒙脱石)机理机理：将大的有机或无机阳离子（：将大的有机或无机阳离子（锆、铝、铬锆、铝、铬等）柱化剂或等）柱化剂或交联剂引入蒙脱石层间，像柱子一样撑开黏土的层结构，交联剂引入蒙脱石层间，像柱子一样撑开黏土的层结构，并牢固地连在一起。并牢固地连在一起。特点特点：大孔径、大比表面积、微孔量高、表面酸性强、：大孔径、大比表面积、微孔量高、表面酸性强、耐热性好等耐热性好等原料原料浸泡浸泡提纯提纯改型改型交联交联洗涤洗涤干燥干燥焙烧焙烧成品成品第50页，共167页，编辑于2022年，星期一复合复合以膨润土为主要原料与有机聚合物或聚合物单体反应形成复合材料。防水毯和防水板聚合物/蒙脱土纳米材料第51页，共167页，编辑于2022年，星期一伊利石伊利石(illite)是一种层状硅酸盐云母类黏土矿物，又称之是一种层状硅酸盐云母类黏土矿物，又称之为水白云母，为水白云母，含有结构水和多量的吸附水，含有结构水和多量的吸附水，化学式为化学式为KAl2(Al，Si)Si3O10(OH)2nH2O，单斜晶系，多呈鳞片，单斜晶系，多呈鳞片状块体，颜色为白色、灰白色、浅灰石、浅黄绿色；状块体，颜色为白色、灰白色、浅灰石、浅黄绿色；新鲜新鲜(矿石矿石)硬度硬度1，采出后多变为，采出后多变为152；油脂光泽，；油脂光泽，微半透明，贝壳状断口，密度为微半透明，贝壳状断口，密度为2.6-2.9g/cm3，不具膨，不具膨胀性及可塑性，耐热程度不高，在胀性及可塑性，耐热程度不高，在500700失去化合失去化合水，水，750全脱水，伊利石品体结构遭破坏。全脱水，伊利石品体结构遭破坏。4.5 伊利石伊利石4.5.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第52页，共167页，编辑于2022年，星期一4.5.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第53页，共167页，编辑于2022年，星期一第54页，共167页，编辑于2022年，星期一4.5.3 加工技术加工技术目前，伊利石的选矿方法主要有人工拣选、浮选等。目前，伊利石的选矿方法主要有人工拣选、浮选等。浮选除去黄铁矿浮选除去黄铁矿漂白除去褐铁矿等染色矿物，提高白度。草酸、硫代硫酸钠。漂白除去褐铁矿等染色矿物，提高白度。草酸、硫代硫酸钠。与石英分离：粒度大小不同与石英分离：粒度大小不同。片状，小于。片状，小于0.2mm第55页，共167页，编辑于2022年，星期一 滑石滑石(telc)属层状硅酸盐，是一种含水硅酸镁矿物。理论属层状硅酸盐，是一种含水硅酸镁矿物。理论化学式为化学式为Mg3Si4Ol0(OH)2或者或者3MgO4SiO2H2O。其理论。其理论化学组成为化学组成为MgO31.68，SiO263.47,H2O 4.75。常见。常见的伴生矿物有绿泥石、蛇纹石、菱镁矿、透闪石、白云石等。的伴生矿物有绿泥石、蛇纹石、菱镁矿、透闪石、白云石等。滑石常为白、线绿色、微带粉红、浅灰色，含杂质越多颜色越深。滑石常为白、线绿色、微带粉红、浅灰色，含杂质越多颜色越深。单斜晶系，矿石常呈片状、纤维状以及致密块状。单斜晶系，矿石常呈片状、纤维状以及致密块状。珍珠光泽或油脂光泽，莫氏硬度珍珠光泽或油脂光泽，莫氏硬度1，密度为，密度为2.7g/cm3左右，左右，滑石受热时有明显的热效应，在滑石受热时有明显的热效应，在120200 时失去吸附水，时失去吸附水，600时失去部分结构水，直到时失去部分结构水，直到1050时结构水全部脱出。时结构水全部脱出。4.6滑石滑石4.6.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第56页，共167页，编辑于2022年，星期一4.6.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求性能：性能：绝缘性、耐热性、化学稳定性、润滑性、吸油绝缘性、耐热性、化学稳定性、润滑性、吸油性、遮盖力、机械加工等性、遮盖力、机械加工等用途：用途：造纸、塑料、橡胶、电缆、陶瓷、涂料、建材、造纸、塑料、橡胶、电缆、陶瓷、涂料、建材、医药、化妆品等医药、化妆品等第57页，共167页，编辑于2022年，星期一4.6.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求第58页，共167页，编辑于2022年，星期一不同用途的性能指标见不同用途的性能指标见P91-94第59页，共167页，编辑于2022年，星期一4.6.3 加工技术加工技术(1)选矿提纯选矿提纯 1）浮选）浮选 由于滑石的天然可浮性好，烃类油捕收剂即可由于滑石的天然可浮性好，烃类油捕收剂即可浮选。常用的捕收别是煤油，浮选油作起泡剂。浮选。常用的捕收别是煤油，浮选油作起泡剂。1次次粗选、粗选、1次扫选、次扫选、2-4次精选即可次精选即可2）手选）手选 国内大部分滑石矿山常用手选生产高级滑心块。国内大部分滑石矿山常用手选生产高级滑心块。3）静电选矿）静电选矿 在静电场中滑石带负电荷，菱镁矿带正电在静电场中滑石带负电荷，菱镁矿带正电荷，而磁铁矿和磁流铁矿均为良导体，因而在电场中荷，而磁铁矿和磁流铁矿均为良导体，因而在电场中很容易分开。很容易分开。第60页，共167页，编辑于2022年，星期一4）磁选）磁选 滑石精矿除要求具有一定的细度外，还要具有一滑石精矿除要求具有一定的细度外，还要具有一定的白度。用磁选除去含铁矿物。采用湿式磁选可使滑定的白度。用磁选除去含铁矿物。采用湿式磁选可使滑石精矿含铁量从石精矿含铁量从4-5降到降到1以下。以下。5）光电检选）光电检选 光电检选是利用滑石和杂质矿物表面光学性质的不光电检选是利用滑石和杂质矿物表面光学性质的不同而分选的方法。同而分选的方法。6）选择性破碎和筛分）选择性破碎和筛分第61页，共167页，编辑于2022年，星期一(2)细磨与超细磨细磨与超细磨:干式干式第62页，共167页，编辑于2022年，星期一(3)表面改性：用作聚丙烯、尼龙等高聚物基复合材表面改性：用作聚丙烯、尼龙等高聚物基复合材料的增强填料。增加亲和性、提高分散状态。料的增强填料。增加亲和性、提高分散状态。常用改性剂：表面活性剂、石蜡、钛酸脂、锆铝酸盐偶常用改性剂：表面活性剂、石蜡、钛酸脂、锆铝酸盐偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯等联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯等改性工艺：干法改性工艺：干法(4)煅烧：煅烧：黑滑石黑滑石资源。有机碳。锻烧温度一般为资源。有机碳。锻烧温度一般为6001200，在此温度范围内，温度越高，煅烧，在此温度范围内，温度越高，煅烧后滑石的白度越高，煅烧白度最高可达后滑石的白度越高，煅烧白度最高可达90以上。以上。第63页，共167页，编辑于2022年，星期一叶蜡石叶蜡石(Pyrophylite)是一种含水的铝硅酸盐，化学式为是一种含水的铝硅酸盐，化学式为A12 Si4O10(OH)2，其中，其中A12O3的理论含量为的理论含量为28.3，SiO2为为66.7，H2O 5.0。莫氏硬度。莫氏硬度1.25；密度；密度2.65g/cm3；熔点；熔点1700；颜色呈白、灰白、浅绿、黄褐等；珍珠或油脂光泽；性颜色呈白、灰白、浅绿、黄褐等；珍珠或油脂光泽；性韧、有滑腻感；条痕白色；不透明或半透明；结构为片韧、有滑腻感；条痕白色；不透明或半透明；结构为片状、放射状集合体。状、放射状集合体。主要共生矿物是石英、高岭石、水铝石，其次是黄铁矿、主要共生矿物是石英、高岭石、水铝石，其次是黄铁矿、玉髓、蛋白石、绢云母、伊利石、明矾石、水云母、金红玉髓、蛋白石、绢云母、伊利石、明矾石、水云母、金红石、红柱石、蓝晶石、刚玉、地开石等。石、红柱石、蓝晶石、刚玉、地开石等。4.7叶蜡石叶蜡石4.7.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第64页，共167页，编辑于2022年，星期一 商业上的叶蜡石与滑石、皂石没有严格的界限，这是因为它们在外商业上的叶蜡石与滑石、皂石没有严格的界限，这是因为它们在外观、性质、结晶构造上相似，又有大致相同的应用领域所致；观、性质、结晶构造上相似，又有大致相同的应用领域所致；在化学组成上，叶蜡石和高岭土族矿物很相似，都是含水的铝在化学组成上，叶蜡石和高岭土族矿物很相似，都是含水的铝硅酸盐，但叶蜡石在水中无膨胀性和可塑性，吸水性差，结构硅酸盐，但叶蜡石在水中无膨胀性和可塑性，吸水性差，结构稳定；而高岭石族矿物吸水性强，具有膨胀性和可塑性。稳定；而高岭石族矿物吸水性强，具有膨胀性和可塑性。第65页，共167页，编辑于2022年，星期一4.7.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求用途：基本与滑石类似用途：基本与滑石类似产品性能见产品性能见P97第66页，共167页，编辑于2022年，星期一4.7.3 加工技术加工技术（1）选矿提纯）选矿提纯 1）破碎磨矿：选择性破碎筛分可提高品位）破碎磨矿：选择性破碎筛分可提高品位 2）手选（光电选）：光性和色泽较明显）手选（光电选）：光性和色泽较明显 3）重选：密度差不大，实际是筛分分级）重选：密度差不大，实际是筛分分级 4）磁选：除铁）磁选：除铁 5）浮选：浮出杂质，杂质种类不同，浮选工艺也不同）浮选：浮出杂质，杂质种类不同，浮选工艺也不同 6）化学提纯：漂白）化学提纯：漂白（2）超细粉碎：）超细粉碎：干法、湿法干法、湿法第67页，共167页，编辑于2022年，星期一（3）表面改性）表面改性作用：提高叶腊石表面与橡胶、塑料的浸润性和化学亲和力作用：提高叶腊石表面与橡胶、塑料的浸润性和化学亲和力第68页，共167页，编辑于2022年，星期一第69页，共167页，编辑于2022年，星期一（4）用于）用于人工合成金人工合成金刚石刚石0.5-1MPa，1000-2000高温合成高温合成叶腊石块合金片碳片第70页，共167页，编辑于2022年，星期一4.8 云母云母云母（云母（mica）是一种含钾、镁、铁、锂等元素的层状结构硅酸盐）是一种含钾、镁、铁、锂等元素的层状结构硅酸盐矿物，是一种分布很广的造岩矿物，包括白云母（矿物，是一种分布很广的造岩矿物，包括白云母（KAl 2AlSi3O10OH2）、金云母、锂云母、黑云母等。常见伴生矿）、金云母、锂云母、黑云母等。常见伴生矿物有黄铁矿、石榴子石、电气石、绿柱石、玉髓、长石、石英等物有黄铁矿、石榴子石、电气石、绿柱石、玉髓、长石、石英等理论上白云母可剥分为理论上白云母可剥分为1.0nm、金云母、金云母0.5-1.0nm的薄片的薄片性能：绝缘好、电阻大、抗电弧、耐电晕、薄片化等。性能：绝缘好、电阻大、抗电弧、耐电晕、薄片化等。用途：广泛用于无线电、航空、电机、电器工业及现代尖端科用途：广泛用于无线电、航空、电机、电器工业及现代尖端科学技术。云母粉主要制造绝缘板材，还在塑料、染料、橡胶、学技术。云母粉主要制造绝缘板材，还在塑料、染料、橡胶、电缆、电焊条等行业广泛应用。电缆、电焊条等行业广泛应用。4.8.1 概述概述第71页，共167页，编辑于2022年，星期一云母云母云母片云母片金云母金云母云母粉云母粉第72页，共167页，编辑于2022年，星期一云母结构中二维薄片之间靠云母结构中二维薄片之间靠分子力分子力松散连接，层间松散连接，层间距为距为1nm，薄片间较易剥分。一般可将其剥分成径，薄片间较易剥分。一般可将其剥分成径厚比大，片层极薄的薄片。目前先进的层状单元矿厚比大，片层极薄的薄片。目前先进的层状单元矿物粉碎剥磨技术，可剥成小于含物粉碎剥磨技术，可剥成小于含50-100层的片体，层的片体，片层厚度可小于片层厚度可小于100nm，获得在一维方向上具有，获得在一维方向上具有纳米尺寸的天然二维纳米薄膜材料。同时云母具纳米尺寸的天然二维纳米薄膜材料。同时云母具有显著的光吸收现象，从而屏蔽紫外光性能，另有显著的光吸收现象，从而屏蔽紫外光性能，另外还具有微波吸收特性以及催化性质。大径厚比外还具有微波吸收特性以及催化性质。大径厚比的云母片是制备功能性珠光颜料的前提。的云母片是制备功能性珠光颜料的前提。第73页，共167页，编辑于2022年，星期一4.8.2 云母的选矿技术云母的选矿技术片状云母：片状云母：手选、摩擦选（斜板分选机）、形状选（筛网形手选、摩擦选（斜板分选机）、形状选（筛网形状不同）状不同）碎云母：碎云母：浮选、风选浮选、风选剥片剥片细磨和超细磨细磨和超细磨表面改性：有机表面包覆、无机表面包覆表面改性：有机表面包覆、无机表面包覆第74页，共167页，编辑于2022年，星期一浮选技术浮选技术 酸性介质中（酸性介质中（PH3.5）采用阳离子（胺类）采用阳离子（胺类）捕收剂（预先脱泥、硫酸调浆）捕收剂（预先脱泥、硫酸调浆）碱性介质中采用阴离子捕收剂（采用碳酸钠和木碱性介质中采用阴离子捕收剂（采用碳酸钠和木质磺酸钙作调节剂，质磺酸钙作调节剂，pH值值8.0-10.5）联合浮选法联合浮选法(酸性阳离子和碱性阴离子法联酸性阳离子和碱性阴离子法联合合)回收碎云母的回收碎云母的有效方法有效方法浮选粒度上限浮选粒度上限2020目目,适于处理入选物料中适于处理入选物料中含有矿泥含有矿泥第75页，共167页，编辑于2022年，星期一酸性阳离子回收云母工酸性阳离子回收云母工艺图艺图促使粘性矿泥的分促使粘性矿泥的分散和去除散和去除2020目圆筒筛获得目圆筒筛获得高质量粗粒云母高质量粗粒云母第76页，共167页，编辑于2022年，星期一碱性法回收云母工艺图碱性法回收云母工艺图富集和废弃大部分富集和废弃大部分石英、褐铁矿和重石英、褐铁矿和重矿物矿物第77页，共167页，编辑于2022年，星期一联联合合法法回回收收云云母母工工艺艺图图第78页，共167页，编辑于2022年，星期一 石棉石棉(asbestos)是一种可剥分为柔韧的细长纤维的硅酸盐矿物是一种可剥分为柔韧的细长纤维的硅酸盐矿物的总称。按其成分和内部结构，通常分为蛇纹石石棉和角闪石石的总称。按其成分和内部结构，通常分为蛇纹石石棉和角闪石石棉。棉。主要成分：主要成分：SiO2，MgO等等4.9 石棉石棉4.9.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第79页，共167页，编辑于2022年，星期一第80页，共167页，编辑于2022年，星期一4.9.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求性能：纤维状、可纺性，隔热、耐低温、耐酸、耐碱、绝缘、防腐性能：纤维状、可纺性，隔热、耐低温、耐酸、耐碱、绝缘、防腐等等 温石棉用途：石棉纺织制品、制动制品、密封制品、建筑或水泥温石棉用途：石棉纺织制品、制动制品、密封制品、建筑或水泥制品、保温制品、沥青制品和石棉增强塑料制品等。制品、保温制品、沥青制品和石棉增强塑料制品等。在机械、交通、化工、冶金、建筑、电力等工业被广泛用作在机械、交通、化工、冶金、建筑、电力等工业被广泛用作传动、制动、密封、衬垫、耐热、防火、保温、防热、绝缘、传动、制动、密封、衬垫、耐热、防火、保温、防热、绝缘、防腐及建筑材料、路面材料和填料等。在国防和航天工业中防腐及建筑材料、路面材料和填料等。在国防和航天工业中也有许多用途。也有许多用途。蓝石棉还可作过滤材料。铁石棉多用作轻质绝缘和建材。蓝石棉还可作过滤材料。铁石棉多用作轻质绝缘和建材。第81页，共167页，编辑于2022年，星期一第82页，共167页，编辑于2022年，星期一4.9.3 加工技术加工技术（1）选矿）选矿-常用富集方法：筛分分选、风力分选常用富集方法：筛分分选、风力分选矿石准备部分：破碎、筛分、干燥及预先富集等作业。矿石准备部分：破碎、筛分、干燥及预先富集等作业。选别工艺流程：破碎揭棉，回收石棉粗精矿，粗精矿的除尘、选别工艺流程：破碎揭棉，回收石棉粗精矿，粗精矿的除尘、除砂及纤维分级作业。除砂及纤维分级作业。第83页，共167页，编辑于2022年，星期一（2）表面改性）表面改性 改性剂：硅烷偶联剂改性剂：硅烷偶联剂（3）尾矿综合利用）尾矿综合利用 选矿比选矿比 26-28第84页，共167页，编辑于2022年，星期一 硅灰石硅灰石(wollastonite)是一种钙的偏硅酸盐矿物化学分是一种钙的偏硅酸盐矿物化学分子式为子式为CaSiO3，理论化学成分为，理论化学成分为CaO 48.3，SiO251.7。其中的其中的Ca常被常被Fe、Mg、Mn、Ti、Sr离子置换，形成类质同离子置换，形成类质同象体。象体。硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶系硅灰石和单斜晶系硅灰石，一种高温象变体，通称假硅系硅灰石和单斜晶系硅灰石，一种高温象变体，通称假硅灰石。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石。灰石。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石。4.10 硅灰石硅灰石4.10.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构第85页，共167页，编辑于2022年，星期一 低温三斜晶系硅灰石为链状结构，晶体常沿低温三斜晶系硅灰石为链状结构，晶体常沿Y轴延伸成板状、轴延伸成板状、杆状和针状；集合体呈放射状、纤维状块体，甚至微小的颗杆状和针状；集合体呈放射状、纤维状块体，甚至微小的颗粒仍保持纤维状的习性；粒仍保持纤维