长石，云母和石英矿物晶体形状一样吗

石英与长石的分离

08-04

石英-长石浮选分离

佐玉明

（中国矿业大学 矿加08-1班）

摘要 本文总结了石英一长石浮选分离的传统方法和新方法, 分析了各种方法的机理以及各种浮选方法中药剂对浮选效果的影响。

关键词 石英 长石 浮选 方法 磁载体

1 前言

石英、长石在物理性质、化学组成、结构构造等方面的相似, 使得浮选成为它们分离的主要方法。石英、长石的浮选分离不仅成为硅砂选矿的关键, 同时也成为硅酸盐矿物浮选分离的基础。

石英一长石浮选分离的传统方法是氢氟酸法, 始于本世纪四十年代, 也称“ 有氟有酸”法。它在强酸性及氟离子参与下, 用阳离子捕收剂优先浮选长石。由于氟离子危害环境, 七十年代, 日、美等国开始研究硅砂“ 无氟” 浮选法。日本片柳昭在强酸性介质(硫酸) 条件下, 加入阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现石英一长石的浮选分离。该法俗称“ 硫酸法” 或“ 无氟有酸”法。为进一步完善石英一长石浮选分离工艺, 去除强酸对环境等的影响, 从1984 年开始, 唐甲莹等开始研究阴阳离子混合捕收剂浮选分离石英-长石新工艺, 并成功用于工业生产。该法是在自然中性介质中, 利用石英、长石结构组成的差异, 在独特的工艺条件下, 合理调配阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现二者分离。该法被称为硅砂“ 无氟无酸” 浮选法。对细粒与超细粒处理，磁载体工艺在近几年也引起了人们的广泛关注，用磁载体工艺分离辉铜矿与石英, 闪锌矿与脉石以及煤与灰分已有报道。

2 石英与长石晶体结构和表面性质

石英与长石都属于架状结构硅酸盐矿物，它们具有相同的晶体结构：硅(铝) 氧四面体与4个硅氧四面体共角顶相互联结，形成在三维空间无限延伸的架状结构。两者在水溶液中的荷电机理也基本相同：矿物经破碎后，晶体破裂，硅(铝) 氧键断裂，在水溶液中吸附定位离子，生成羟基表面，在不同介质pH 值条件下，产生解离或吸附，形成不同的表面电位。由于矿物破碎断面上极化程度较高，亲水性很强，所以石英和长石在很宽的pH 值范围内均呈现电负性，零电点都很低。由于长石结构中，铝氧四面体对硅氧四面体的取代，导致两者在很多方面也有着细微的差别：Al 与Si 电价不同，为补偿Al 对Si 的取代所造成的3+4+3+4+

电价不平衡，而引进Ka + 、Na + 等碱土金属离子，这些金属离子与O 2-之间的离子键键强低，联结力弱，易在水中解离，使矿物表面留有荷负电的晶格，这使得通常情况下，长石的零电点比石英的低。同时由于Al -O 键比Si -O 键键强低，破碎时Al -O 键更易于断裂，使长石表面暴露大量Al 化学活性区。这些差异导致石英长石的可浮性略有不同，为石英与长石的浮选分离提供了依据。

石英解离表面由Si -O 键断裂而成，见图1。

| | O O | | -+- O -Si- O 或 - O -Si 进入矿浆后 | | O O | |

3+

+ H 2O →

| | O O | | -+ - O -Si- OH - O -Si- O + H | | O O | |

图 1

长石的解离表面除有Si -O 键断裂外，还有Al -O 键断裂，在矿浆体系中同时会有两个平衡，见图2。

| | O O

- O -Si- OH - O -Si- O + H ①

| | O O | |

O O | | -+ - O -Al- OH - O -Al- O + H ② | | O O | |

图2 | | | | -+

3 石英与长石的分离方法及作用机理

3.1 氢氟酸法

该法是在石英、长石矿浆体系中, 加入氢氟酸, 在pH=2～3时用阳离子捕收剂胺类优先浮选长石。

随着矿浆pH 值下降, 前述矿浆体系中石英、长石表面的解离平衡 被打破。H 浓度提高, 使解离平衡左移, 石英、长石表面负电性减小。当pH=2～3时, 石英表面动电位接近零由于HF 酸对Si -O 键的刻蚀, 使长石表面Al 突出而成为活性中心。同时, 溶液中很快形成的[SiF 6]2-+3+络离子, 能与长石表面Al 、Ka 、Na 形成稳定的络合物, 附于长石表

3+3+++面, 从而又形成长石表面相当的负电性。当阳离子捕收剂RNH

电吸附于长石表面, 从而使长石表面疏水而优先浮出。 子, 会静

3.2 无氟分离工艺

3.2.1 酸性浮长石法

该法是在强酸(一般为H 2SO 4) 性pH = 2～3的条件下, 用阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石。据K. H. 拉奥等的研究表明 : 这一pH 值正处于石英零电点附近, 而比长石零电点( pH = 1. 5)高, 因此在这一pH 值条件下长石表面荷负电, 石英表面不荷电。胺类阳离子率先吸附在长石表面负电荷区, 阴离子捕收剂再与吸附的胺类捕收剂络合, 共吸附在长石表面。表面张力测定表明: 这些络合物有更高的表面活性, 从而大大增加了长石表面疏水性, 使长石得以上浮。研究还表明: 当阴/阳离子混合物的摩尔比小于1时, 捕收剂的两个极性基团都朝向矿物表面, 而烃链趋向于朝向溶液, 有利于矿物的疏水上浮。而当阴/阳离子摩尔比接近或大于1时, 共吸附的阴离子捕收剂烃链借助于范氏力与先吸附的胺类阳离子捕收剂的疏水烃链缔合, 使阴离子极性基朝向溶液, 而阳离子非极性疏水基又被掩盖, 所以矿物可浮性下降或消失。需要特别指出的是实现浮选选择性的关键, 在于矿浆溶液必须处于这样的pH 值, 即: 在此pH 值下, 长石和石英表面所荷电荷不同, 因而胺类捕收剂吸附在长石表面上, 而不吸附在石英表面上, 阴离子捕收剂再与阳离子捕收剂络合而共吸附, 增大矿物表面疏水性。而石英则因表面接近电中性, 对阴阳离子均不吸附, 因而亲水难浮。还有人指出 , 阴阳离子混合捕收剂使长石表面疏水性大大增强的原因是: 在这一pH 值下, 长石表面既有活性Al 对阴离子捕收剂的特性吸附, 又有表面配衡金属离子Ka 或Na 因溶于矿浆而在矿物表面形成的正电荷空洞, 对阳离子捕收剂的静电吸附和分子吸附, 多种吸附3+++

互相促进, 协同作用, 使长石可浮性大大优于石英。

这种工艺方法在生产实践中已获得广泛应用。如内蒙古角干工区石英砂矿用H 2SO 4为调整剂, 高级脂肪胺和石油磺酸盐为捕收剂进行脱除长石等杂质的反浮选, 获得SiO 2品位为97. 83% 的最终产品, 可作为生产平板玻璃的原料, 也可作为优质铸钢造型用砂。位于山东省荣成市港西镇的旭口硅砂矿 , 在pH 值为3的条件下, 采用N - 烷基丙撑二胺与石油磺酸钠混合捕收剂优先浮选长石, 获得了S iO2 品位为96. 94% 的最终石英产品, 使产品达到优质浮法玻璃原料要求。内蒙古的通辽和新疆的昌吉也先后建立了2万t /a生产规模的硅砂无氟浮选选矿厂。

3.2.2中性浮长石法

该方法是在中性自然介质中, 用阴阳离子混合捕收剂, 外加抑制剂分离石英与长石。分析其浮选机理为 : 中性介质中, 石英长石均荷负电, 但有试验表明, 阴离子捕收剂(油酸根离子) 在这两种矿物表面上均可发生吸附行为。不过其吸附情况大不一样: 石英表面尽管荷负电, 但仍有局部正电区存在, 借助静电力和氢键作用对油酸根离子有微量吸附。这一吸附是极不稳定的, 加入抑制剂(如六偏磷酸钠) 即可以脱去表面吸附的捕收剂。而长石则不同, 它与油酸根离子的吸附有三种形式: 一是静电吸附的油酸根二是以氢键或分子力吸附的油酸分子三是与Al 3+ 反应而产生化学吸附的油酸铝。第三种吸附作用相当牢固, 用去离子水冲洗或加入其它阴离子均不能完全解吸长石表面上吸附的油酸, 仍有很大一部分吸附在矿物表面。长石表面Al 3+ 含量并不高, 化学吸附上去的油酸也不会太多, 其疏水力极其有限, 还不能导致大量长石上浮。但是表面所吸附的这些油酸根离子可作为阴离子活性质点再去吸附胺类阳离子捕收剂, 其作用相当于氟化物与矿物表面作用所产生的氟化铝络合物阴离子区或氟硅酸铝阴离子区, 使胺类阳离子捕收剂牢固地吸附在其表面, 从而使长石可浮性大大优于石英, 二者得以分离。这一分离技术的关键在于要有合适的抑制剂可以解吸石英表面上吸附的油酸根离子, 又能阻止胺离子捕收剂在石英表面上的吸附, 且对长石的影响不大。有试验表明, 六偏磷酸钠即能很好地起到这一作用。还有试验证明, 阴阳离子的配比对分离效果有着很大影响: 若阳离子过量则浮选选择性下降, 两种矿物都上浮若阴离子捕收剂过量, 则分离效果较好。

3.2.3 碱性浮石英法

3.2.3.1 阴离子捕收剂

在高碱性介质条件下(pH=11～12) 以碱土金属离子为活化剂，以烷基磺酸盐为捕收剂，可优先浮选石英，实现石英与长石的分离。同时加入非离子表面活性剂，如1- 十二烷醇，可使石英回收率急剧上升，而对长石影响不大，从而有利于两者分离。实验研究表明，加入

-的金属阳离子与烷基磺酸盐在碱性条件下形成的中性络合物(如Ca (OH ) +RSO 3) 在其中起

着关键作用，这些中性络合物可以与游离的磺酸盐离子结合在一起，并共同吸附在石英表面，起到半胶束促进剂的作用，使石英疏水上浮。而长石在高碱性介质中，表面形成水合层，即在酸性溶液条件下，长石表面的铝离子和碱金属离子减少，硅离子增多；在高碱性条件下，长石表面的硅离子减少，碱金属离子增多，故在此条件下不利于外加金属阳离子的吸附。目前该方法还仅限于实验室结果，未见有在工业生产中获得实际应用的报道。

3.2.3.2 阳离子捕收剂

碱性条件下，还可以采用阳离子捕收剂从长石中浮选分离石英。如：烷基二胺对石英和长石的捕收性能不同，对石英捕收力强，而对长石捕收力弱，且碳链越短，捕收力越低，差别越明显。当使用1 ，8 - 八烷基二胺作捕收剂时，长石基本不浮，石英还有较高的浮游性，从而可以实现二者的分离。而在烷基二胺浮选体系中加入非离子表面活性剂Brij58(十六烷基乙醚聚氧乙烯) 可以加大两者浮游性的差别，如石英在酸性条件下(pH=3)仍有很好的可浮性，而长石在这一pH 值下受到强烈抑制，可浮性很差。或者在烷基二胺浮选体系中加入十二烷基磺酸钠也对二者的可浮性产生不同的影响：在碱性pH 值条件下，长石可浮性急剧下降，而石英可浮性基本保持不变。总之，在石英和长石的二胺浮选中改变烷基链长度，添加非离子表面活性剂或十二烷基磺酸钠，都为石英和长石的无氟浮选开辟了新领域，指出了解决问题的新方向。在中碱性介质条件下，采用二胺做捕收剂，将石英从长石中浮选分离出来，目前此方法已在山东荣成旭口硅砂矿获得成功应用。

3.3 磁载体分离方法

在选矿的碎磨过程中产生细粒和超细粒是不可避免的。由于矿物粒度较细, 采用传统选矿方法处理, 往往得不到满意的结果。随着高品位矿石的日益消耗, 这一问题将越来越引起人们的重视, 因为低品位矿石单体解理通常需要细磨。作为一种细粒选矿方法, 磁载体工艺在近几年来引起了人们的广泛关注。在这一工艺中, 通常将强磁性相加入到非磁性或弱磁性悬浮液中。用磁载体工艺分离辉铜矿与石英, 闪锌矿与脉石以及煤与灰分已有报道。几位研究者还报道了, 在脂肪酸存在时磁铁矿吸附在含钛和铁等杂质上, 然后进行磁选分离。磁载体工艺还被应用到水处理工艺中。该工艺的原理是, 在混合悬浮物中磁铁矿颗粒选择性附着

在一种矿物表面, 然后用磁选工艺除去被磁铁矿覆盖的矿物颗粒。影响磁铁矿颗粒吸附着的因素有矿物和磁铁矿的表面电荷, 以及表面活性剂在这些矿物表面上的吸附。通过控制这些参数可以分选许多种矿物, 如在实验室试验和扩大试验中从方解石和白云石中分离磷灰石、重晶石和白钨矿。对土耳其低品位矿床的开发利用需要应用磁载体工艺概念。在某含长石、石英和其它伴生矿物的伟晶岩处理中, 就采用磁载体分选方法分离石英、钠长石和微斜长石的研究。

4 结语

石英和长石的浮选分离最成熟的方案是HF 酸方案, 但由于环保问题, 以及HF 酸使用过程中的诸多不方便, 众多选矿工作者都在积极研究无氟分离方案, 这也代表了石英-长石浮选分离的主导研究方向。以上几种石英-长石无氟浮选分离工艺中, 最成熟, 应用最广泛的是酸性浮长石法, 但这一工艺需要强酸性的介质条件, 造成设备腐蚀严重。因此中性浮长石法和其它几种工艺方法有着良好的应用前景, 代表着石英-长石浮选分离工艺的未来发展方向, 尽管目前这些方法还不是很成熟, 大部分仅仅是实验室结果, 在工业生产中获得实际应用的例子较少, 但是这些工艺方法值得去做进一步的探讨和改进, 以期早日实现工业应用。

[参考文献]

[1]万鹏，王中海. 长石—石英浮选分离工艺研究. 矿业工程，2008.

[2]戴强，唐甲莹，程正柄. 石英—长石浮选分离的进展. 非金属矿，1996.

[3]余福顺. 石英长石无氟浮选分离工艺研究现状. 矿产保护与利用，2005.

[4]V•波兹库尔等. 用磁载体分离长石石英工艺研究.2007.

[5]A•维帝亚德哈尔等. 在长石与石英分离中阳离子补收剂与阴离子补收剂混合物在矿物表 面上的吸附和浮选的选择性. 国外金属矿选矿，2003.

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CuSO4?5H2SO4──→CuO+SO3+5H2OSO3+H2O──→H2SO4这段叙述的原文是这样：“以土墼垒作两个方头炉，相去二尺，各表里精泥其间，旁开一孔，亦泥表里，使精熏，使干。一炉中著铜盘，使定，即封泥之；一炉中以炭烧石胆，使作烟，以物扇之，其精华尽入铜盘。炉中却火待冷，开取任用，入万药，药皆神。”这里的“土墼”就是“土坯”，“精泥其间”是用细致的粘泥密封间隙，“精薰”是慢慢加热，“烟”是指三氧化硫和水蒸气化合生成的雾状硫酸气体。

这就是说，在公元2世纪左右，我国已创造土室法制造硫酸。

在欧洲，最早制取硫酸的叙述出现在13世纪天主教神职人员、哲学家、自然科学家阿尔贝图斯?马格努斯（Albertus Magnus，1193-1280）的著述中，是蒸馏绿矾获得的。绿矾是硫酸亚铁的七水结晶体（FeSO4?7H2O），因色绿而得名。蒸馏绿矾制取硫酸的化学过程和蒸馏胆矾是一致的。因此欧洲人在中世纪称硫酸为绿矾油。16世纪德国药剂师科杜斯（Valerius Cordus,1515-1544）在著作中叙述：选择大的蓝矾或绿矾晶体，放进一陶罐中加热，直至晶体被烧成微红，变成粉末，12磅晶体剩下6磅，然后将粉末放进蒸馏器中，放置在炉火上加热，将蒸气引进一个含有18盎司（1盎司=1/16磅，1磅约为0.453千克）水的玻璃容器中，形成绿矾油（图8-1）。

16世纪初欧洲还出现燃烧硫黄制取硫酸的方法，硫酸又称为硫黄油。瑞士物理学和自然史教授格斯纳（Conrad Gesner，1516-1565）在著作中讲述到：在一悬挂着的玻璃钟罩下面放置一瓷盆，盆中放置一个杯子，内装硫黄，点着硫黄后，不断添加硫黄，生成的三氧化硫（SO3）和二氧化硫（SO2）与空气中的水蒸气结合成硫酸，凝结在钟罩内壁，滴进收集器中（图8-2）。

这样生成的硫酸质量很差，因为生成的三氧化硫（SO3）很少。

到1736年，英国人瓦德（Joshua Ward，1685-1761）采用另一种方法，在英格兰泰晤士河畔特维肯翰（Twichenham）建立大矾工厂（Great Vitriol Works），开始大规模生产硫酸。

瓦德是一个江湖医生，1717年曾企图蒙混进入英国国会而被判罪，逃往法国，1733年被赦免返回英国，在特维肯翰制造硝石和瓷器，并行医。他认为格劳伯盐（Glauber’s salts）在医药中具有非凡的功效，就想制造它。格劳伯盐是指硫酸钠的十水结晶体（Na2SO4?10H2O），是17世纪德国化学家格劳伯于1625年在奥地利维也纳附近的矿泉水中发现的，曾用它作为泻药，认识到它可以利用食盐和硫酸来制取。

Maurice Schofleid．Early Days of Sulfuric Acid．Chemistry，1972，45（9）。

瓦德为了制取格劳伯盐，于是制造硫酸。他燃烧硫黄和硝石的混合物制造硫酸。这种方法最早是荷兰发明家德莱贝尔（Cornelius Drebbel，1572-1633）创造的。法国药剂师列迈里（Nicolas Lemery，1645-1715）在1675-1690年间发表的著述中讲述到这一方法。瓦德可能是在逃罪居留法国期间学习到这一方法的。

瓦德制造硫酸的设备是容量具有40~50加仑（容量单位，1加仑=4.546升）的球形广口玻璃瓶。操作时在瓶内放置少量水，并放置一个小粗陶器罐，罐上放置小铁盘，内放硫黄和硝石的混合物，用赤热的小铁铲点燃混合物后用木塞将瓶口塞紧，经过一段时间后，重复操作，一直到希望浓度的硫酸生成为止。

由于生产中产生有害的烟雾，污染环境，瓦德的硫酸制造作坊遭到当地居民反对，在1740年迁到英格兰北部里士满（Richmond），并在1749年取得英国专利。瓦德为了保守他的生产秘密，雇用不会讲英格兰语的威尔士工人。不过，他还是将秘密告诉了他的朋友帕奇（John Page）而外传。

瓦德的硫酸制造作坊使用了大约100个球形广口瓶，使当时的硫酸价格下降到原价的1/16。

不过，瓦德制造硫酸的设备和操作方法很快被另一位英国人罗布克（John Roebuck，1718-1794）创造的铅室法取代。

罗布克是一位医学博士、医生，1764年当选为英国皇家学会会员（相当于科学院院士）。他在18世纪40年代居住在英国工业城市伯明翰（Birmingham），私人开业行医，并创建铁工厂，还经营从珠宝饰件废料中回收金和银的业务。1746年罗布克和他的合伙人加贝特（Samuel Garbett，1717-1803）在回收金和银时需要硫酸溶解杂质，从化学教科书中了解到铅能抵抗硫酸的腐蚀，于是用木料做框架，用铅板作为墙壁，造成每边长6英尺（1英尺=0.3048米）的立方形铅室，操作时将硫黄和硝石放置在铁勺中，点燃后放进铅室内一个铁盘中，使产生的硫的氧化物气体被预先喷洒在铅室内壁的水吸收，形成硫酸，并不断添加硫黄和硝石，大约每隔4个星期取出一次酸，再放进玻璃容器中加热浓缩，使硫酸相对密度达到1.5。

到1749年，罗布克在苏格兰普雷斯顿潘（Prestonpans）创建普雷斯顿潘公司，建造了更大更多的铅室，雇用工人达50人，分日夜班操作，使硫酸产量从成磅到成吨，不仅供英国使用，而且远销到欧洲大陆。

罗布克也为了保守生产技术的秘密，在他的工厂四周建筑了高墙，要求每位工人宣誓保密。但是在金钱的诱惑下，一位富有的化学品制造商人斯基（Samuel Skey）买通了一位工人，得知铅室的构造和操作过程，建立了每边长10英尺的立方形铅室。接着他又在伦敦和其他一些地方以及法国一些地区相继建造起铅室。铅室建造得越来越大，数量越来越多。1805年，英国布恩特岛（Burnt Island）上一家硫酸制造厂建有360个铅室，每个铅室体积达192立方英尺。法国蒙特利埃（Montpellier）大学教授、富有的化学工业家夏普塔尔（Jean Antoine Claude Chaptal，1756-1832）提出最大的铅室以每边长25英尺和高15英尺为宜，但是他曾建有一个80英尺长、40英尺宽和50英尺高的大铅室，在运转了18个月后倒塌了。

意大利的西西里岛（Sicilia）在长时间一直是硫黄的唯一供应地。1838年意大利政府实行硫黄公卖法，于是硫黄价格暴涨。硫酸制造厂家纷纷采用煅烧含硫化铁的黄铁矿和含硫化铜的黄铜矿来代替燃烧硫黄的方法。

一些厂家在生产设备方面也在不断改进。如采用喷水蒸气进入铅室，代替向铅室内壁喷洒水；另置燃烧硫黄或含硫矿物的炉子，而不是在铅室内燃烧。这样，使硫酸生产逐渐由间歇式转向连续式，使硫酸产量大增。到1878年，欧洲硫酸的年产量已达数百万吨。

一段时期里硫酸制造者认为硫酸制造过程中燃烧硫黄时添加硝石的目的是产生氧气，以氧化二氧化硫为三氧化硫。1806年法国德索梅（Charles Bernard Desormes,1777-1862）和克莱门（Nicolas Clement，1779-1841）翁婿两位化学家观察到，将二氧化硫和二氧化氮的混合气体通入铅室中形成白色晶体，将此白色晶体用水处理，形成硫酸并重新放出一氧化氮气体，因而确定二氧化硫在铅室中并非直接被氧气氧化，而是与氮的氧化物形成中间产物，形成硫酸的整个过程是一个循环过程。这引起不少化学家们的注意，经过多人多次研究确定，铅室中二氧化硫和一氧化氮、氧气以及水形成结晶的亚硝基磺酸（HOSO2ONO）。亚硝基磺酸再与水反应，形成硫酸并释放出氮的氧化物，可以用下列化学反应式表示：

2NO+O2──→2NO24NO2+O2+SO2+2H2O──→4HOSO2ONO2HOSO2ONO+H2O──→2H2SO4+NO2↑+NO↑由于氮的氧化物可以反复使用，于是出现了如何回收这些氮的氧化物问题。法国著名化学家盖吕萨克（Joseph Louis Gay-Lussac，1778-1850）于1827年提出在铅室后设置一塔，塔内充填焦炭，将铅室中释放出来的气体从塔底通入，上升遇到从铅室通入塔顶淋下的硫酸而被溶解吸收。但是氮的氧化物却不能完全被吸收，因为一氧化氮不易溶解在硫酸中，也不发生化学反应，而二氧化氮不易溶于浓硫酸，只溶于较稀的硫酸中。要使氮的氧化物重新释放出来，再回到铅室利用，最初只是用水稀释这种氮的氧化物。这将使生成的硫酸稀释，再浓缩是不经济的。因此盖吕萨克设计的塔迟迟未普遍采用。这个塔后来命名为盖吕萨克塔。

到1859年，英国一位管道工人格洛弗（John Glover，1817-1902）提出在燃烧的炉子和铅室之间设置一塔，使高温的二氧化硫向上流，遇到从盖吕萨克塔顶送来的含氮硫酸，使其中氮的氧化物受热释放出来，进入铅室。这样不仅充分回收了氮的氧化物，也使在盖吕萨克塔中被吸收的氮的氧化物重新释放出来。这个塔后来命名为格洛弗塔，并很快用于实际生产中（图8-3）。一位普通工人完善了一位著名科学家的设计，在硫酸制造中同享盛名。

此后硫酸制造者又对铅室进行了一系列改进。铅室不再是立方形的了，因为立方形会形成角，物料在这些角落可能停滞不动，气流的流动速度很慢，气相和微小雾滴的液相反复接触效率很差，于是改造成圆筒形或截头圆锥形，使铅室外形变成了塔形。

铅室里也不再是空空的了，而是填满了瓷珠。这样可以加大反应物的接触面。

框架不再是木材了，而是钢铁，甚至铅板也被钢铁取代，它们和铅一样可以耐硫酸腐蚀，再加上用耐酸砖或正长石砌成衬里，加强了耐腐蚀性能。

这样，铅室法变成了塔式法，不过硫酸制造的化学原理还是一样。

接触法制造硫酸的原理却不同。接触法也就是触媒法或催化法，是从1831年开始的。这一年英国英格兰南部港口城市布里斯托尔（Bristol）的一位制醋商人菲利普（Peregrine Phillips）向政府提交一份专利申请，项目是“节省硝石和矾铅室的成本”，内容是利用铂作催化剂，使二氧化硫直接被氧气氧化成三氧化硫，然后使三氧化硫溶于水形成硫酸。一位出生在德国而长期居住在英国的化学家麦塞尔（Rudolph Messel，1848-1920）首先利用此法制成发烟硫酸，即用从铅室法获得的浓硫酸吸收三氧化硫，制成发烟硫酸。三氧化硫不能直接用水吸收，这是因为三氧化硫和水化合生成硫酸的化学反应是放热反应，产生大量的热使水蒸发，产生的水蒸气和三氧化硫结合形成硫酸的酸雾，影响吸收的效果。1875年一位硫酸制造商斯奎尔（W．S．Squire）按麦塞尔制硫酸的方法建厂生产。

但是铂很快受二氧化硫气体中挟带的杂质影响而失效，1901年德国化学家克尼特希（Rodolf T．J．Knietsch，1854-1906）首先提出净化二氧化硫气体，可使铂在一定期限内保持有效。

但是铂的价值昂贵，且易中毒失效，促使硫酸制造者们和化学家们寻找廉价有效的催化剂。1914年德国找到了钒的氧化物，1926年美国开始采用。现今世界各国普遍采用接触法生产硫酸。

现今接触法生产硫酸中，焙烧含硫矿石还采用一种流化床焙烧炉——沸腾炉。炉内矿粉在鼓风中翻滚沸腾，反应激烈。焙烧后所得炉气中二氧化硫含量比机械炉所得高出一倍半。炉气的精制是接触法生产中重要的一环，三氧化二砷会使催化剂中毒，必须除去，净化精制的工序很多，先用机械方法电除尘器除尽大部分的矿尘，然后用稀硫酸或水洗涤，以彻底除去残留的矿尘和气体杂质，最后再用除雾器除去酸雾（图8-4）。

花岗岩

花岗岩属火成岩，由地下岩浆喷出和侵入冷却结晶，以及花岗质的变质岩等形成。具有可见的晶体结构和纹理。它由长石（通常是钾长石和奥长石）和石英组成，搀杂少量的云母（黑云母或白云母）和微量矿物质，譬如：锆石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等等。花岗石主要成分是二氧化硅，其含量约为65%—85%。花岗石的化学性质呈弱酸性。通常情况下，花岗岩略带白色或灰色，由于混有深色的水晶，外观带有斑点，钾长石的加入使得其呈红色或肉色。花岗岩由岩浆慢慢冷却结晶形成，深埋于地表以下，当冷却速度异常缓慢时，它就形成一种纹理非常粗糙的花岗岩，人们称之为结晶花岗岩。花岗岩以及其它的结晶岩构成了大陆板块的基础，它也是暴露在地球表面最为常见的侵入岩。

尽管花岗岩被认为是由融化的物质或者岩浆形成的火成岩，但是有大量证据表明某些花岗岩的形成是局部变形或者先前岩石的产物，它们未经过液态或者融化过程而重新排列和重结晶。

花岗岩的比重在2.63到2.75之间，其抗压强度为1,050~14,000 千克/平方厘米（15,000~20, 000磅/平方英寸）。因为花岗岩的强度比沙岩、石灰石和大理石大，因此比较难于开采。由于花岗石形成的特殊条件和坚定的结构特点，使其具有如下独特性能：

（1） 具有良好的装饰性能，可适用公共场所及室外的装饰。

（2） 具有优良的加工性能：锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。其加工精度可达0.5μm以下，光度达1600以上。

3） 耐磨性能好，比铸铁高5-10倍。

4） 热膨胀系数小，不易变形，与铟钢相仿，受温度影响极微。

（5） 弹性模量大，高于铸铁。

（6） 刚性好，内阻尼系数大，比钢铁大15倍。能防震，减震。

（7） 花岗石具有脆性，受损后只是局部脱落，不影响整体的平直性。

8） 花岗石的化学性质稳定，不易风化，能耐酸、碱及腐蚀气体的侵蚀，其化学性与二氧化硅的含量成正比，使用寿命可达200年左右。

（9） 花岗石具有不导电、不导磁，场位稳定。

通常，花岗岩分成三个不同的类别：

细粒花岗岩：长石晶体的平均直径为1/16~1/8英寸。

中粒花岗岩：长石晶体的平均直径约为1/4英寸。

粗粒花岗岩：长石晶体的平均直径约为1/2英寸和直径更大的晶体，有的甚至达到几个厘米。粗粒花岗岩的密度相对较低。

近年来，纪念碑建筑所采用的石材中，花岗岩占83%，大理石占17%。

大理石

大理石由沉积岩和沉积岩的变质岩形成，是石灰石重结晶形成后的一种变质岩，通常伴随有生物遗体的纹理。主要成分是碳酸钙，其含量约为50%-75% ，呈弱碱性。有的大理石含有一定量的二氧化硅，有的不含有二氧化硅。颗粒细腻（指碳酸钙），表面条纹分布一般较不规则，硬度较低。大理石的成分极其结构特点使其具有如下性能：

（1） 良的装饰性能，大理石不含有辐射且色泽艳丽、色彩丰富，被广泛用于室内墙、地面的装饰。具有优良的加工性能：锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。

（2） 大理石的耐磨性能良好，不易老化，其使用寿命一般在50-80年左右。

（3） 在工业上，大理石被广泛得到应用。如：用于原料、净化剂、冶金溶剂等。

（4） 大理石具有不导电、不导磁、场位稳定等特性。

从商业角度来说，所有天然形成、能够进行抛光的石灰质岩石都称之为大理石，某些白云石和蛇纹岩也是如此。因为并非的大理石都适用于所有的建筑场合，因此大理石应分为A、B、C和D四类。这种分类方法特别适用于相对比较脆的C类和D类大理石，它们在安装前或安装过程中需要特殊处理。

具体分类如下：

A类：优质的大理石，具有相同的、极好的加工品质，不含杂质和气孔。

B类：特征接近前一类大理石，但加工品质比前者略差；有天然瑕疵；需要进行小量分离、胶粘和填充。

C类：加工品质存在一些差异；瑕疵、气孔、纹理断裂较为常见。修补这些差异的难度中等，通过分离、胶粘、填充或者加固这些方法中的一种或者多种即可实现。

D类：特征与C类大理石的相似，但是它含有的天然瑕疵更多，加工品质的差异最大，需要同一种方法进行多次表面处理。这类大理石连累了许多色彩丰富的石材，他们具有很好的装饰价值。

长石是地表岩石最重要的造岩矿物。长石是长石族矿物的总称，它是一类常见的含钙、钠和钾的铝矽酸盐类造岩矿物。

长石是一种含有钙、钠、钾的铝矽酸盐矿物。它有很多种，如钠长石、钙长石、钡长石、钡冰长石、微斜长石、正长石，透长石等。它们都具有玻璃光泽，颜色多种多样。有无色的、有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色，黑色等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的，之所以有色或不完全透明，是因为含有其他杂质。有些成块状、有些成板状、有些成柱状或针状等。

富含钾或钠的长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业及搪瓷工业。含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料。色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。

长石在地壳中比例高达60%，在火成岩、变质岩、沉积岩中都可出现。长石是几乎所有火成岩的主要矿物成分，对于岩石的分类具有重要意义。另有同名药物。

基本介绍中文名 ：长石族 外文名 ：feldspar 颜色 ：白色、肉红色、暗色、绿色等 光泽 ：玻璃光泽 晶系 ：单斜晶系或三斜晶系 解理 ：2组完全解理 硬度 ：6-6.5 晶体惯态 ：板条状 比重 ：2.55-2.75 长石组成,成分和用途,分类,斜长石,长石矿床,鉴别,资源开发,同名药物,基本信息,性味,功能主治,性状,鉴别, 长石组成 长石的类质同象替代很发育，它们的化学组成用常用Or x Ab y An z （x+y+z=100）表示。Or、Ab和An分别代表KAlSi 3 O 8 、NaAlSi 3 O 8 和CaAl 2 Si 2 O 8， 3种组分。以某二组分为主，可划分为两个类质同象系列：碱性长石系列（即Or-Ab系列）和斜长石系列（即Ab-An系列）。Or与An组分间只能有限地混溶，不形成系列。 长石 长石的硬度波动于6-6.5，比重波动于2.55-2.75，相对密度2.55-2.75kg/m，两组解理完全。性脆，有较高的抗压强度，对酸有较强的化学稳定性。钾长石颜色多为肉红色，也有灰和白褐色。钠长石为白，灰及浅黄色。钙长石为白色或浅灰色。 长石的基本结构单位是四面体，它由4个氧原子围绕一个矽原子或铝原子而构成。每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种三维的骨架。大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8（在单斜晶系长石中）或9（在三斜晶系长石中）。 长石晶体多数主要呈板状或沿某一结晶轴延伸的板柱状。双晶现象十分普遍，双晶律多达20多种。常见的有钠长石律、曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律和肖钠长石律双晶。它们分别存在于三斜晶体或单斜与三斜晶体中。 长石常见乳白色，但常因含有多种杂质而被染成黄、褐、浅红、深灰等色，有的还可具有美丽的变彩或晕色。有两组完全解理，其夹角90°(单斜晶系）或近于90°(87°）（三斜晶系)。比重在2.55～2.75之间，随成分中An含量增高而增高，随Or的增多而减少。莫氏硬度为6～6.5。 长石的混溶系列 地壳中最常见的矿物就是长石，甚至在月球上和陨石中也常见到它们。在地下15公里深度的范围内，长石所占的地壳总重量竟达到60%。长石是构成火成岩的主要成分，在变质岩和沉积岩中也很常见。长石一般在火山岩和变质岩中存在的长石都很小，只有0.1～10毫米。在斑岩中可达5～10厘米，而在伟晶岩中有的可达数十米。长石是陶瓷和玻璃工业的原料。有的长石具有美丽的变彩或晕色，可被用作宝石的材料。 成分和用途 长石（Feldspar）是钾、钠、钙及钡等碱金属和碱土金属的铝矽酸岩矿物，其主要化学成分为SiO 2 、Al 2 O 3 、K 2 O、Fe 2 O 3 、Na 2 O、CaO，是重要的造岩矿物。主要用于制造陶瓷、搪瓷、玻璃原料、磨粒磨具等，此外还可以制造钾肥。 分类 通俗地讲，长石 分两大类——正长石（钾长石）和斜长石。二者区别在于两组解理的夹角，正长石等于90度，斜长石小于90度。正长石常见卡式双晶，薄片鉴定特征为在正交偏光镜下，双晶的消光是由一黑一白两部分组成，这也是镜下斜长石和正长石的区别之一，一般斜长石是聚片双晶。 长石 碱性长石呈褐红、肉红、白、灰白等色。 斜长石为灰白色、深灰色。 冰长石无色透明，绿色变种天河石，加热至270℃开始腿色。玻璃光泽。

钾长石熔点1290℃，钠长石熔点1215℃，钡长石熔点1715℃。天然长石常为固溶体，故熔点较单一成分的长石熔点低。熔融间隔较宽是长石良好的工艺性能之一，如在1200℃时开始，1350℃全部转变成液相，熔体透明、粘度大，工艺性能最好。钠长石熔融间隔小，熔体粘度低，烧成过程中易变形。 碱性长石具有良好的助熔作用。如高岭石的熔点为1770℃，石英的熔点为1713℃。如果在Al 2 O 3 -SiO 2 体系中加入长石，则在985℃±20℃即开始出现液相，且长石的含量越高，初熔温度越低。相同温度下，钠长石的助熔作用大于钾长石。 斜长石 斜长石又分了钠长石、更长石、中长石、拉长石、培长石，钙长石等。都是类质同像的混合物，从左向右钠越来越少，钙越来越多。 长石矿床 长石矿床按成因可主要分为两大类： 1、片麻岩或混合岩化片麻岩。也有一些矿脉产于花岗岩体或基性岩体中，或在其接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分异单一的长石伟晶岩中。 2、岩浆岩型长石矿床：此类矿床产于酸性、中酸性及碱性岩浆岩中。其中以产于碱性岩中的最为重要，如霞石正长岩、霞石正长斑岩矿床，其次为花岗岩、白岗岩矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。 鉴别 长石的显微鉴别：透射偏光镜下，薄片无色透明。低正突起，呈三组相互正交的假立方体解理。干涉色低，最高干涉色一级灰—一级黄。平行消光，延长符号可正可负。二轴晶，正旋旋旋光性。 资源开发 中国长石资源较为丰富，已查明的长石矿床有数十个。规模较大的有湖南衡山、山西闻喜、山东新泰等。主要成矿时代在各地不同，北方多为加里东期 和海西期，南方多为燕山期。各长石矿矿产品主要供应陶瓷工业，在玻璃工业领域的销量不多，国内总需求量也不大，长石产量能满足市场的需要。 同名药物 斜方晶系，晶形板状或短柱状。惟不多见，一般成致密粒状、大理石状集合体。颜色白灰、淡蓝、淡红及黑色等。条痕白色，玻璃或脂肪光泽。透明或微透明，断口参差状。硬度3～3.5，比重2.95。性脆，产于沉积岩层、热液矿脉、火成熔岩及接触交代矿床中。 基本信息 【拼音名】Cháng Shí 【别名】方石（《本经》），直石（《吴普本草》），土石（《别录》））。 【释义】方解石与长石相似，都光洁如白石英，但以敲击时断截成片段的为长石，块块方棱的为方解石。 【来源】铝矽酸盐类矿物。 【考证】出自《神农本草经》。 【用法用量】内服：煎汤，0.5～3两。 1．《别录》：长石，理如马齿，方而润泽玉色。生长于山谷，及太山临淄。采无时。 2．《纲目》：长石即俗呼硬石膏者，状似软石膏而块不扁，性坚硬洁白，有粗理起齿棱，击之则片片横碎，光莹如云母、白石英，亦有墙壁，似方解石，但不作方块尔。烧之亦不粉烂而易散，方解烧之亦然，但烢声为异尔。昔人以此为石膏，又以为方解，今人以此为寒水石，皆误矣。但与方解乃一类二种，故亦名方石，气味功力相同，通用无妨。唐、宋诸方所用石膏，多是此石，昔医亦以取效，则亦可与石膏通用，但不可解肌发汗耳。 性味 ①《本经》："味辛，寒。" ②《别录》："苦，无毒。" 功能主治 ①《本经》："主身热，四肢寒厥，利小便，通血脉，明目去翳眇。" ②《别录》："主胃中结气，止消渴，下气，除胁肋肺间邪气。" 性状 性状鉴别本品为扁块状或块状，有棱。江灰色、灰色或深灰色。条痕白色或浅灰色。体较重，质坚硬，指甲不易刻划成痕。但可砸碎，浅色者断面对光照之，具闪星样光泽，深色者光泽暗淡。无臭，无味。以色淡、有光泽者为佳。 鉴别 取本品粉末1g，加稀盐酸10ml，加热，使溶解，滤过。滤液显钙盐和硫酸盐的各种反应。参见“石膏”条。

《中医大辞典》·长石长石为中药名，出自《神农本草经》。别名方石、直石、土石来源及产地硫酸盐类矿物硬石膏的矿石。分布山西、湖北等地。性味味辛、苦，性寒。功能主治清热生津，下气利尿，明目祛翳。1.治发热烦渴，热甚肢厥。2.热淋，小便不利。3.翳障遮睛，视物不明。用法用量煎服，15～90g。化学成分天然产的不含结晶水的石膏。主成分为硫酸钙，常杂有微量的氧化铝、二硫化铁及碳酸盐等。《*辞典》·长石出处《本经》拼音名ChánɡShí别名方石（《本经》），直石（《吴普本草》），土石（《别录》），硬石膏（《纲目》）。来源硫酸盐类矿物硬石膏的矿石。原形态斜方晶系。晶形板状或短柱状，惟不多见，一般成致密粒状、大理石状集合体。颜色白灰、淡蓝、淡红及黑色等。条痕白色。玻璃或脂肪光泽。透明或微透明。断口参差状。硬度3～3.5。比重2.95。性脆。产于沉积巖层、热液矿脉、火成熔巖及接触交代矿床中。性味①《本经》："味辛，寒。"②《别录》："苦，无毒。"功能主治①《本经》："主身热，四肢寒厥，利小便，通血脉，明目去翳眇。"②《别录》："主胃中结气，止消渴，下气，除胁肋肺间邪气。"用法用量内服：煎汤，0.5～3两。摘录《*辞典》

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