请各位高手帮帮忙,谁知道有关锆以及硅酸锆等相关物质的性质品质用途?谢谢了,答案可以直接发到我邮箱里
锆
元素名称:锆
元素原子量:91.22
元素类型:金属
发现人:克拉普罗德发现年代:1789年
发现过程:
1789年,德国的克拉普罗德,在分析锡兰锆时,发现了锆土。
元素描述:
元素英文名称:Zirconium
相对原子质量:91.22
核内质子数:40
核外电子数:40
核电核数:40
质子质量:6.692E-26
质子相对质量:40.28
所属周期:5
所属族数:IVB
摩尔质量:91
氢化物:ZrH4
氧化物:ZrO2
最高价氧化物化学式:ZrO2
密度:6.49
熔点:1852.0
沸点:4377.0
外围电子排布:4d2 5s2
核外电子排布:2,8,18,10,2
颜色和状态:钢灰色金属
原子半径:2.16
常见化合价:+2,+3,+4
高熔点金属之一,呈浅灰色。密度6.49克/厘米3。熔点1852±2℃,沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。第一电离能6.84电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,不溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。
元素来源:
四氧化锆用镁还原可制得。
元素用途:
粉末状铁与硝酸锆混合,可作闪光粉。金属锆几乎全部用作核反应堆中铀燃料元件的包壳。也用来制造照相用的闪光灯,以及耐腐蚀的容器和管道,特别是能耐盐酸和硫酸。锆的化学药品可作聚合物的交联剂。
元素辅助资料:
含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石(zircon)或风信子石(hyacinth),广泛分布在自然界中。由于它们美丽的颜色,自古以来被称为宝石。化学家很早就对锆石进行了分析,认为是含有硅、铝、钙和铁的氧化物。1789年,德国化学家克拉普罗特发表研究来自斯里兰卡锆石的报告中提到他发现了一种未知的独特而简单物质的氧化物,并提议称之为Zirconerde(锆土——氧化锆)。不久,法国化学家德毛沃和沃克兰两人都证实克拉普罗特的分析是正确的。Zirconerde的存在被肯定,元素得到zirconnium的命名,元素符号为Zr。
克拉普罗特最初研究锆的硅酸盐实验操作一直到今天仍是工业上提取锆的基础。但一直到1914年,荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员列里和汉保格将四氯化锆和金属钠作用,取得纯金属锆。
锆一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。
硅酸锆
硅酸锆Zr(SiO4)
折射率高1.93-2.01,化学稳定性能,是一种优质、价廉的乳浊剂,被广泛用于各种建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、一级工艺品陶瓷等的生产中,在陶瓷釉料的加工生产中,使用范围广,应用量大。硅酸锆之所以在陶瓷生产中得以广泛应用,还因为其化学稳定性好,因而不受陶瓷烧成气氛的影响,且能显著改善陶瓷的坯釉结合性能,提高陶瓷釉面硬度。硅酸锆也在电视行业的彩色显像管、玻璃行业的乳化玻璃、搪瓷釉料生产中得到了进一步的应用。硅酸锆的熔点高:2500摄氏度,所以在耐火材料、玻璃窑炉锆捣打料、浇注料、喷涂料中也被广泛应用。
粉末喷涂是一种以自由流动的干粉形式施加的涂料。通常以静电方式施加该涂料,然后在加热下固化,使其流动并在金属上形成表面膜。
粉末涂料主要有两类:热固性和热塑性聚合物。
最常用的聚合物是聚酯,聚氨酯,聚酯-环氧,直链环氧和丙烯酸。粉末涂料的确切组成因制造商而异。
该粉末用于在铝型材上形成坚硬,连续的涂层,以保护金属免受腐蚀并在暴露于各种天气条件下提供持久的美观外观。
粉末涂料主要用于家用电器,铝型材等应用,也用于汽车和工业应用。
粉末涂料的性能因为粉末涂料没有液体载体,所以它可以生产比传统液体涂料更厚的涂料。涂料过程中散发出的挥发性有机化合物(VOC)很少。在一起固化之前可以施用几种粉末颜色,从而可以显色在单个图层中混合和特殊效果。
虽然涂上固化成光滑,无纹理的厚涂层比较容易,但涂光滑的薄膜却不那么容易。
粉末涂料的主要优点是可以回收过量喷涂物。粉末相对于液体涂料(PVDF除外)的许多公认优势,例如硬度和光泽度,实际上是聚合物的特性。
粉末喷涂工艺
1. 制备工艺和预处理
在粉末喷涂工艺之前,铝的清洁可以通过多种化学和机械方法进行。方法的选择取决于零件的尺寸和材料预处理过程既清洁又改善了粉末与金属的结合。化学预处理通常分为多个阶段,包括脱脂,蚀刻,去污,各种冲洗和基材的最终铬酸盐化处理。
近来,已经开发出避免使用铬酸盐的方法。基于钛和锆的化学物质和硅烷的方法对粉末的腐蚀和粘附具有类似的性能。
在涂覆之前准备表面的另一种方法被称为喷砂或喷砂和喷丸。
2.粉末喷涂工艺
将粉末涂料喷涂到金属物体上的最常见方法是使用静电枪喷涂粉末,该枪将粉末带上正电荷,然后通过机械或压缩空气喷涂将其喷涂并加速通过强大的静电荷将其朝向接地的工件。然后将物体加热,使粉末熔化成均匀的膜,然后冷却以形成硬涂层。通常也要先加热金属,然后将粉末喷涂到工件上。
粉末也可以使用经过特殊调整的静电圆盘施加。
另一种喷涂粉末涂料的方法称为流化床法,方法是加热基材,然后将其浸入充气的粉末填充床中,粉末熔化并粘在热的物体上。通常在需要所需厚度时使用此方法涂层的厚度应超过300微米。
静电刷(EMB)涂层是用于平面材料喷涂的另一种涂层方法,该方法使用辊涂粉末,具有相对较高的涂层速度和5到100微米之间的精确涂层厚度。
3.固化
当热固性粉末暴露在高温下时,它开始熔化,流出,然后发生化学反应,形成网状结构的高分子量聚合物。
该固化过程需要一定的温度持续一定的时间长度,以便最终达到完全固化并建立针对该材料进行设计的全膜性能。
通常,粉末在200℃(390F)下固化10分钟。
粉末涂层铝的应用
粉末涂层铝是用于许多建筑项目的一种建筑材料。铝上的粉末涂层有助于增强金属抵抗元素腐蚀的能力。这种特性使该材料成为理想的使用材料。在户外活动中。
建筑粉末涂料可提供包括白色在内的多种颜色,以产生理想的效果。工业用途是粉末涂料的最大市场之一,在汽车行业的应用也在不断增长。
结论
粉末喷涂的选择取决于应用场合,而不仅仅是个人喜好。
粉末涂料不含溶剂,并且涂料过程不会产生有害废料。粉末涂料的主要优势在于可以回收过量喷涂,这使粉末涂料成为一种环境友好的方法。
汽车涂装技术一
一、填空
1. 保护、装饰、标识
2. 涂装材料、涂装工艺、涂装管理
3. 有机挥发物、废弃物、废水
4. 双组分聚氨酸丙烯酸、醇酸、硝基
5. 一定颜色;均匀分散
6. 着色、体质、防锈
7. 化学、电化学
8. 钝态法、覆膜法、环境处理法、阴极保护法
9. 物理隔绝、化学腐蚀
10. 自然干燥、加速干燥、高温烘烤干燥
11. 光、物体、观察者
12. 色调、明度、彩度
13. 红、黄、蓝
14. 底色漆、喷涂层数
本帖隐藏的内容
二、判断题
1.√ 2.X 3.√ 4.X 5.X 6.√ 7.X 8.X 9.√ 10.X 11.X 12.X 13.X 14.√ 15.√ 16.√
三、选择题
1.A 2.A 3.C 4.A 5.A 6.D 7.C 8.B 9.A 10.B 11.C 12.D 13.A 14.C 15.B 16.D 17.A 18.D 19.C 20.C 21.C 22.A
四、简答题
1. 什么叫涂装?涂层和涂膜有什么区别?
答:涂装是指以不同的方式涂覆于经过处理的物面上,干燥固化后形成的一层牢
固附着的连续薄膜的工艺。已经固化了的涂料称为涂膜,由两层以上的涂膜
组成的复合层叫涂层。
2. 汽车涂装有哪些特点?汽车修补涂装有哪些特点?
答;汽车涂装有4个特点:1.属于高级保护性涂装。
2.属于中高级装饰性涂装。
3.最典型的工业涂装。
4.为多层涂装。
汽车修补涂装有4个特点:1.属于恢复性涂装。
2.品种多数量少。
3.质量要求高。
4.手工操作为主。
3.简要叙述汽车涂装的基本要素,并说明它们之间的关系
4.简述涂料的组成及各组成的作用。
答:主要由成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质组成。
主要成膜物质:作用是既可以单独膜又可以粘结颜料共同成膜并牢固地粘附在被涂物表面。(又可以称作粘结济或固着济。)
次要成膜物质:主要是颜料赋于涂膜一定的遮盖力和色彩并增强涂膜的韧性和厚度提高涂膜的耐磨、耐热、耐化学腐蚀等作用。
辅助成膜物质:主要是溶剂、稀释剂和添加剂,它可以有助于改善涂膜的性能。
5. 颜料分为哪几种?各起什么作用?
答:在涂料工业中分为着色料、体质颜料和防锈颜料三种。
着色颜料:主要是赋于涂料各种不同的颜色,提高涂料的遮盖性能,满足装饰性和其它特殊要求。
体质颜料:作用是提高颜料的体积浓度,增加涂膜的厚度和耐磨能力。
防锈颜料:具有化学活性的物质起防锈作用。
6. 分别说明色调、明度和彩度的概念。
答:明度是人们看到颜色所引起视觉上明暗程度的感觉。
色调是颜色之间的区别。
彩度是颜色在心理上的纯度感觉。
汽车涂装技术 二
一、填空题
1. 吸力式喷枪、重力式喷枪、压力式喷枪;下壶枪、上壶枪;底漆枪、面漆枪、修补喷枪
2. 辅助孔、中心孔、侧孔
3. 空气压力、雾气扇形、涂料流量
4. 枪距、枪速、垂直、重叠量
5. 氧化铝、金刚砂、锆铝
6. 气动、电动;圆盘、板式;单作用打磨机、轨道式打磨机、偏心振动式、往复直线
7. 膜片式、活塞式、螺旋式
8. 利用空气压力将液体转化为小液滴;雾化
9. 室式、箱式、通过式;连续式、周期式;流式、辐射式
二、判断题
1.X 2.X 3.√ 4.√ 5.X 6.X 7.√ 8.X 9.√ 10.√ 11.X
三、选择题
1.D 2.C 3.C 4.C 5.B 6.D 7.A 8.D 9.A 10.A 11.A 12.D 13.C 14.C 15.D 16.C 17.A 18.B
四、简答题
1. 简述喷枪雾化的3个阶段。
答:(1)涂料由于虹吸作用以喷嘴喷出后,被从环形中心孔喷出的气流包围,气流产生的气旋使涂料分散;
(2)涂料的液流与从辅助孔喷出的气流相遇时,气流控制液流的运动,并进一步使其分散;
(3)涂料受从空气帽喇叭口喷出的气流作用,气流从相反的方向冲击涂料,使其成为扇形的液雾。
2. 喷枪的基本调节方式有哪些,分别是如何调节的?
答:1、调节压力:喷枪喷嘴处的压力对于得到适合的喷雾扇形有明显的影响。
2、调节喷雾扇形:通过调节喷雾扇形控制钮可以调节喷雾直径的大小。
3、调节涂料流量:调节涂料控制旋钮可调节适应不同喷雾形状所需的涂料流量。
3. 环保型喷枪的操作方法与传统喷枪有什么区别?
答:1、环保型喷枪:高流量低气压的喷枪
2、区别:传递率高、空气污染少、产品流量高、成本底、成产率高
4. 简述手工水磨和机械干磨的优缺点
答:(1)手工水磨:① 缺点:单组份的原子灰和底漆不易打磨,水分易被底材吸收,易造成喷涂缺陷,工人劳动强度大,不符合环保要求;
② 优点:效果好,表面平整光滑,不产生灰尘,适于精细打磨。
(2)机器干磨:① 缺点:只能回收20%~90%的灰尘;
② 优点:能适应单组份涂料的打磨,修补时间短,提高工作效率,成本低,减小产生喷涂隐患,符合环保要求,减少劳动强度。
1.
5.放置空气压缩机时应遵循什么原则?
答: (1)安放在通风、清洁、干燥的地方,最好在室内;
(2)据墙或其它障碍物30cm以上,以利于通风、散热;
(3)水平放置,各支柱下放减震垫片,飞轮一边靠墙;
(4)距工作点近,最好10m以内,减少压力损失。
汽车涂装技术 三
一、填空题
1.钢铁、铝及铝合金、镀锌及锌合金、镀铬
2.普通、合金、纤维、塑料、幼滑
3.2~3mm
4.防护;装饰
5.环境、车辆表面、喷涂涂料;20℃~25℃
6.板块修补、局部修补、整车重涂
7.查看ISO代码、燃烧鉴别、焊接法、敲击法鉴别
8.喷涂底色漆、喷涂珍珠色漆、喷涂罩光清漆
9.遮盖、施涂、干燥
10.由外界因素导致的、由涂料或喷涂操作导致的
11.Volatile Organic Campounds、有机挥发物;每升涂料中含有有挥发物的克数。
12.提高固体含量、使用粉末涂料、水性涂料
13.底漆
14.面漆型、中间图层
15如9
二、判断题
1.√ 2.√ 3.X 4.√ 5.√ 6.X 7.√ 8.X 9.√ 10.√ 11.√
三、选择题
1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.D 8.A 9.B 10.B 11.C 12.A 13.C 14.B 15.B 16.A 17.D 18.C 19.C 20.B 21.C 22.A
四、简答题
1、判断原车旧漆层有什么意义?如何判断?
答:(1)原涂层及底板的类型如果与修补涂层的类型不符,将会出现严重的涂磨故障,如咬底或涂膜脱落等。
(2)涂层判断:① 目测法;
② 涂抹溶剂法;
③ 加热检查法;
④ 硬度测定法;
⑤ 厚度测定法;
⑥ 电脑检测法。
底板的判断方法根据金属的不同性质可以对相应的底板材钢板、镀锌板、铝板或铝合金板做出判断。
2、简述双阻份原子灰的混合方法和刮涂要领。
答:(1)混合方法:按使用手册标明的比例正确混合固化,不可随意添加或减少,且混合要均匀。原子灰的颜色通常为灰白色或淡黄色,固化剂的颜色为红色或黄色,在调配时两种颜色均匀混合后即可进行刮涂施工;
(2)刮涂要领:① 刮涂时用二把铲刀,一把放混合好的原子灰,另一把施涂;
② 对于需要较厚的填补区域可分几次进行;
③ 如果上一次刮涂不平整,可以等干燥后稍打磨并清洁后在刮涂,直到填平;
④ 车身上的冲压线对缝合较大的曲面要根据情况使用不同的方法。
3、何谓单工序面漆?多工序面漆?喷涂时有何不同?
答:(1)单工序面漆喷涂完毕后,整个面漆层完成,叫单工序面漆。
(2)有两道以上的喷涂工序完成的面漆叫多工序面漆。
(3)双工序面漆即先喷一层颜色的面漆,在其上再喷一层罩光清漆。
金属漆正确操作方法为“两实一干”三道喷涂面漆,“两实”为湿碰湿,“一干”为一次雾喷;可以使银粉颗粒均匀喷洒在表面,由于表面干燥所以排列凑乱,可以大大提高其金属闪光效果。
三工序珍珠其在喷涂时在中涂层上,先喷一层与面漆颜色相同或相似的色底来提高面漆的遮盖力,然后喷面漆,之后再喷清漆。
4、简述鱼眼、溶剂气泡、针孔和起泡的区别和修补防治方法。
答:(1)区别:① 鱼眼是在涂膜面形成向火山口一样的凹陷现象;② 针孔中涂层或原子灰层有小孔,外层涂膜无法填平;③ 溶剂气泡是在涂膜面上形成一群气泡;④ 起泡是在涂膜表面形成球状般的隆起。
(2)修补方法:先研磨后抛光或重喷该区域;鱼眼可以先点漆再研磨抛光。
(3)防治对策:喷涂前彻底清洁表面,严格要按施工操作程序和工艺及涂料供应商的要求操作。
5、什么是VOC?它对环境有什么影响?
答:(1)VOC是“有机挥发物”(如当VOC及氮氧化物在太阳光照射下,同氧气发生反应形成臭氧,并在大气中聚集)。
(2)影响:破坏大气结构,而对人类生存环境造成破坏,还会影响地球上动植物的生存,并导致水质变化。
回答:能,是可以粘金属的,加热即可
扩展:
无色无味极粘稠的液体或白色粉末, 易溶于水。用作耐火材料的粘合剂,主要用于电气工业、高温窑炉、热处理电阻炉和电气绝缘。也用于石油、化工、造船及空间技术等方面。还可作为无机涂料与有机涂料配合使用
主要用于电气工业、高温窑炉、热处理电阻炉、陶瓷建筑、电气绝缘等,主要用于高温窑炉耐火材料的粘结剂
用于耐火喷涂料、火泥、浇注料、捣打料、磷酸盐砖。
固体磷酸二氢铝特点: 在常温下与耐火骨料,硬化剂等混合后在90-110 °C间恒温4-24小时形成高粘接强度,经过350-500°C烘干后就具有高抗折、抗压、抗水化性能,即使在水中浸泡或煮沸也不发软。
液体使用耐火材料喷涂料、火泥、浇注料及铸造行业用结合剂,主要用于耐火材料行业刚玉质、铬刚玉质水口,水煤浆气化炉用铬铝锆刚玉砖的生产。
液体磷酸二氢铝特点:易于混炼,成型,特别适宜于现场施工
我部十分重视科技成果的转化与应用,近年来加强了资源利用技术、工程勘查施工技术以及环境技术的开发研究力度,现已形成了一批有特色的先进技术,通过广泛应用,初步实现了产业化。
新型铸造涂料的研究与开发应用
以斜绿泥石、叶蜡石、钠云母、高岭石、白云母等矿物为原料,经表面改性复合加工,研制出一种性能优良的可取代石墨粉的珠光粉耐火材料,生产的新型ZH系列铸造涂料,为国内外首创。选择以珠光粉为主的矿物,经工艺处理后制成的SCC系列悬浮剂.在水和醇中有优良的悬浮性能。研制出的铸钢(铸铁)用醇基、水基系列涂料,根据涂挂方式的不同,分为四大类型:刷涂型、喷涂型、浸涂型和流涂型。根据耐火粉料的不同,又分为锆质型、铬质型、锆铬质型、锆铝质型、铝质型、镁质型、石墨型、珠光粉型和复合型等40余种,该系列铸造涂料已在湖北、江苏、山东、湖南、安徽等地铸造厂应用,并获得良好的赞誉。1999年9月被国家科技部列入“九五”国家科技成果重点推广计划,在全国推广应用,现已建成了一条新型铸造涂料生产线,取得了较好的经济效益和社会效益。
2002年国土资源科技发展报告
金矿堆浸活性炭吸附解吸电解一体化新技术及新装置
该套装置集吸附、解吸、电解功能于一体,在矿山堆浸生产现场就能边吸附、边解吸、边电解,生产出电解金粉,免去了活性炭在吸附塔和解吸塔之间的反复装卸和长途运输,减少了载金炭损失和粉化,节省了运输费用。电解贫液可直接返回堆浸作业继续使用,充分回收利用电解贫液中的残留金、氰化物和氢氧化钠,提高了金的回收率并降低了生产成本。现场产出的电解金粉可及时熔炼成合质金锭上交当地银行,加快资金周转,减少流动资金投入量,最大限度地提高企业经济效益。
2002年国土资源科技发展报告
该装置在海拔3700米,自然水温4℃以下,水沸点仅80℃的现场运转,若采用新发明的工艺将使解吸温度在3小时内从4℃升至110℃,打破了常规氰化钠解吸电解不能在高海拔地区运行的历史,使常规氰化钠解吸工艺从48~60小时缩短到12小时,因此该装置的应用范围大大广于国内外同类产品。
该套装置的吸附率在99%以上,解吸率在98%以上,电解率在99%以上,解吸电解周期10~12小时;可用于海拔5000米以下的金矿堆浸厂,就地边吸附边解吸电解生产金粉。
煤系高岭石质煤矸石生产硅酸铝耐火纤维技术
以大同盆地石炭纪—二叠纪煤系地层山西组四号煤层为主要研究和利用对象,从山西组地层1739平方公里分布范围内的7个不同产出地点,采取同一层位夹矸进行化学成分、矿物学特征的对比研究,掌握了该层位夹矸质量的时空变化规律,确认该层夹矸为高岭石质煤矸石。经初步估算其储量可构成超大型矿床,煤矸石质量稳定分布,基本具备作为现代工业原料基地的条件。
2002年国土资源科技发展报告
利用山西大同煤田高岭石质煤矸石,生产出了具有高技术性能的硅酸铝耐火纤维及其制品。经国家权威机构检测,产品达到国家标准。用高岭石质煤矸石生产的硅酸铝纤维,以独有的特点,如色泽洁白、单纤长、渣球含量少、加热线收缩低等领先于同类产品。
在山西阳高县建立了以该项技术为核心的示范工程——大同特种耐火材料有限责任公司。该公司现建有两条连熔连吹干法成毯生产线,可年产硅酸铝耐火纤维针刺毯1000吨,他异型制品300吨。1998年初,新建的生产线一次投料试车成功。当年新增工业产值451万元。1999年生产各类产品775吨,完成工业总产值603万元,销售产品832吨,产销率107%,完成销售收入540万元,实现利税84.6万元。截至2000年9月,完成当年工业总产值650万元,与上年同比增长40.4%。完成销售收入525万元,同比增长54%。
陕西省旬阳青铜沟汞锑共生矿浮选分离半工业试验研究
陕西省旬阳青铜沟汞锑矿床是大型汞锑共生矿山,汞的储量为亚洲第一,其矿床类型独特,在世界上尚属少见,为复杂难选矿石。
采用新技术、新工艺、新途径,进行了详细的条件试验研究,为该类型矿石的浮选分离提供了一套合理可行的工艺流程,首次解决了长期以来人们试图利用选矿方法进行汞锑共生矿分离的技术难题。该工艺为:原矿—破碎磨矿—汞锑混合浮选(一次粗选、二次精选、二次扫选)—混合精矿脱药—混合精矿选择性抑制—汞锑分离浮选(一次粗选、一次扫选、三次精选)—汞精矿、锑精矿。最终获得了稳定指标:
原矿品位汞含量为0.65%,锑含量为2.0%;
汞精矿含汞65.0%,汞回收率82.17%;
锑精矿含锑55.0%,锑回收率90.11%。
陕西省旬阳青铜沟汞锑公司于1998年建成了一座日处理150吨矿石的选矿厂,1999年产值达1840万元,当年获利税898.08万元。
2002年国土资源科技发展报告
2002年国土资源科技发展报告
浮选分离车间
难浸高砷硫化物金矿细菌预氧化技术研究
以氧化铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌为研究对象,通过对菌种的分离、筛选和驯化,选育出耐高砷的菌种。将氧化铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合使用,使包裹在含砷硫化物金矿中的金暴露后被浸出。驯化的系列菌种对含砷金矿具有较强的氧化能力和较快的分解速度。细菌对高砷金矿的氧化脱砷率达98%以上。经过较长时间试验和生产实际应用,证明其生化性能稳定,耐高温(45~55℃)和耐高砷浓度(30毫克/升),对高砷金矿的氧化能力强。
通过日处理1~2吨金精矿的半工业试验,解决了从小试到半工业试验过程的关键技术和工艺。通过对多种含砷难处理金矿的生产试验,稳定生产期金的浸出率达92%~96%,比直接氰化提高金的浸出率85%以上,提高的幅度较大。该工艺技术先进、合理,设备简单,容易操作,对环境影响小。该技术适用于含砷25%以下的难浸金矿和金精矿的细菌预氧化处理。
该成果已应用于陕西和山东。目前已生产出黄金近500千克,创造了一定的经济效益。该技术成果转化为工业生产,将有力地推动和促进我国难浸金矿的开发利用。
2002年国土资源科技发展报告
细菌预氧化工厂全景
一、概述
红柱石、蓝晶石和夕线石统称为蓝晶石族矿物,是同质多象变体。它们的物质成分相同,由于在地壳中成矿时经受温度和压力不同,遂形成不同的矿物晶体。一般而言,红柱石形成于较低的温度和压力;而蓝晶石形成于较高的压力,温度与红柱石相当或略高一点;夕线石在较低和较高的压力下均可形成,但其形成温度则较高。
二、矿物性质
红柱石属斜方晶系,晶体呈柱状,横切面近正方形。集合体呈放射状,形似菊花,俗称菊花石。灰白、褐或红色,玻璃光泽,硬度为7,密度为3.1~3.2g/cm3。蓝晶石属三斜晶系,晶体常见扁平柱状,蓝或蓝灰色,玻璃光泽,节理面呈珍珠光泽。在 {100} 晶面上,平行晶体延长方向的硬度为4.5,而垂直晶体延长方向的硬度则为6.5~7,差异显著,故有二硬石之称。密度为3.56~3.68g/cm3。夕线石属斜方晶系,晶体呈针状,通常呈放射状和纤维状集合体,灰、褐或灰绿色,玻璃光泽,硬度7,密度3.23~3.25g/cm3。
上述三种矿物的另一个共同特征是,当加热到一定温度时转变为富铝红柱石和氧化硅的混合物,并发生体积膨胀。如红柱石转化温度为1350~1450℃,体积膨胀率为5%左右;蓝晶石的转化温度为1100~1500℃,体积膨胀率为16%~18%;夕线石的转化温度为1500~1650℃,体积膨胀率为5%~8%。
红柱石、蓝晶石和夕线石的化学分子式均为 Al2SiO2,理论化学成分为 Al2O3 62.92%,SiO2 37.08%。实际产出的上述三种矿物的化学成分见表2-10-1。
表2-10-1 红柱石、蓝晶石和夕线石的化学成分(wB/%)
三、用途
1)制造高级耐火材料。红柱石、蓝晶石、夕线石可在不同的温度下分为高铝红柱石,富铝红柱石就是高级耐火材料,所以它们可以制成各种耐火砖、耐火球等用于各种窑业。
2)制造坩埚、电火花塞及高温计套管。
3)制造不定形耐火材料,如喷涂料、可塑料、捣打料及耐火胶泥等。
4)作为冶金原料可冶炼轻质合金,制成用于宇航服的陶瓷制件和宇宙飞船导向翼部件。
5)制造陶瓷器皿和面砖。
6)作焊接材料。
7)由夕线石形成的菊花石可制成工艺品。色美透明的红柱石和蓝晶石可作低档宝石。
8)三种矿物的尾矿可综合利用,用于水泥的铝质校正原料和生产加气砖。
四、地质特征
根据蓝晶石族矿床成矿作用类型,蓝晶石族矿床可分为五个成因类型,即区域变质、动力变质、热接触变质、热液蚀变和风化矿床。然后再根据变质相系,含矿建造类型,大地构造环境等因素,蓝晶石族矿床又可分为10个亚类(表2-10-2)。
在上述成因类型矿床中,以区域变质形成的红柱石、蓝晶石、夕线石矿床规模最大,质量最好,最具工业价值。
高级变质片麻-片岩型夕线石矿床,均赋存于活动的地槽内,含矿建造类型为高角闪-麻粒岩相片麻岩-石英片岩型夕线石、红柱石建造及高角闪-高绿片岩相片麻岩-片岩-大理岩型夕线石、红柱石建造。含矿地层均为古元古界。矿体形态一般为层状、似层状,少数为透镜状。含矿岩石主要为片岩类、片麻岩类。矿石类型以片岩型为主,次为片麻岩型,矿物成分为夕线石、石榴子石、石英、黑云母、斜长石、钾长石,次为白云母、石墨,副矿物为榍石、锆石、金红石、独居石。矿体与围岩呈渐变过渡关系,产状与围岩基本一致。成矿原岩为粘土质沉积岩。矿石品位为10%~60%。较典型的矿床为鸡西三道沟夕线石矿床、丹凤夕线石矿床。
表2-10-2 蓝晶石族矿床成因类型
中级变质浅粒岩-片岩型夕线石矿床既可赋存于稳定的地台内,也可赋存于活动的地槽内,含矿建造类型为高角闪岩相夕线石石英浅粒岩型夕线石建造及中低角闪岩相白云母石英片岩-石英片岩型夕线石、红柱石建造。含矿地层为新太古界阜平群宋家口组、大别山群水竹河组及中新生代区域变质地层。矿体形态以层状、似层状为主,个别为透镜状、扁豆状。含矿岩石主要为片岩类、浅粒岩类。矿石类型以片岩型为主,次为浅粒岩型。矿物成分为石英、夕线石、白云母、钾长石、绢云母,还有黑云母、钛(磁)铁矿、高岭石、绿泥石等;副矿物有金红石、锆英石、榍石、磷灰石。矿体与围岩呈渐变过渡关系,产状与围岩基本一致,成矿原岩可能为富铝的泥砂质岩或铝土质粘土岩、富铝硅质沉积岩。矿石品位为10%~65%。较典型的矿床为河北平山罗圈夕线石矿床、安徽岳西回龙山夕线石矿床、福建莆田山柄-港里夕线石矿床。
中级变质刚玉型红柱石矿床,赋存于地壳较活动的地槽内,含矿建造类型为高角闪岩-高绿片岩相片麻岩、片岩大理岩型夕线石、红柱石建造。含矿地层为古元古界秦岭群双水磨组。含矿岩石为绢云母化红柱石岩、硬绿泥石红柱石岩、刚玉红柱石岩等。矿体形态以透镜状为主,矿体顶板围岩为石英岩,二者呈断层接触;底板为含炭绢云石英岩,二者呈整合接触,部分为断层接触。矿石类型以绢云母化红柱石岩型、刚玉红柱石岩型为主,矿物成分为红柱石、绢云母、刚玉、硬绿泥石,还有电气石、夕线石、金红石、蓝晶石等。原岩可能为氧化铝过饱和型的泥质沉积岩。矿石品位为45%~90%。典型矿床为眉县四沟红柱石矿床。
中级变质片岩型红柱石矿床,主要赋存于地壳较活动的地槽内,含矿建造类型为中高压绿片岩相石英岩型蓝晶石、红柱石建造。含矿岩石主要为片岩类。矿体形态为层状、似层状。矿石成分为红柱石、石英、黑云母、石榴子石、白云母、十字石,还有石墨及斜长石,副矿物为电气石、磷灰石、榍石等。矿体与围岩呈渐变过渡关系,产状与围岩基本一致。成矿原岩可能为沉积砂质粘土岩。矿石品位为10%~55%。典型矿床为西峡桑坪红柱石矿床。
低级变质片岩-石英岩型蓝晶石矿床,赋存于活动的地槽及地台褶皱带内。含矿建造类型为中高压绿片岩相石英岩型蓝晶石、红柱石建造。含矿地层为中新元古界海州群云台组及新元古界二郎坪群小寨组。矿体形态一般为层状、似层状,少数为透镜状。含矿岩石主要为石英岩类、片岩类。风化型红柱石砂矿床也是含红柱石片岩经风化搬运沉积而成。红柱石含量可高达50%。
五、矿床分布
蓝晶石矿床、夕线石矿床、红柱石矿床广泛分布于中国四川、云南、陕西、河南、河北、江苏、黑龙江、吉林、福建等15个省区。从其产出时代看,主要为元古宙、古生代、中新生代。其产出的大地构造环境,则为地壳活动地区及古老的结晶基质中。扬子地台与华北地台的过渡带,即秦岭地槽区,已发现的矿床(点)有陕西眉县四沟红柱石矿床、长里沟夕线石矿床、十里吊夕线石矿床、丹凤蔡凹碾子坪夕线石矿床、河南西峡桑坪红柱石矿床、桐柏大王庄蓝晶石矿床、南阳隐山蓝晶石矿床;吉黑地槽中已发现的矿床有黑龙江鸡西三道沟夕线石矿床、吉林盘石乱泥屯蓝晶石矿床、吉林蛟河柳树沟蓝晶石矿床;内蒙地槽中已发现的矿床有内蒙古土贵乌拉夕线石矿点,乌拉特中后联合旗点布寺庙蓝晶石矿床,山西右玉蓝晶石矿床,霍县夕线石矿点;华南地槽中已发现的矿床(点)有浙江瑞安红柱石矿床,福建莆田县山柄-港里夕线石矿床,广东郁南大王庄夕线石矿床等。在地台的结晶基底中,目前已发现的矿床为河北平山罗圈夕线石矿床、卫鲁蓝晶石矿床,山西繁峙蓝晶石矿床,安徽岳西回龙山夕线石矿床,辽宁凤城红柱石矿床,江苏沭阳韩山蓝晶石矿床,山东五莲小庄红柱石矿床等。
六、可供资源
随着中国冶金、建材工业的快速发展,对红柱石、蓝晶石、夕线石矿产资源的需求日益增大。一些大型矿山相继开工建设,如河南西峡羊奶沟红柱石矿床,甘肃漳县红柱石矿床等。
根据国土资源部《全国矿产资源储量通报》(2005)显示,全国已探明红柱石矿床13处,查明资源储量3031×104t;探明蓝晶石矿床5处,查明资源储量813×104t;探明夕线石矿床10处,查明资源储量1171×104t。详见表2-10-3,表2-10-4,表2-10-5。由表可见,中国红柱石、蓝晶石、夕线石资源量丰富,保障供应是不成问题的。
表2-10-3 红柱石矿床储量情况
(据国土资源部《全国矿产资源储量通报》,2005)
表2-10-4 蓝晶石矿床储量情况
(据国土资源部《全国矿产资源储量通报》,2005)
表2-10-5 夕线石矿床储量情况
(据国土资源部《全国矿产资源储量通报》,2005)