第五節　工業用所需的礦產原料舉例

一、自然硫、黃鐵礦

一般自然界中的硫以單質和化合態硫兩種形式出現。前者即自然硫，后者主要為黃鐵礦，其他還有白鐵礦、磁黃鐵礦等，其中黃鐵礦的含硫量達53.4％。

工業級的元素硫精礦要求純度99.5％，不得含砷、硒和碲。工業級的黃鐵礦精礦要求含硫>45％，或含Cu≤1％，不含砷、硒等雜質。

自然硫和黃鐵礦的礦山一般工業指標見表1-7。

二、鹽湖

一般現代的鹽湖鹵水本身就是一種礦產。鹵水蒸發濃縮，結晶沉積則形成固體鹽湖礦產。鹽湖礦床一般出露地表或埋藏較淺。有的鹽湖中鹵水和固體鹽類同時存在，且常因水補給的情況的變化而固、液兩相互相轉化。所以，鹽類礦產常分液態礦（鹵水礦）和固態礦兩大類。鹽湖礦產主要用作化工原料，所以它們又是化工礦產中的一個大類。

主要的鹽湖礦產有：石鹽、鉀鹽、雜鹵石、芒硝、鈣芒硝、天然堿、鈉硝石、鉀硝石、鋰水、硼、水菱鎂礦等。

上述礦種及它們的礦石類型見表1-8。表1-8中所示的一些主要鹽類礦物的化學式和主要化學組分見表1-9。

①為我國已發現形成工業礦床者。

鹽類礦產的提純較復雜。鹵水礦的綜合加工流程及其工藝取決于鹵水的水鹽體系和水化學類型。固體礦石的礦物與化學組成多較復雜，常含有害雜質、水不溶物及石膏；礦石的各種物理和化學性質、礦物共生組合關系及有害雜質含量都影響提純方法和產品種類。提純方法很多。一般采用溶解結晶法與粉碎洗滌法。各礦種、各礦床的提純應采用何種方法，應在開發過程中認真研究，以選擇最有效、最經濟的工藝。

鉀鹽、硼砂、石鹽、無水芒硝、純堿等鹽類礦產產品質量標準見表1-10～表1-14。

根據《鹽湖礦產礦床地質勘探規范》鹽類礦產的一般礦山工業指標見表1-15。

需要說明的有下列幾點。

①根據礦床埋藏深度和礦層（組）實際情況，若適于水溶開采時，品位可適當降低。

②固體鉀鹽KCl8％～12％為貧礦，大于等于12％為富礦；K2SO4工業指標可以KCl換算，其換算系數為1.1687；MgSO4工業指標可以MgCl2換算，其換算系數為1.2642。

③芒硝埋藏淺，適于露天水溶開采的最低可采品位，Na2SO4、MgSO4、NaCl三鹽之和為12％，其中Na2SO4≥8％。

④對各種礦石中所含Na2SO4、NaCl、Na2CO3、CaCO3、MgSO4、Fe2O3、水不溶物及其他有害雜質要查清含量以便分離和利用。

⑤各項指標可據選礦加工試驗成果適當調整，多種鹽類可綜合利用的礦床，其工業指標要求應予降低。

三、天青石

天青石（Celestine）是化學組成為SrSO4的晶體，屬于正交（斜方）晶系的硫酸鹽礦物，可含Pb、Ca、Fe等元素。其顏色有藍色、綠色、黃綠色、橙色、淺藍灰色等，有時也為無色透明。

碳酸鍶的最主要的用途是生產彩電顯像管的熒光屏玻璃，這是因為鍶能吸收X射線。其次用于制造特種玻璃，還可用做冶煉時的脫鉛劑。鍶的硝酸鹽是紅色煙火和信號彈的著色劑。極少量的鍶化合物用于潤滑脂、陶瓷釉料和藥品方面。

天青石的一般礦山工業指標可參考表1-16。

一般工業對產品質量標準要求，是根據有用元素及主要伴生元素對原料的影響；伴生元素，如堿土元素、雜質鐵、硫等在產品應用過程中容易混成混合物，影響質量。礦石品位決定加工方法及產品的純度。

在上述一般工業要求上，我國目前多以天青石為原料生產碳酸鍶，對天青石精礦質量尚無統一的標準。

對于伴生有石膏、方解石、石英、褐鐵礦和黏土礦物的天青石礦，可以先進行洗礦或擦洗，使黏土礦物碎解。由于天青石與脈石（以無水石膏為例，其密度為2.93g/cm3）的密度差較大，如果嵌布粒度又較粗，可以用分級重選方法（重介質振動溜槽、跳汰或搖床）回收。對于細粒嵌布的天青石或重選的中礦、尾礦內的天青石，則可用浮選方法回收。

四、黃銅礦

黃銅是有色金屬的一種，黃銅礦化學式為CuFeS2，含Cu34.6％，通常含有混入物Ag、Au、Pt、Ni、Ti、Se、Te等；四方晶系，晶體少見，多呈四面體、八面體或四方雙錐狀。常呈粒狀或致密塊狀。

一般黃銅為黃色、綠黃色，常帶有雜斑狀錆色；條痕綠黑色；金屬光澤，不透明；解理不完全；斷口為不平坦狀至貝殼狀，性脆；相對密度4.1～4.3，導電性良好，溶于硝酸，并析出硫，不溶于鹽酸。

黃銅礦是分布最廣的工業銅礦物，在各種類型銅礦床中都廣泛產出，主要用于冶煉金屬銅及各種銅合金。

我國長江中下游地區的大冶、九江、德興、銅陵等地；甘肅省白銀市和金川市；云南省東川、易門等地為產地。

五、鈦鐵礦

鈦鐵礦是黑色金屬的一種，化學式為FeTiO3，礦物理論成分FeO47.36％、TiO252.64％。礦物中Fe2+與Mg2+、Mn2+間可完全類質同象代替，形成FeTiO3-MgTiO3或FeTiO3-MnTiO3系列。系列中以FeO為主的稱鈦鐵礦，以MgO為主的稱鎂鈦礦，以MnO為主的稱紅鈦錳礦。除Mg、Mn外，Nb、Ta有時也類質同象進入鈦鐵礦中。

在960℃以上的高溫條件下，FeTiO3-Fe2O3可形成完全固溶體。隨溫度下降，在約600℃左右，FeTiO3-Fe2O3固溶體分解，在鈦鐵礦中析出定向排列的片狀赤鐵礦晶體。

鈦鐵礦的化學成分與形成條件有關。產于超基性巖、基性巖中的鈦鐵礦，MgO含量較高，基本不含Nb、Ta。堿性巖及有關的巖脈中的鈦鐵礦MnO含量較高并含Nb、Ta。酸性巖及關巖脈中的鈦鐵礦FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量也高。四川太和輝長巖中產出的鈦鐵礦含TiO249.29％、Fe2O36.98％、FeO 40.27％、MnO0.60％、MgO1.87％、CaO0.44％、NiO0.03％、CoO0.003％、P2O50.028％、H2O0.20％，總計99.71％。

一般鈦鐵礦晶體為菱面體，但完整晶形極少見，常呈不規則粒狀、鱗片狀、厚板狀；顏色鐵黑色至鋼灰色；條痕鋼灰色或黑色，含赤鐵礦包裹體時呈褐色或褐紅色，半金屬光澤至金屬光澤，不透明，無解理；有時出現貝狀至亞貝狀斷口，性脆，相對密度4.79，具弱磁性。

原生礦中的鈦鐵礦常與磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦共生。砂礦中的鈦鐵礦常與金紅石、鋯石、獨居石、磷釔礦等共同產出。共同產出的礦物是重要的綜合利用對象。

一般鈦鐵礦是取得鈦的主要來源。

工業上常利用鈦鐵礦砂礦，鈦鐵礦的一般工業要求為邊界品位10kg/m3，工業品位15kg/m3。

工業上鈦鐵礦礦石多為露天采掘。經可行性研究認可的鈦鐵礦砂礦，取樣后需進行室內重砂礦物分離以確定礦石質量。重砂礦物分離通常包括粗淘、精淘、篩分、縮分、稱量以及重選、磁選、電磁選等流程。磁選和電磁選分離出來的鈦鐵礦，純度一般要求在95％以上。

國內鈦鐵礦主要產地有海南文昌鋪前砂礦、萬寧保定砂礦、東海沙老砂礦；廣東保定砂礦、紫金臨江砂礦、化州平定砂礦；廣西蒼梧新地砂礦、合浦官井砂礦；云南祿勸灑普山砂礦、保山板橋砂礦；四川攀枝花、紅格及太和。

六、自然鉑

自然鉑是貴金屬的一種，化學式為Pt。自然界中純的自然鉑是極少見的，成分中經常含Ir、Pd、Fe、Cu、Rh、Ni等。當這些雜質元素含量較高時可分別稱為銥自然鉑、鈀自然鉑、鐵自然鉑、銅自然鉑、銠自然鉑、鎳自然鉑等。其中鐵自然鉑又稱為粗鉑礦。

其多呈粒狀或鱗片狀集合體無解理，相對密度21.5；顏色錫白色，表面一般帶淺黃色，條痕煙灰色至銀白色，具延展性，金屬光澤。自然鉑不溶于HCl、H2SO4和HNO3，但溶于王水。

七、鋯石

鋯石化學式ZrSiO4，理論成分：ZrO267.1％、SiO232.9％，常含REE、Hf、U、Th、Al、P、Ca、Fe、H2O等雜質，隨雜質不同有許多鋯石亞種：水鋯石（含H2O），曲晶石（含U、Hf、REE、H2O），山口石（含U、Th、REE、P），大山石（含REE、P），苗木石（含Y、Nb、U、Th），波方石（含Nb、Ta、REE）以及鉿鋯石等。

鋯石屬四方晶系，復四方雙錐面體。

一般鋯石常見晶形有雙錐柱狀、柱狀、等粒狀、錐狀；性脆；莫氏硬度7～8，相對密度4.0～4.7，顏色無色、乳白色、淡黃色、淡紫色，有時為玫瑰色，條痕無色；透明至半透明，金剛光澤。鋯石不溶于酸。在紫外線下，礦物發黃色、橙黃色光，在陰極射線下發黃色和天藍色光。

我國砂礦中鋯石常與鈦鐵礦、金紅石、獨居石、磷釔礦、錫石等共同產出；內生礦床中常與燒綠石、獨居石等共同產出。應注意其綜合利用價值。鋯石常含鉿，是重要的綜合利用對象。

我國砂礦中的鋯石通常先用海水或河水沖走輕礦，再用重選進一步富集。富集的重礦物用磁選或電磁選去除磁性及電磁性礦物。

一般國內濱海砂礦鋯石產地有海南文昌鋪前、萬寧保定、陵水萬洲坡，廣東電白南山海、陸豐甲子，山東榮成石島；內生礦床產地有新疆拜城依蘭里克、拜城波孜果爾，內蒙古扎魯特旗巴爾哲。