第四節(jié)　生產鈉鹽的礦產原料

鈉鹽是一個比較廣泛的名稱，包括內容也較廣，在此僅闡述硫酸鈉和硫化鈉產品生產的有關原料。鈉鹽在化學工業(yè)上是十分重要生產原料，廣泛用于造紙、玻璃、洗滌、印染、油漆、橡膠、人造纖維、醫(yī)藥等部門，目前其生產原料主要來自鹽湖和鹽類礦床中的芒硝、無水芒硝、鈣芒硝和白鈉鎂礬等。這類礦床在我國主要分布在內蒙古、甘肅、青海等地，資源頗豐，可滿足市場需要。

一、芒硝mirabilite

芒硝的化學分子式為Na2SO4·10H2O，晶體呈板狀和針狀，集合體呈粒狀、塊狀、皮殼狀和被膜狀，無色透明，有時微帶黃、綠色，玻璃光澤，味苦，易溶于水，干燥空氣中失水成白色粉末狀無水芒硝，莫氏硬度為1.5～2.0，相對密度為1.48。

芒硝主要用于化學工業(yè)，制造硫化鈉、硫酸鈉和元明粉（無水芒硝）。硫化鈉又稱硫化堿，主要用于制硫化染料、有機藥品、紙漿、皮革、人造絲、橡膠，并用于選礦、冶金和有機合成工業(yè)。硫酸鈉用于制紙漿、玻璃、水玻璃、紡織、瓷釉、洗滌劑、緩瀉劑和鋇鹽中毒的解毒劑。元明粉是高純度的硫酸鈉，是一種中藥材，能清熱瀉火。

芒硝是輕工、化工工業(yè)原料。在化學工業(yè)中主要用來制取無水硫酸鈉和制造硫化堿，還可用來制取泡花堿、硫酸鋇等。它們廣泛地被應用于化工、輕工、紡織、建材、醫(yī)藥等20多個行業(yè)。在中國，目前芒硝主要用于洗滌劑和硫化堿工業(yè)，其次是用于紙漿、人造纖維、玻璃工業(yè)。

硫酸鈉的用途十分廣泛，主要用于紙漿、洗滌劑、玻璃、染料和紡織等工業(yè)部門，也用作水玻璃、群青和其他化工產品的原料。此外，還用于有色金屬選礦、皮革、醫(yī)藥、瓷釉、合成纖維、油墨、橡膠及復合肥料等工業(yè)及水泥、混凝土的添加劑。

硫化堿又稱硫化鈉，在國民經濟中用途也很廣泛，主要用于造紙、皮革、選礦、硫化染料制造、紡織印染等行業(yè)，及工業(yè)廢水處理中用來除汞、鋁等。

芒硝礦業(yè)簡史　中國芒硝開發(fā)利用歷史久遠。早在2000年以前，中國勞動人民就已發(fā)現芒硝的性質和用途，并將其用于醫(yī)藥和制革。秦漢時期，中國最早的醫(yī)學專著《神農本草經》中記載的41種藥用礦物中就有芒硝（當時稱為樸硝）。很多醫(yī)學著作中，如陶弘景的《名醫(yī)別錄》、蘇頌的《力經本草》、李時珍的《本草綱目》對芒硝的產地、識別方法以及藥用價值均有較詳細的論述。

中國雖然很早就認識并利用芒硝，然而在20世紀40年代以前，僅有山西運城等幾個少數鹽湖進行開采。直到50年代以后，有關地質部門才陸續(xù)在內蒙古、新疆、青海、甘肅、四川、湖北、湖南、廣東、陜西、江蘇、安徽等省（區(qū)）對芒硝礦床開展了普查、勘探工作。

后來，隨著石油普查勘探工作的大規(guī)模開展，相繼在四川常寧盆地發(fā)現了形成于震旦紀的世界上最古老的鈣芒硝占有很大比例的鹽礦床，在東部發(fā)現了大型的與石鹽共生的鈣芒硝礦床，在云南侏羅紀地層中發(fā)現了罕見的特大型鈣芒硝礦床。

在開發(fā)方面，世界上對鹽類礦床的開采已有千余年的歷史。自1658年德國化學家J.R.Glauber發(fā)現了芒硝后（后稱為格勞柏鹽），許多國家在鹽水中和固體鹽礦中陸續(xù)發(fā)現了芒硝。此后，在1880年，由于在造紙生產中發(fā)明了用硫酸鈉回收廢液中堿的生產工藝，硫酸鈉的工業(yè)生產也隨之興起，從此芒硝作為精制硫酸鈉的工業(yè)原料而進入工業(yè)市場。第二次世界大戰(zhàn)后，由于合成洗滌劑的問世，無水硫酸鈉作為合成洗滌劑中三聚磷酸鈉的載體，其需求量劇增，并逐步超過了造紙工業(yè)的用量。

資源與特點　中國芒硝類礦產資源極為豐富，儲量居世界前列，其主要特點如下。

①資源豐富，礦石類型齊全，分布廣泛。中國探明的芒硝類礦產礦種有芒硝、鈣芒硝、無水芒硝，還有白鈉鎂礬和含硫酸鈉鹵水礦，和世界其他國家相比，礦種齊全且探明儲量極為豐富，產地分布廣泛。

②以大中型礦區(qū)為主。在中國芒硝礦區(qū)中，有80％以上為大中型礦區(qū)，其儲量占總儲量的99％以上。儲量在10×108t以上的超大型礦床有青海茫崖大浪灘梁中芒硝礦、互助縣硝溝芒硝礦區(qū)、內蒙古達拉特旗芒硝礦和四川新津金華芒硝礦等。

③礦石品位較高，易開采。中國芒硝礦和鈣芒硝礦的質量一般均較佳。芒硝礦床（含一定量的無水芒硝）平均品位為40.75％，鈣芒硝礦平均品位為24.34％。四川鈣芒硝礦質量尤佳，平均品位達34.74％，因此礦石一般易水解和風化，大多屬易開采礦。芒硝礦一般為露采，伴生或共生的鈣芒硝礦和無水芒硝礦大多適合水采。

④北方以第四紀現代鹽湖芒硝礦為主，南方以第三紀及古代鈣芒硝為主。現代鹽湖芒硝礦呈固相或固、液相并存產出，主要分布于青海、內蒙古、西藏、新疆等省（區(qū)），合計保有儲量占全國芒硝礦的98.98％，為Na2SO4總量的48％；而鈣芒硝礦主要分布于青海、四川、湖南、云南四省，再加湖北、江蘇，這六省保有儲量占全國鈣芒硝總量的98.98％，占Na2SO4總量的50.6％。四川以鈣芒硝單一礦為主；湖南、湖北、云南多為與巖鹽伴生或共生礦。

質量標準　據國土資源部2002年12月發(fā)布的地質礦產行業(yè)標準DZ/T 0212—2002《鹽湖和鹽類礦產地質勘查規(guī)范》的規(guī)定，芒硝礦一般分為鹵水礦和固體礦，其工業(yè)要求見表2-16和表2-17。目前在行業(yè)中通常將芒硝分為3個品級，各個級別質量要求見表2-18所列。

開發(fā)與保護　芒硝礦勘查首先要分清是鹵水礦還是固體礦，而鹵水礦還要分清是表面鹵水礦還是淺藏或深藏鹵水礦，它們之間所采用的勘查網度與方法有所差別。表面鹵水礦是按其出露面積與鹵水深度決定勘查網度和采樣數量，一般鹵水面積小于10km2的網度為2m×1m，采樣一般每深0.5～1m取1個樣。淺藏鹵水礦一般勘查網度為4km×2km，當水深大于1m時，可分上、中、下或上、下采取2～3個樣品。固體礦和深藏鹵水礦工程間距一般為2～3km，采用連續(xù)分層采樣，樣品長度0.5～2.0m。

芒硝礦基本分析項目為Na、Mg、Ca、Cl、、、H2O、水不溶物等。在組合分析項目中要注意Li、B2O3、Sr等組分。在同一鹽湖中，樣品采集要限定在3～5d內完成。礦床多采用鉆井水溶法或露天開采。選礦與加工方法較多，通常多采用洗滌法、溶解結晶法和硝田日曬法等。精礦要及時包裝、儲運，防止受潮和污染。

產狀與產地　中國的芒硝礦不僅種類齊全，而且儲量極為豐富，它廣泛地分布于青海、四川、湖南、內蒙古、云南、西藏、湖北、江蘇、新疆、安徽、山西、甘肅、山東、陜西14個省（區(qū)）。

青海是中國現代鹽湖芒硝礦產資源最豐富的省份。芒硝礦主要分布于海西州和大、小柴旦等地。其中芒崖鎮(zhèn)大浪灘梁中礦區(qū)和察汗斯拉圖芒硝礦屬特大型芒硝礦區(qū)。此外，在西寧市的北山寺、泮子山、互助縣硝溝及平安縣三十里鋪等地還蘊藏有豐富的鈣芒硝礦。該省芒硝、鈣芒硝礦保有儲量（Na2SO4）87.06×108t，占全國總保有儲量的近50％。

內蒙古自治區(qū)內鹽湖甚多，芒硝資源比較豐富，現已探明芒硝產地21處，保有儲量以礦石量計35.44×108t（折Na2SO412×108t），分布于鄂爾多斯，估計蘊藏量（Na2SO4）在30×108t以上。其余產地規(guī)模一般較小，儲量多為數十萬噸，少數產地200～600×104t。

新疆是現代鹽湖芒硝資源豐富的省區(qū)之一，已探明產地15處，其中4處以礦石量計保有1.29×108t和11處以Na2SO4計保有0.31×108t（合計折Na2SO4約1.4×108t），主要分布于達坂城鹽湖、艾丁湖、七角井鹽湖及白沙窩、吐魯番、羅布泊等地。此外在瑪納斯湖、艾比湖、阿爾泰庫巴色古爾湖等處也發(fā)現有大量芒硝礦，估計儲量（Na2SO4）在5×108t以上。

四川是鈣芒硝礦產資源最豐富的省，已探明礦區(qū)24個，保有礦石量153.2×108t（折Na2SO446×108t以上），主要分布于成都以西的新津、眉山、名山、彭山、洪雅以及丹棱、雅安等地。礦帶南北長170km，東西寬40～60km，面積約1000km2。

湖南古代鹽湖芒硝礦為鹽礦共生礦，資源較豐富，已探明礦區(qū)6處，主要分布于衡陽和澧縣，保有Na2SO4儲量7.1×108t。

云南探明鈣芒硝礦6處，主要分布于富民者北、祿豐黑井和阿陋井、祿勸硝井、武定小井等地，保有量以礦石量計30.6×108t（折Na2SO44×108t以上）。此外，在祿豐一平浪和祿豐阿陋井還探明有芒硝儲量0.1×108t。

湖北共探明與鹽礦伴生的鈣芒硝產地19處，主要分布于棗陽、應城、云夢、漢川、松滋-公安、天門等地，保有Na2SO4儲量7.5×108t。

除上述諸省區(qū)外，安徽、廣東、山西運城、云南安寧等地也有鈣芒硝資源，但儲量較少。

二、無水芒硝thenardite

無水芒硝（Na2SO4，圖2-7）：不含水，斜方晶系，晶體呈雙錐狀或板狀。常表現為晶簇或粒狀集合體，有時呈致密結晶塊狀、皮殼狀；無色透明至白色，泥灰和鐵質將其染為灰色或褐色，玻璃光澤。

鑒定特征　硬度和密度高于芒硝，味微咸，易溶于水。

主要用途　其一般用來制硫化鈉、紙漿、玻璃、水玻璃、瓷釉，也用作緩瀉劑和鋇鹽中毒的解毒劑等。化工上用于制造硫化鈉、硅酸鈉等。實驗室用于洗去鋇鹽。工業(yè)上用作制取　NaOH和H2SO4的原料，也用于造紙、玻璃、印染、合成纖維、制革等。其在有機合成實驗室硫酸鈉是一種最為常用的后處理干燥劑。

組成與結構　主要成分為硫酸鈉，分子式為Na2SO4，斜方晶系，晶形呈雙錐體，常為塊狀或晶簇狀集合體。

物化性質　無色、白色，常因含泥質或氧化鐵而變成灰色或褐色；透明，玻璃光澤至油脂光澤；莫氏硬度為2.5～3.0；密度為2.68～2.69g/cm3；易溶于水，當40℃時溶解度為388g/L，味苦咸，帶熱感；易潮解，在室溫和潮濕空氣中易水化變成白色粉末狀的芒硝而失去光澤。

綜合利用　常與石鹽、芒硝共生，在選礦與加工中可回收與利用。

質量標準　無水芒硝與芒硝不但經常共生，而且往往因氣候關系而變換，所以國土資源部2002年12月發(fā)布的地質礦產行業(yè)標準中二者做同一處理，也就是講其一般工業(yè)要求與芒硝礦相同，詳見本章芒硝質量標準部分。目前市場上將無水芒硝分為4級，各個品級質量要求見表2-19所列。

開發(fā)與保護　基本上與芒硝礦相同，詳細內容參見本章芒硝開發(fā)與保護部分。

產狀與產地　在含硫酸鈉鹵水鹽湖中結晶沉淀而成，與芒硝、瀉利鹽、白鈉鎂礬、鈣芒硝、石膏、泡堿、石鹽等共生。結晶溫度高于芒硝，一般在33℃以上。如果溶液中存在氯化鈉和其他可溶性鹽類，則可在更低的溫度下沉淀。主要產地有新疆哈密七角井；內蒙古查干里門諾爾；山西運城；云南安寧。

三、鈣芒硝glauberite

鈣芒硝（Na2SO4·CaSO4），單斜晶系，常呈自形的菱形板狀和短柱狀以及半自形粒狀。集合體常為致密塊狀。

根據鈣芒硝（圖2-8）的產狀、組構及共生關系至少可以分為四種類型：①層狀鈣芒硝；②斑狀鈣芒硝；③與石鹽共生的鈣芒硝；④脈狀鈣芒硝。

組成與結構　主要成分為硫酸鈉和硫酸鈣，分子式為Na2SO4·CaCO3，單斜晶系，晶體呈菱面體，常為致密塊狀或腎狀集合體。

物化性質　灰色、黃色，有時因含鐵質而呈粉紅色；條痕白色，貝殼狀斷口；玻璃光澤。莫氏硬度為2.5～3.0；密度為2.70～2.85g/cm3；在水中緩慢溶解，并沉淀出石膏，溶液微具咸味。

綜合利用　常與石芒、石膏、芒硝等共生，在選礦與加工中可回收利用。

主要用途　主要用于生產元明粉，用于造紙、皮革、橡膠和醫(yī)藥生產上。

質量標準　據國土資源部2002年12月發(fā)布的地資礦產行業(yè)標準DZ/T 0212—2002《鹽湖和鹽類礦產地資質勘查規(guī)范》的規(guī)定，鈣芒硝礦按開采方式其一般工業(yè)要求見相關規(guī)定。水溶系列有害組分最大允許量同芒硝礦。

開發(fā)與保護　鈣芒硝礦床的開發(fā)與勘查和芒硝礦床基本相同，詳細內容可參閱本章“芒硝礦床的開發(fā)與利用”部分。

產狀與產地　主要產地有四川新津大嶺；云南武定小井。

四、白鈉鎂礬bloedite

白鈉鎂礬是一種含水的鈉鎂硫酸鹽礦物，亦是芒硝礦床（別稱硫酸鈉礦床）的主要礦物之一；無色透明，有時為白色、淺藍、淺紅、灰色、綠色或褐色；性脆；玻璃光澤；貝殼狀斷口。白鈉鎂礬主要產于內陸鹽湖沉積物中，通常與石鹽、芒硝、光鹵石、雜鹵石、瀉利鹽或鉀鹽鎂礬共生。

一般易溶于水，但通過蒸發(fā)器產生的白鈉鎂礬因形態(tài)穩(wěn)定因而難溶于水，在工業(yè)上會形成難以除去的白垢。

制備或來源　鉆井抽鹵和鹽團結白鈉鎂礬方法。

組成與結構　主要成分為硫酸鈉和硫酸鎂，分子式為Na2SO4·MgSO4·4H2O，單斜晶系，完好晶體呈短柱狀，但很少見到，通常為致密塊狀、粒狀與纖維狀集合體。

物化性質　無色，常因含雜質而呈藍綠色或淺紅色；玻璃光澤；莫氏硬度為2.5～3.0；密度為2.2～2.3g/cm3；易溶于水，味苦咸；在空氣中不易風化，受熱爆裂，生成白色薄膜。

綜合利用　常與芒硝、無水芒硝共生，或與石鹽、鉀鹽鎂礬、光鹵石等共生，可在礦石選礦和加工中回收利用。

主要用途　主要用于生產元明粉以及用于提取金屬鎂、生產鎂的化合物，用于化學工業(yè)與輕工業(yè)有關生產部門。

質量標準　據國土資源部2002年12月發(fā)布的地質礦產行業(yè)標準DZ/T 0212—2002《鹽湖和鹽類礦產地質勘查規(guī)范》的規(guī)定，白鈉鎂礬礦床的一般工業(yè)指標見表2-20所列。

水溶系列有害組分最大允許含量與芒硝、無水芒硝相同，見表2-19。

開發(fā)與保護　勘察工作和芒硝礦、無水芒硝礦基本相同，但白鈉鎂礬礦床多以露天開采為主，礦石可采用冷凍法、鹽析法和真空蒸發(fā)法進行選礦，將其與其他組分分離。選出精礦應及時包裝處理，妥善保存。

產狀與產地　山西運城；青海大柴旦；新疆哈密；湖北潛江等地。