《山海經(jīng)》的價(jià)值,你有哪些了解?
山海經(jīng)是先秦時(shí)期的百科全書,對現(xiàn)今諸多學(xué)科都有突出貢獻(xiàn),它包含地理(山川河岳的分布)、植物(百余種)、魚蟲鳥獸(數(shù)百種)和七八十種礦物資源,還有醫(yī)藥、民俗、天文、歷法、宗教、神話等等,當(dāng)然它也記載了先秦時(shí)期的歷史,古代歷史學(xué)家也一直把山海經(jīng)當(dāng)作史書看待。從西漢到如今山海經(jīng)不斷校正,出現(xiàn)過諸多版本?？傊且徊可婕爸T多學(xué)科,蘊(yùn)藏豐富學(xué)術(shù)價(jià)值的傳奇著作,不論你是搞地理的、搞歷史的、還是搞、文學(xué)的,甚至科學(xué)的,都不能忽略它的存在,它幫助我們了解兩千年前人類的古老文明,以及那時(shí)人們對天、地、人、萬物的思考與認(rèn)知。《山海經(jīng)》大都表現(xiàn)了人類早期文明的萌芽。
對于人類萌芽時(shí)代而言,《山海經(jīng)》相當(dāng)于人的認(rèn)知起初的嬰幼兒期,1-3歲的小孩,對身邊的萬事萬物的認(rèn)知過程,與人類以生繼來的奇思妙想,構(gòu)成了《山海經(jīng)》的故事的大背景。
因此,如何評價(jià)《山海經(jīng)》,不能只是站在現(xiàn)在的認(rèn)知體系下去評論它的歷史價(jià)值,而是要回歸本源。
人類的早期文明,是通過數(shù)萬年的人類的進(jìn)化而來的。語音的產(chǎn)生與語言的產(chǎn)生是一個(gè)很長時(shí)間的不斷的充實(shí)與完善過程。華夏文明也是一樣,所有的人類關(guān)于對自然界的認(rèn)識(shí),一定先是口口相傳,因此而不斷優(yōu)化。到了語言與文字的形成早期,于是便有了《山海經(jīng)》這類的華夏文化,與此相關(guān)的《1001夜》大致也是如此!
《山海經(jīng)》既然是以歷史的、地理的、傳說中的故事為主,那么除了地理的真實(shí)可靠之外,其余的傳說中的各類神化故事,屬于人類精神的寄托與自然的感知,這個(gè)生命力才能穿越時(shí)空即傳承。
因此,對《山海經(jīng)》我們要持多維的、辨證的、發(fā)展的認(rèn)知觀,歷史的、客觀而理性的去了解和閱讀。
有沒有什么礦物,化學(xué)氣體,液體的百科全書
礦物不僅存在于地球上,在很多天體上也存在。對那些落到地球上的礦物,人們稱之為隕石礦物。而人類從月球帶回來的就叫作月巖礦物。礦物都是由無機(jī)作用過程形成的(如高溫、高壓等),強(qiáng)調(diào)礦物的無機(jī)性是為了與有機(jī)生物體相區(qū)別。但有極少數(shù)礦物卻源于有機(jī)作用,如石墨、自然硫和方解石。人們將這樣的礦物算作特例。也有人將煤、石油算作礦物,但它們并沒有一定的化學(xué)成分,算作礦物并不合適。
礦物必須是均勻的固體,這就是說人們不可能用物理的辦法將它變成兩種以上不同的物質(zhì)。礦物與巖石的根本差別也就在這里。比如說花崗巖這種巖石,它是由長石、石英、云母等一些礦物組成的。我們可以將花崗巖砸得粉碎,從中分別挑出長石、石英和云母這些礦物。這時(shí)原來的花崗巖就不存在了。但是我們將長石、石英、云母這些礦物砸得再粉碎,它們的每一個(gè)碎渣兒也還是原來的東西。氣體和液體不是礦物,但也有人認(rèn)為液態(tài)的自然汞應(yīng)該是礦物。還有人認(rèn)為地下水和火山噴發(fā)的氣體也是礦物。不過這并不妨礙絕大多數(shù)礦物的固體特點(diǎn)。
礦物內(nèi)部的原子不是亂七八糟地?cái)D作一團(tuán),它們的排列都是非常有規(guī)則的,這叫有序排列。這樣有序排列的原子構(gòu)成的固體物質(zhì),人們稱之為晶體。因此,礦物都是一種晶體(只有極少數(shù)例外,稱為似礦物)。不同的礦物,其內(nèi)部原子排列的規(guī)則不一樣,晶體的構(gòu)造、形狀也就不一樣。
礦物的樣子可謂千姿百態(tài),它們單個(gè)的晶體也大小不一。有的用肉眼(或用一般放大鏡)就可以看到,這叫顯晶;有的則只能在顯微鏡、甚至電子顯微鏡下才可見到,這就叫隱晶。有的晶體形象好看,形體完整,像我們一般畫水晶圖畫時(shí)表現(xiàn)的那種晶體;有的則毫無規(guī)則,就是一個(gè)個(gè)小顆?；煸趲r石中或土壤里。礦物的單體一般分為三種形態(tài),如三向等長(如粒狀)、二向延展(如板狀、片狀)和一向伸長(如柱狀、針狀、纖維狀)。這是幫助我們識(shí)別礦物的一個(gè)基本標(biāo)志。許多礦物的單體聚集在一起叫集合體。礦物的集合體也具有多種形態(tài),如結(jié)核狀、樹枝狀、土狀等等。
不同的礦物具有不同的物理性質(zhì),人們常根據(jù)物理性質(zhì)來識(shí)別不同的礦物。這些物理性質(zhì)主要有顏色、光澤、硬度、解理、比重、條痕、斷口、解理與裂理等等。其中條痕是指礦物在白色無釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。這是鑒定礦物的重要方法。光澤是指礦物表面反射可見光的程度,分為金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤四級。另外,若礦物的反光面不平滑或呈集合體時(shí),還可出現(xiàn)油脂光澤、樹脂光澤、蠟狀光澤、土狀光澤及絲絹光澤和珍珠光澤等特殊光澤類型。有些礦物是透明的,有些則半透明或不透明。通常我們不能根據(jù)一個(gè)標(biāo)本來判斷某礦物透明或不透明,因?yàn)橛行┛雌饋聿⒉煌该鞯臉?biāo)本,其實(shí)是屬于透明的礦物。一般來說,具玻璃光澤的礦物為透明礦物,具金屬或半金屬光澤的礦物為不透明礦物,具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。
礦物在外力作用下(比如敲打)會(huì)發(fā)生破裂,這些破裂因不同晶體內(nèi)部的不同結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出不同的形狀和開裂的方向等,科學(xué)家把這些情況分別叫作斷口、解理與裂理。這也是研究、區(qū)分礦物的標(biāo)志。
不同的礦物具有不同的硬度,礦物學(xué)中列出10個(gè)硬度等級作為標(biāo)準(zhǔn)。這10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)礦物從低硬度到高硬度分別是:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉和金剛石。用這個(gè)硬度等級來衡量我們熟悉的東西,如指甲為2.5度,小刀5～5.5度,玻璃5.5度。
有些礦物受到外來能量(比如加熱、摩擦以及陰極射線、紫外線、X 射線的照射)的激發(fā)會(huì)發(fā)出可見光來,這叫作礦物的發(fā)光性。激發(fā)中止后發(fā)光也隨即停止稱為螢光;激發(fā)停止后發(fā)光還會(huì)持續(xù)一些時(shí)間的稱為磷光。
礦物是化學(xué)元素在地質(zhì)作用的過程中形成的。地質(zhì)作用有多種多樣,具體的作用不同,形成的礦物也會(huì)不同。而且一種礦物形成后,可能還會(huì)繼續(xù)受地質(zhì)作用而變成另一種礦物。形成礦物的地質(zhì)作用有很多,比如巖漿作用、偉晶作用、熱液作用等。某些礦物只能是某種作用的產(chǎn)物,比如熱液作用不會(huì)形成金剛石。此外,陽光、大氣和水還可以將一些地表附近的礦物風(fēng)化變成另一種礦物,這叫風(fēng)化作用。地下水中的化學(xué)成分也可以作用在某些礦物上,從而形成新的礦物;某些液體在化學(xué)沉積過程中也會(huì)形成一些礦物。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦物有3000種之多,人們按照不同的方法將它們進(jìn)行分類。這樣的分類方法有很多。被廣泛采用的分類方法是根據(jù)礦物的成分和結(jié)構(gòu)來進(jìn)行的,叫作晶體化學(xué)分類。按照這樣的分類法,人們將礦物分為:自然元素礦物、硫化物及其類似化合物礦物、鹵化物礦物、氧化物及氫氧化物礦物、含氧鹽礦物(包括硅酸鹽、硼酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽礦物)。
中國在礦物名稱上,一般把具有金屬光澤或可從中提煉出某種金屬的礦物稱為某某“礦”,如方鉛礦;把具有玻璃或金剛光澤的礦物稱為某某“石”,如方解石;把硫酸鹽礦物稱為某“礬,如膽礬;把地表松散礦物常稱為某“華”,如鎢華,等等。
上面我們對什么是礦物有了一個(gè)大概的了解,下面我們再來了解一下什么叫作礦石。
礦石是指具有重要經(jīng)濟(jì)意義的,可以從中提煉出有用物質(zhì)的并且是從礦體中開采出來的礦物的集合體。也就是說,并非所有的礦物都是礦石,一種礦物必須對人類有用同時(shí)被開采出來才能叫作礦石。在約3000種礦物中,只有約100種礦物被認(rèn)為是礦石礦物。這里所說的有用也是相對的,一種礦物今天沒有用,明天的科技發(fā)展可能會(huì)讓它變成有用的。
礦石本身也并不都是有用的,它還混雜著無用的礦物。這些無用的礦物稱作脈石礦物,而有用的則叫作礦石礦物。這里的無用是相對的,比如石英是一種有經(jīng)濟(jì)意義的礦物,但銅礦石中所含的石英卻是無用的。又比如銅礦石中含少量的方鉛礦,雖然方鉛礦是有用的,但含量太少不值得提取,所以也是無用的。礦石中有用的成分和無用的成分混在一起,而且往往無用的成分比有用的成分還要多。有用成分多些的就叫富礦,無用多的就叫貧礦。因此,礦石在利用時(shí)要進(jìn)行選礦,將無用的礦物去掉。衡量礦石中有用成分的含量就可以確定一個(gè)礦石的品位。如果一個(gè)礦物區(qū)域內(nèi)的礦石品位過低,也就是有用的成分太少。這樣就不能開采,也不能將這個(gè)區(qū)域稱為礦。
最后需要說一點(diǎn),很多礦物具有非常漂亮的外表,被人們所喜愛而收藏。但我們?nèi)绻欢眠@方面的專業(yè)知識(shí),一定不要輕易收藏不明礦物。因?yàn)橛行┑V物具有放射性,將它們擺在房間里,會(huì)對身體造成巨大的傷害。
達(dá)爾文稱贊《本草綱目》是“中國古代的百科全書”。它究竟是什么樣的書呢
本來應(yīng)該算作一部醫(yī)書,但是內(nèi)容太過駁雜,也可以看做一部百科全書。
記載了李時(shí)珍一生見過的大量的藥物,植物動(dòng)物礦物無所不有,共1897種。描述較為詳細(xì),雖然從現(xiàn)代科學(xué)來看,有些是扯淡的,但是在當(dāng)時(shí)來說,實(shí)在是厲害得很。達(dá)爾文在寫《動(dòng)物和植物在家養(yǎng)下的變異》等著作時(shí),引用了一些本草綱目的內(nèi)容。達(dá)爾文當(dāng)時(shí)并不知道這本書是本草綱目,只知道是中國的一部百科全書,所以有這樣的評價(jià)。
劉光華巖石與礦物這本書如何
《巖石與礦物》這本書特別好看 ,值得讀。書中千奇百怪的石頭,不同特性的礦物,讓我欣喜驚奇、受益匪淺。 這套書主要介紹了巖石與礦物的成因、類別、產(chǎn)狀、顏色、構(gòu)造、硬度、密度......書中還配有五百多種巖石與礦物的彩圖,讓我們更容易辨別和學(xué)習(xí)。 其中礦物的一些特征更加吸引我。例如:金是最硬的礦物且溶于王水;銀放置于空氣中長時(shí)間不動(dòng),很容易氧化;鉑暴露于空氣中很容易失去光澤;銻放在空氣中會(huì)燃冒白煙......還有巖石的比重、斷囗、成分、鑒定等也非常的吸引人。 這套書可以讓我更深層次詳細(xì)的去了解巖石與礦物,讓我學(xué)到了一些聞所未聞的課外知識(shí)。這是一套讓我們認(rèn)識(shí)大自然的書,也是一套讓我們科普課外知識(shí)的書。
藍(lán)晶石(Cyanite)、硅線石(Sillimanite)、紅柱石(Andalusite)
一、概述藍(lán)晶石類礦物是一組無水鋁硅酸鹽礦物,包括藍(lán)晶石、硅線石和紅柱石。三者為同質(zhì)異象變體,化學(xué)式均為Al2SiO5,Al2O362.92%,SiO237.08%。對這個(gè)礦物族的稱呼,各國尚不統(tǒng)一。原蘇聯(lián)稱藍(lán)晶石族礦物,澳大利亞稱硅線石族礦物,法國稱紅柱石族礦物。在非金屬礦和耐火材料應(yīng)用領(lǐng)域,尤其在耐火材料中,為方便起見,我國將藍(lán)晶石、紅柱石、硅線石三種礦物,簡稱三石。
三石均屬于變質(zhì)礦物。紅柱石常產(chǎn)于淺變質(zhì)地層中,由富鋁的泥質(zhì)或泥質(zhì)沉積變質(zhì)而成。藍(lán)晶石是由泥質(zhì)沉積巖經(jīng)較深的區(qū)域變質(zhì)生成,形成時(shí)的溫度、壓力均較高。硅線石一般產(chǎn)于中等變質(zhì)程度的地層中。由于這三種礦物形成的地質(zhì)作用不同,礦物性質(zhì)也不同。表3-4-1列出了三石礦物的性質(zhì)。
三石礦物具有在高溫下不可逆轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎蚐iO2的性質(zhì),并伴隨有體積膨脹等特性,使之在不定形耐火材料中成為重要的膨脹劑,在礬土基原料中添加三石(加法),增加了莫來石含量,形成良好的莫來石網(wǎng)絡(luò),改善了材料的顯微結(jié)構(gòu)。因此,三石已成為重要的耐火原料。
表3-4-1 藍(lán)晶石族礦物的性質(zhì)
二、三石礦產(chǎn)資源概況
1.世界三石礦產(chǎn)資源
世界三石礦物儲(chǔ)量(未包括我國)共3.8億t。其中藍(lán)晶石1.08億t,紅柱石1.75億t,硅線石0.97億t(見表3-4-2、表3-4-3、表3-4-4)。
表3-4-2 世界各國和地區(qū)紅柱石查明資源
表3-4-3 世界各國和地區(qū)硅線石查明資源
表3-4-4 世界藍(lán)晶石資源
從上面所列的三個(gè)表中可以看出南非、美國、法國、印度、巴西、原蘇聯(lián)等國是世界上重要的三石資源和三石生產(chǎn)國。其中,南非是世界上最主要的紅柱石生產(chǎn)國和出口國。南非的紅柱石礦床集中在德蘭士瓦省的格羅特瑪麗庫、撒巴齊亞和利丹伯吉三個(gè)地區(qū)。其中位于撒巴齊亞的泰姆鮑爾礦山是世界上最大的紅柱石礦山,紅柱石質(zhì)量好。紅柱石精礦含Al2O359.5%、Fe2O3+TiO2≤1.3%。分三個(gè)粒級:0.5～4mm、0.1～1mm、<0.147mm。年產(chǎn)量10萬～12萬t。南非紅柱石精礦主要出口到意大利、德國和英國。
美國是世界上第二大三石礦物生產(chǎn)國,主要產(chǎn)品是藍(lán)晶石。弗吉尼亞州藍(lán)晶石采礦公司生產(chǎn)的精礦含Al2O361.8%、Fe2O3<0.6%;分四個(gè)粒級:<0.295mm、<0.147mm、<0.074mm、<0.043mm。年產(chǎn)藍(lán)晶石精礦約9萬t。主要銷售市場是西歐、遠(yuǎn)東和南美。
法國的紅柱石產(chǎn)量僅次于南非。礦床集中在布里特尼礦山。精礦KA級含Al2O359.0%、KB級含Al2O353%。
印度是亞洲主要三石生產(chǎn)國,主要生產(chǎn)藍(lán)晶石和硅線石。1977年前精礦產(chǎn)品出口到多個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)出口近于停止。手選藍(lán)晶石精礦Al2O3為58.59%、54.55%、50.8%三個(gè)品級,平均鐵含量<0.7%,堿性物<0.45%。塊狀硅線石Al2O3含量>61%,Fe2O3<1%。
巴西年產(chǎn)藍(lán)晶石精礦1.5萬～2.0萬t。
瑞士是歐洲重要的藍(lán)晶石生產(chǎn)國,年產(chǎn)精礦1.5萬t。
2.我國三石礦產(chǎn)資源
我國三石礦產(chǎn)資源較豐富,其分布見表3-4-5。
表3-4-5 我國三石礦產(chǎn)分布
①已有精礦產(chǎn)品。
按原地質(zhì)礦產(chǎn)部對非金屬礦床規(guī)模的劃分,藍(lán)晶石類礦種的大、中、小型礦床,其礦物儲(chǔ)量分別為:大型礦床應(yīng)大于200萬t;中型礦床50萬～200萬t;小型礦床小于50萬t。
根據(jù)上述劃分,我國已發(fā)現(xiàn)的大型三石礦床如下。
藍(lán)晶石:河南南陽市隱山,江蘇沭陽縣韓山,新疆契布拉蓋等。
紅柱石:新疆拜城、庫爾勒,遼寧岫巖—鳳城,河南西峽桑坪鄉(xiāng)楊乃溝等。
硅線石:黑龍江雞西—林口,河南西峽—內(nèi)鄉(xiāng)—鎮(zhèn)平—葉縣,福建莆田,內(nèi)蒙古土貴烏拉等。
河南省南陽地區(qū)三石礦產(chǎn)品種齊全,均為大型礦床,儲(chǔ)量豐富,礦石品位較高,被稱之是我國三石礦產(chǎn)開發(fā)的“金三角”地區(qū)。
三、三石精礦的工藝特性
精礦產(chǎn)品的化學(xué)成分,直接影響其耐火度、膨脹率和各種制品的性能。為了使耐火制品在高溫下具有良好的性能,對精礦的化學(xué)成分,尤其是鋁、鐵、鈦、堿金屬等的含量均有嚴(yán)格的要求。
現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB4032-91(表3-4-6)對藍(lán)晶石、硅線石和紅柱石的分類、代號(hào)和牌號(hào)規(guī)定如下:
表3-4-6 藍(lán)晶石、硅線石、紅柱石理化指標(biāo)(YB4032-91)
注:需方對質(zhì)量有特殊要求時(shí),由供需雙方協(xié)商。
1)按礦物結(jié)構(gòu)將產(chǎn)品劃分為藍(lán)晶石、硅線石和紅柱石三個(gè)類別;
2)藍(lán)晶石精礦 以“藍(lán)”和“精”兩個(gè)漢語拼音字母的大寫字頭“LJ”為代號(hào),按Al2O3含量藍(lán)晶石精礦分為LJ-58、LJ-55兩個(gè)牌號(hào);
3)硅線石精礦 以“硅”和“精”兩個(gè)漢語拼音字母的大寫字頭“GJ”為代號(hào),按Al2O3含量硅線石精礦分為GJ-58、GJ-54二個(gè)牌號(hào);
4)紅柱石精礦 以“紅”和“精”兩個(gè)漢語拼音字母的大寫字頭“HJ”為代號(hào),按Al2O3含量紅柱石精礦分為HJ-58、HJ-55、HJ-52三個(gè)牌號(hào)。
產(chǎn)品粒度由供需雙方商定。
目前我國產(chǎn)的三石精礦,Al2O3含量55%～56%,Fe2O3<1.5%。少數(shù)生產(chǎn)廠產(chǎn)出的精礦Al2O3可達(dá)到57%～59%、Fe2O3≤1%。
我國和國外的藍(lán)晶石族礦物產(chǎn)品的理化性能分別見表3-4-7和表3-4-8。
表3-4-7 我國藍(lán)晶石族礦物產(chǎn)品理化性能表
表3-4-8 國外藍(lán)晶石族礦物產(chǎn)品理化性能
藍(lán)晶石族礦物在加熱過程中,不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來石(3Al2O3·2SiO2)和SiO2的混合物。這一轉(zhuǎn)化稱為莫來石化,其表達(dá)式如下:
3(Al2O3·SiO2)→3Al2O3·2SiO2+SiO2
假設(shè)被加熱的藍(lán)晶石族礦物的純度是理論值的話,則根據(jù)轉(zhuǎn)化前后物質(zhì)分子量計(jì)算,求得的理論轉(zhuǎn)化率為87.64%,即:
河南省非金屬礦產(chǎn)開發(fā)利用指南
而實(shí)際上,我國藍(lán)晶石族精礦的Al2O3含量一般比理論值偏低,自然莫來石的轉(zhuǎn)化率也隨之減少。各等級精礦與莫來石轉(zhuǎn)化率對應(yīng)關(guān)系如表3-4-9所示。
表3-4-9 藍(lán)晶石族精礦與莫來石轉(zhuǎn)化率的關(guān)系
市場上出售的三石精礦所含Al2O3量實(shí)際上是TAl2O3含量,即精礦中所有含鋁礦物中的Al2O3的總和。而與莫來石轉(zhuǎn)化率相關(guān)的是精礦中三石礦物的Al2O3含量,即SAl2O3。
在加熱過程中三石精礦轉(zhuǎn)化為莫來石的起始溫度、完全莫來石化溫度、轉(zhuǎn)化率、線膨脹率不僅與精礦中三石礦物的含量即純度密切相關(guān),而且與雜質(zhì)成分和含量,以及精礦的粒度相關(guān)。當(dāng)化學(xué)組分確定后,主要取決于精礦粒度。大量試驗(yàn)表明,膨脹率與粒度呈正相關(guān)關(guān)系。以藍(lán)晶石精礦為例,表3-4-10列出了粒度與轉(zhuǎn)化溫度的關(guān)系;表3-4-11列出了粒度與膨脹率的關(guān)系,圖3-4-1是將表3-4-11以圖的形式表示。
表3-4-10 藍(lán)晶石族精礦的分解溫度實(shí)例
表3-4-11 不同粒度藍(lán)晶石精礦線膨脹率%
注:試樣φ10×25mm柱體。
圖3-4-1 藍(lán)晶石精礦線膨脹率
人們利用三石礦物,主要是利用三石礦物受熱時(shí)不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎蚐iO2,并伴隨有體積膨脹這一特性,作為特種耐火原料使用。因此,對三石精礦的純度、粒度、雜質(zhì)成分及含量有嚴(yán)格要求。
四、三石礦物的選礦
藍(lán)晶石類礦物屬難選的硅酸鹽礦物,幾乎采用了所有的選礦方法,如手選、選擇性磨礦、浮選、重選、磁選等。
三石礦石的浮選,主要有酸法與堿法兩種浮選流程。兩種浮選流程方案與礦物表面電性、浮選藥劑制度等有關(guān)。三石礦石的浮選主要是解決三石礦物與石英、長石、云母等脈石礦物的分離。藍(lán)晶石類礦石在酸性介質(zhì)中浮選時(shí),礦漿的最佳pH值為3.5～4.5(用硫酸或氟氫酸調(diào)節(jié)),捕收劑采用石油磺酸鈉,也可采用烷基苯磺酸鈉。采用酸性工藝選擇性好,精選作業(yè)次數(shù)少,浮選終點(diǎn)明確,浮選溫度適應(yīng)范圍寬,但酸耗量大,易造成設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。在中性和堿性介質(zhì)中浮選時(shí),礦漿最佳pH值在8～10之間(用碳酸鈉和氫氧化鈉調(diào)節(jié)),捕收劑為脂肪酸及其皂類,如油酸、氧化石蠟皂等;抑制劑為水玻璃、乳酸或蟻酸、羧甲基纖維素(CMC)、焦磷酸鈉等。以脂肪酸作捕收劑時(shí),要求礦漿溫度在30℃左右。
磁選常用于藍(lán)晶石類礦石選礦中,一是作為入選原料的準(zhǔn)備作業(yè),回收或脫除磁性礦物;二是用于精礦再處理,清除精礦中的有害雜質(zhì)。表3-4-12列出了三石礦物及脈石礦物的比磁化系數(shù)。
表3-4-12 三石礦物等比磁化系數(shù)
1.藍(lán)晶石礦石選礦
以南陽市開元藍(lán)晶石礦選礦廠為例。該廠用的礦石是隱山藍(lán)晶石礦石,礦石類型有藍(lán)晶石英巖型、片狀絹云母藍(lán)晶石英巖型、片狀褐鐵絹云藍(lán)晶石英巖型、塊狀藍(lán)晶石巖以及塊狀藍(lán)晶黃玉巖型等。礦石中藍(lán)晶石礦物含量約15%～20%,石英60%～70%,絹云母3%～10%。TiO2主要來自金紅石礦物,在礦石中約占1%。金紅石嵌布粒度細(xì)小,有80%在0.05mm以下,10～20μm的約占50%。一部分細(xì)小金紅石在藍(lán)晶石中呈包裹體,增加了降低精礦中TiO2的難度。對耐火材料影響較大的K2O+Na2O來自云母類礦物,這些礦物可選性好。藍(lán)晶石廣泛存在高嶺石化、絹云母化、葉蠟石化,需要提高磨礦細(xì)度。礦石中黃玉和藍(lán)晶石難分選,增加了選礦難度。南陽開元藍(lán)晶石選礦的浮選采用堿法,原則流程見圖3-4-2。
圖3-4-2 南陽開元藍(lán)晶石選礦原則流程
南陽市開元藍(lán)晶石礦藍(lán)晶石精礦品級見表3-4-13。
表3-4-13 藍(lán)晶石精礦品級
美國C-E公司的格雷斯藍(lán)晶石礦選礦廠、藍(lán)晶石礦業(yè)公司的東嶺(East Ridge)藍(lán)晶石選礦廠、商業(yè)礦石公司藍(lán)晶石選礦廠及我國河北魏魯藍(lán)晶石礦選礦廠均采用浮選-磁選(或磁選-浮選)聯(lián)合流程。美國東嶺藍(lán)晶石選礦廠的工藝流程見圖3-4-3。
圖3-4-3 美國東嶺藍(lán)晶石選礦廠工藝流程
美國愛達(dá)荷州藍(lán)晶石重選-浮選聯(lián)合流程見圖3-4-4。
圖3-4-4 美國愛達(dá)荷州藍(lán)晶石選礦工藝流程圖
2.硅線石礦石選礦
內(nèi)鄉(xiāng)縣七里坪是河南省主要硅線石產(chǎn)地。選礦工藝為磁選-浮選聯(lián)合流程(圖3-4-5),首先采用磁選作業(yè)拋除大量脈石礦物,如黑云母、石榴子石、赤褐鐵礦等,以提高浮選的入選品位,同時(shí)減少雜質(zhì)礦物對浮選過程的干擾。浮選作業(yè)首先在自然pH條件下浮除對硅線石精礦質(zhì)量影響較大的易浮礦物,然后在堿性介質(zhì)條件下采用癸脂肪酸捕收劑浮選硅線石。內(nèi)鄉(xiāng)縣通途硅線石選礦廠的精礦指標(biāo)見表3-4-14。
圖3-4-5 內(nèi)鄉(xiāng)硅線石選礦工藝流程圖
表3-4-14 河南內(nèi)鄉(xiāng)縣通途硅線石廠精礦
雞西硅線石選礦原則流程見圖3-4-6,精礦指標(biāo)見表3-4-15。
圖3-4-6 雞西硅線石選礦原則流程
表3-4-15 黑龍江雞西硅線石精礦
3.紅柱石礦石選礦
以河南西峽紅柱石選廠為例。該選廠的礦石是西峽楊乃溝的礦石。楊乃溝紅柱石礦石類型簡單,主要為紅柱石變斑狀黑云母石英片巖,礦石中紅柱石、石榴子石、十字石呈變斑晶出現(xiàn),石英、黑云母構(gòu)成基質(zhì)。礦石以斑狀變晶結(jié)構(gòu)為主,而紅柱石斑晶與基質(zhì)鑲嵌堅(jiān)實(shí),使之外裹內(nèi)包,單體解離困難;在紅柱石內(nèi)均有黑十字炭質(zhì)包裹體,而此黑十字部分比磁化系數(shù)與紅柱石相近;同時(shí),紅柱石與脈石礦物相對密度也相近,紅柱石3.1～3.2;十字石3.74～3.83,炭質(zhì)黑十字2.74～2.85。以上這些問題,增加了選礦的難度。但是礦石物質(zhì)成分較單一,紅柱石晶體粗大,結(jié)晶良好,自形柱狀,多以空晶石為主。采用洗礦-手選-重選-強(qiáng)磁選的工藝流程。西峽紅柱石選礦原則流程見圖3-4-7,精礦指標(biāo)見表3-4-16。
圖3-4-7 西峽紅柱石選礦原則流程
表3-4-16 河南西峽紅柱石精礦品級
國內(nèi)粗晶體的紅柱石產(chǎn)地還有新疆南疆拜城、庫爾勒等,其選礦類似西峽紅柱石選廠。一般采用重選法-磁選流程,主要選礦方法為跳汰、重介質(zhì)、搖床。
細(xì)粒紅柱石采用浮選法回收。浮選過程中陰離子捕收劑為油酸、羥肟酸、石油磺酸鈉。陽離子捕收劑為十二胺乙酸鹽,多在酸性或弱酸性礦漿中進(jìn)行。分離鐵礦物采用強(qiáng)磁選工藝。
美國北卡羅來納州塞羅礦業(yè)公司及南非的一些紅柱石選礦廠均采用重選-磁選聯(lián)合流程。南非托蘭斯巴魯紅柱石選礦廠的工藝流程見圖3-4-8。
圖3-4-8 南非托蘭斯巴魯紅柱石選礦廠工藝流程
五、三石礦物的應(yīng)用
由于三石礦物在高溫下不可逆轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎蚐iO2,并伴隨有體積膨脹等特性,使其成為重要的耐火原料。我國對三石礦物的開發(fā)應(yīng)用見表3-4-17。
表3-4-17 我國三石開發(fā)應(yīng)用概況
續(xù)表
我國高鋁礬土資源豐富,但我國礬土原料中含雜質(zhì)較高,Fe2O3+TiO2+RO+R2O約7%。其中TiO2含量3.5%左右,西南高鈦礬土TiO2含量更高。雜質(zhì)含量高,高溫下易熔融,較低溫度下形成液相,TiO2含量高,形成的液相粘度小。物相中玻璃相含量、剛玉含量較高而莫來石少,影響制品的高溫性能和使用溫度,尤其是不能生產(chǎn)出低蠕變耐火制品。
在礬土原料中,添加三石(加法),增加了莫來石晶相含量,尤其是在基質(zhì)部分,莫來石化過程形成的良好的莫來石網(wǎng)絡(luò),改善了材料的顯微結(jié)構(gòu)。因此使耐火制品的高溫性能和高溫強(qiáng)度和重?zé)湛s等有了明顯改善,并開發(fā)了多種礬土基高效耐火材料,開發(fā)出各種新產(chǎn)品,如低蠕變磚、高荷軟磚、高熱震磚等。尤其各種低蠕變磚,如硅線石質(zhì)低蠕變磚、紅柱石質(zhì)低蠕變磚、藍(lán)晶石質(zhì)低蠕變磚等,明顯提高了熱風(fēng)爐用磚的高溫體積穩(wěn)定性。
不定形耐火材料也稱散狀耐火材料,是一種不經(jīng)煅燒的新型耐火材料。不定形耐火材料是由耐火骨料、粉料及結(jié)合劑或另摻外加劑混合而成。粗粒紅柱石作不定形耐火材料的骨料,它決定不定形耐火材料的物理力學(xué)和高溫使用性能,也是決定材料屬性及使用范圍的重要依據(jù)。紅柱石及硅線石精礦作粉料,是基質(zhì)材料。由于藍(lán)晶石莫來石化過程伴隨的體積膨脹最大,因此藍(lán)晶石是不定形耐火材料良好的膨脹劑,用來降低材料在高溫下的收縮,防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落。對耐火骨料和粉料的粒度要求見表3-4-18和表3-4-19。
表3-4-18 硬質(zhì)粘土骨料和粉料的理化性能和粒度(YB2214-78)
表3-4-19 高鋁礬土骨料和粉料的理化性能和粒度(YB2215-78)
對于三石礦石選礦廠,必須根據(jù)應(yīng)用單位的要求生產(chǎn)出合格精礦,不僅對精礦成分有嚴(yán)格要求,而且對精礦的耐火度、粒度也有相應(yīng)的要求。
河南三石礦石選礦工藝存在的問題已在第二章中論述了,由于選礦工藝中還存在一些技術(shù)問題未解決,造成選礦成本高,選礦廠經(jīng)濟(jì)效益差。
主要參考文獻(xiàn)
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