第五节　工业用所需的矿产原料举例

一、自然硫、黄铁矿

一般自然界中的硫以单质和化合态硫两种形式出现。前者即自然硫，后者主要为黄铁矿，其他还有白铁矿、磁黄铁矿等，其中黄铁矿的含硫量达53.4％。

工业级的元素硫精矿要求纯度99.5％，不得含砷、硒和碲。工业级的黄铁矿精矿要求含硫>45％，或含Cu≤1％，不含砷、硒等杂质。

自然硫和黄铁矿的矿山一般工业指标见表1-7。

二、盐湖

一般现代的盐湖卤水本身就是一种矿产。卤水蒸发浓缩，结晶沉积则形成固体盐湖矿产。盐湖矿床一般出露地表或埋藏较浅。有的盐湖中卤水和固体盐类同时存在，且常因水补给的情况的变化而固、液两相互相转化。所以，盐类矿产常分液态矿（卤水矿）和固态矿两大类。盐湖矿产主要用作化工原料，所以它们又是化工矿产中的一个大类。

主要的盐湖矿产有：石盐、钾盐、杂卤石、芒硝、钙芒硝、天然碱、钠硝石、钾硝石、锂水、硼、水菱镁矿等。

上述矿种及它们的矿石类型见表1-8。表1-8中所示的一些主要盐类矿物的化学式和主要化学组分见表1-9。

①为我国已发现形成工业矿床者。

盐类矿产的提纯较复杂。卤水矿的综合加工流程及其工艺取决于卤水的水盐体系和水化学类型。固体矿石的矿物与化学组成多较复杂，常含有害杂质、水不溶物及石膏；矿石的各种物理和化学性质、矿物共生组合关系及有害杂质含量都影响提纯方法和产品种类。提纯方法很多。一般采用溶解结晶法与粉碎洗涤法。各矿种、各矿床的提纯应采用何种方法，应在开发过程中认真研究，以选择最有效、最经济的工艺。

钾盐、硼砂、石盐、无水芒硝、纯碱等盐类矿产产品质量标准见表1-10～表1-14。

根据《盐湖矿产矿床地质勘探规范》盐类矿产的一般矿山工业指标见表1-15。

需要说明的有下列几点。

①根据矿床埋藏深度和矿层（组）实际情况，若适于水溶开采时，品位可适当降低。

②固体钾盐KCl8％～12％为贫矿，大于等于12％为富矿；K2SO4工业指标可以KCl换算，其换算系数为1.1687；MgSO4工业指标可以MgCl2换算，其换算系数为1.2642。

③芒硝埋藏浅，适于露天水溶开采的最低可采品位，Na2SO4、MgSO4、NaCl三盐之和为12％，其中Na2SO4≥8％。

④对各种矿石中所含Na2SO4、NaCl、Na2CO3、CaCO3、MgSO4、Fe2O3、水不溶物及其他有害杂质要查清含量以便分离和利用。

⑤各项指标可据选矿加工试验成果适当调整，多种盐类可综合利用的矿床，其工业指标要求应予降低。

三、天青石

天青石（Celestine）是化学组成为SrSO4的晶体，属于正交（斜方）晶系的硫酸盐矿物，可含Pb、Ca、Fe等元素。其颜色有蓝色、绿色、黄绿色、橙色、浅蓝灰色等，有时也为无色透明。

碳酸锶的最主要的用途是生产彩电显像管的荧光屏玻璃，这是因为锶能吸收X射线。其次用于制造特种玻璃，还可用做冶炼时的脱铅剂。锶的硝酸盐是红色烟火和信号弹的着色剂。极少量的锶化合物用于润滑脂、陶瓷釉料和药品方面。

天青石的一般矿山工业指标可参考表1-16。

一般工业对产品质量标准要求，是根据有用元素及主要伴生元素对原料的影响；伴生元素，如碱土元素、杂质铁、硫等在产品应用过程中容易混成混合物，影响质量。矿石品位决定加工方法及产品的纯度。

在上述一般工业要求上，我国目前多以天青石为原料生产碳酸锶，对天青石精矿质量尚无统一的标准。

对于伴生有石膏、方解石、石英、褐铁矿和黏土矿物的天青石矿，可以先进行洗矿或擦洗，使黏土矿物碎解。由于天青石与脉石（以无水石膏为例，其密度为2.93g/cm3）的密度差较大，如果嵌布粒度又较粗，可以用分级重选方法（重介质振动溜槽、跳汰或摇床）回收。对于细粒嵌布的天青石或重选的中矿、尾矿内的天青石，则可用浮选方法回收。

四、黄铜矿

黄铜是有色金属的一种，黄铜矿化学式为CuFeS2，含Cu34.6％，通常含有混入物Ag、Au、Pt、Ni、Ti、Se、Te等；四方晶系，晶体少见，多呈四面体、八面体或四方双锥状。常呈粒状或致密块状。

一般黄铜为黄色、绿黄色，常带有杂斑状锖色；条痕绿黑色；金属光泽，不透明；解理不完全；断口为不平坦状至贝壳状，性脆；相对密度4.1～4.3，导电性良好，溶于硝酸，并析出硫，不溶于盐酸。

黄铜矿是分布最广的工业铜矿物，在各种类型铜矿床中都广泛产出，主要用于冶炼金属铜及各种铜合金。

我国长江中下游地区的大冶、九江、德兴、铜陵等地；甘肃省白银市和金川市；云南省东川、易门等地为产地。

五、钛铁矿

钛铁矿是黑色金属的一种，化学式为FeTiO3，矿物理论成分FeO47.36％、TiO252.64％。矿物中Fe2+与Mg2+、Mn2+间可完全类质同象代替，形成FeTiO3-MgTiO3或FeTiO3-MnTiO3系列。系列中以FeO为主的称钛铁矿，以MgO为主的称镁钛矿，以MnO为主的称红钛锰矿。除Mg、Mn外，Nb、Ta有时也类质同象进入钛铁矿中。

在960℃以上的高温条件下，FeTiO3-Fe2O3可形成完全固溶体。随温度下降，在约600℃左右，FeTiO3-Fe2O3固溶体分解，在钛铁矿中析出定向排列的片状赤铁矿晶体。

钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta。碱性岩及有关的岩脉中的钛铁矿MnO含量较高并含Nb、Ta。酸性岩及关岩脉中的钛铁矿FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量也高。四川太和辉长岩中产出的钛铁矿含TiO249.29％、Fe2O36.98％、FeO 40.27％、MnO0.60％、MgO1.87％、CaO0.44％、NiO0.03％、CoO0.003％、P2O50.028％、H2O0.20％，总计99.71％。

一般钛铁矿晶体为菱面体，但完整晶形极少见，常呈不规则粒状、鳞片状、厚板状；颜色铁黑色至钢灰色；条痕钢灰色或黑色，含赤铁矿包裹体时呈褐色或褐红色，半金属光泽至金属光泽，不透明，无解理；有时出现贝状至亚贝状断口，性脆，相对密度4.79，具弱磁性。

原生矿中的钛铁矿常与磁铁矿、钒钛磁铁矿共生。砂矿中的钛铁矿常与金红石、锆石、独居石、磷钇矿等共同产出。共同产出的矿物是重要的综合利用对象。

一般钛铁矿是取得钛的主要来源。

工业上常利用钛铁矿砂矿，钛铁矿的一般工业要求为边界品位10kg/m3，工业品位15kg/m3。

工业上钛铁矿矿石多为露天采掘。经可行性研究认可的钛铁矿砂矿，取样后需进行室内重砂矿物分离以确定矿石质量。重砂矿物分离通常包括粗淘、精淘、筛分、缩分、称量以及重选、磁选、电磁选等流程。磁选和电磁选分离出来的钛铁矿，纯度一般要求在95％以上。

国内钛铁矿主要产地有海南文昌铺前砂矿、万宁保定砂矿、东海沙老砂矿；广东保定砂矿、紫金临江砂矿、化州平定砂矿；广西苍梧新地砂矿、合浦官井砂矿；云南禄劝洒普山砂矿、保山板桥砂矿；四川攀枝花、红格及太和。

六、自然铂

自然铂是贵金属的一种，化学式为Pt。自然界中纯的自然铂是极少见的，成分中经常含Ir、Pd、Fe、Cu、Rh、Ni等。当这些杂质元素含量较高时可分别称为铱自然铂、钯自然铂、铁自然铂、铜自然铂、铑自然铂、镍自然铂等。其中铁自然铂又称为粗铂矿。

其多呈粒状或鳞片状集合体无解理，相对密度21.5；颜色锡白色，表面一般带浅黄色，条痕烟灰色至银白色，具延展性，金属光泽。自然铂不溶于HCl、H2SO4和HNO3，但溶于王水。

七、锆石

锆石化学式ZrSiO4，理论成分：ZrO267.1％、SiO232.9％，常含REE、Hf、U、Th、Al、P、Ca、Fe、H2O等杂质，随杂质不同有许多锆石亚种：水锆石（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）以及铪锆石等。

锆石属四方晶系，复四方双锥面体。

一般锆石常见晶形有双锥柱状、柱状、等粒状、锥状；性脆；莫氏硬度7～8，相对密度4.0～4.7，颜色无色、乳白色、淡黄色、淡紫色，有时为玫瑰色，条痕无色；透明至半透明，金刚光泽。锆石不溶于酸。在紫外线下，矿物发黄色、橙黄色光，在阴极射线下发黄色和天蓝色光。

我国砂矿中锆石常与钛铁矿、金红石、独居石、磷钇矿、锡石等共同产出；内生矿床中常与烧绿石、独居石等共同产出。应注意其综合利用价值。锆石常含铪，是重要的综合利用对象。

我国砂矿中的锆石通常先用海水或河水冲走轻矿，再用重选进一步富集。富集的重矿物用磁选或电磁选去除磁性及电磁性矿物。

一般国内滨海砂矿锆石产地有海南文昌铺前、万宁保定、陵水万洲坡，广东电白南山海、陆丰甲子，山东荣成石岛；内生矿床产地有新疆拜城依兰里克、拜城波孜果尔，内蒙古扎鲁特旗巴尔哲。