工业矿产原料
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第一章 绪论

第一节 工业矿产资源分类

一、工业矿产资源分类

工业矿产资源是国土资源的重要组成部分,是国民经济和社会发展的重要物质基础和人类生产和生活资料的基本源泉。加强矿产资源的规划、管理、保护与合理利用,提高矿产资源的开发利用水平,加大矿产资源保护力度,全面提高矿产资源的经济效益、资源效益、环境效益和社会效益,对促进我国国民经济快速、健康和持续发展具有重要意义。

我国工业矿产分为六大类:①能源矿产;②黑色金属与冶金辅助原料矿产;③有色金属、贵金属及稀有金属、稀土金属矿产;④化工原料非金属矿产;⑤建材及其他非金属矿产;⑥水气矿产等。

按照工业矿产资源的可利用成分及其用途分类,矿产资源可分为金属、非金属和能源三大类。

(1)金属矿产资源 金属矿产是国民经济、国民日常生活及国防工业、尖端技术和高科技产业必不可少的基础材料和重要的战略物资。钢铁和有色金属的产量往往被认为是一个国家国力的体现,我国金属工业经过60多年的发展,已经形成了较完整的工业体系,奠定了雄厚的物质基础,已成为金属资源生产和消费的主要国家之一。

根据金属元素特性和稀缺程度,金属矿产资源又可分为:

①黑色金属,如铁、锰、铬、钒、钛等;

②有色金属,如铜、铅、锌、铝土、镍、钨、镁、钴、锡、铋、钼、汞、锑等;

③贵重金属,如金、银、铂、钯、铱、铑、钌、锇等;

④稀有金属,如铌、钽、铍、锆、锶、铷、锂、铯等;

⑤稀土金属,如钪、轻稀土(镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)等;

⑥重稀土金属,如钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇等;

⑦分散元素金属,如锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、硒、碲等;

⑧放射性金属,如铀、钍(也可归于能源类)等。

(2)非金属矿产资源 非金属矿产资源指那些除燃料矿产、金属矿产外,在当前技术经济条件下,可供工业提取非金属化学元素、化合物或可直接利用的岩石与矿物。此类矿产少数是利用化学元素、化合物,多数则是以其特有的物化技术性能利用整体矿物或岩石。由此,世界一些国家又称非金属矿产资源为“工业矿物与岩石”。

目前世界已工业利用的非金属矿产资源约250余种;年开采非金属矿产资源量在250亿吨以上;非金属矿物原料年总产值已达2000亿美元,大大超过金属矿产值,非金属矿产资源的开发利用水平已成为衡量一个国家经济综合发展水平的重要标志之一。

中国是世界上已知非金属矿产资源品种比较齐全、资源比较丰富、质量比较优良的少数国家之一。迄今,中国已发现非金属矿产品102种,其中已探明有储量的矿产88种,非金属矿产品与制品如水泥、萤石、重晶石、滑石、菱镁矿、石墨等的产量多年来居世界之冠。

(3)能源类矿产资源 能源类矿产资源主要包括煤、石油、天然气、泥炭和油页岩等由地球历史上的有机物堆积转化而成的“化石燃料”。

能源类矿产资源是国民经济和人民生活水平的重要保障,能源安全直接关系到一个国家的生存和发展。

二、特种工业用非金属矿产资源分类

压电水晶、冰洲石、金刚石、蓝石棉、熔炼水晶、光学萤石、光学水晶。

三、建材工业用非金属矿产资源分类

云母、石棉、高岭土、石墨、石膏、滑石、水泥用石灰岩、水泥混合材料、水泥配料、玻璃用砂、长石、陶瓷黏土、砖瓦黏土、建筑石材、蛭石、硅藻土、膨润土、叶蜡石、玉石、泥灰岩、玻璃用白云岩、石榴子石、天然油石、花岗岩、方解石、铸石用辉绿岩、玄武岩、珍珠岩、浮石、刚玉、玛瑙、凹凸棒石、宝石、透辉石、透闪石、颜料矿物、白垩、伊利石黏土、蒙托石黏土、板岩、辉长岩、角闪岩、片麻岩、粗面岩、火山渣、霞石正长岩、沸石、硅灰石。

四、电气、电子工业用非金属矿产资源分类

白云母、金云母、蛭石、块滑石、块叶蜡石、石棉、蓝石棉、白色大理石、浅色板岩、金刚石、石墨、磷灰石、磷块岩、磷酸盐、锂云母、锂辉石、含锂卤水、天青石、压电石英、碳酸锶。

五、火箭及宇航工业非金属矿产资源分类

石墨、碘、石英、金红石、红柱石、蓝晶石、夕线石、金云母、白云母、碎云母、蛭石、硼、天青石、高岭土、脉石英。

六、工业矿产成矿地质背景条件

矿产资源是地壳在其长期形成、发展与演变过程中的产物,是自然界矿物质在一定的地质条件下,经一定地质作用而聚集形成的。不同的地质作用可以形成不同类型的矿产。

依据形成矿产资源的地质作用和能量、物质来源的不同,一般将形成矿产资源的地质作用,即成矿作用分为内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用与叠生成矿作用。

内生成矿作用是指由地球内部热能的影响导致矿床形成的各种地质作用。外生成矿作用是指在太阳能的直接作用下,在地球外应力导致的岩石圈上部、水圈、生物圈和气圈的相互作用过程中,在地壳表层形成矿床的各种地质作用。

变质成矿作用是指由于地质环境的改变,特别是经过深埋或其他热动力事件,使已由内生成矿作用和外生成矿作用形成的矿床或含矿岩石的矿物组合、化学成分、物理性质以及结构构造发生改变而形成另一类性质不同、质量不同矿床的地质作用。

叠生成矿作用是一种复合成矿作用,是指因多种成矿作用复合叠加而形成矿床的一种地质作用。

一个地区范围内矿产能否形成、形成多少与优劣均与该地区的成矿地质条件的好坏直接相关。

七、工业矿产资源及其用途

我们通常所说的非金属矿产指的是除金属矿石、矿物燃料以外具有经济价值的任何种类的岩石、矿物或矿物集合体。

工业矿产是为人类最早利用的一种矿产,石器时代的石刀、石斧以及新石器时代仰韶文化(公元前五千~公元前三千年)的彩陶,都充分说明了这一点。至20世纪初,人类所利用的主要工业矿产约有六十种,而目前达两百种以上。随着现代工业的发展,可供工业利用的矿物和岩石种类还将继续增长。

工业矿床种类繁多,如磷矿床、盐类矿床、石棉矿床、石墨矿床、金刚石矿床和宝玉石矿床等,并且分布广泛,使我们有可能大量地加以利用。构成非金属矿床的矿石矿物主要是含氧盐类,特别是以硅酸盐、硫酸盐为主,磷酸盐、硼酸盐次之,氧化物、卤化物和某些自然元素也可以形成矿床。

工业矿石的利用方式与金属矿石不同。在工业上,只有少数工业矿石是用来提取和使用某些工业矿石元素或其化合物的,如硫、磷、钾、硼等,这些矿石的工业价值主要取决于有用元素的含量和矿石的加工性质。而大多数工业矿石则是直接利用其中的有用矿物、矿物集合体或岩石的某些物理、化学性质和工艺技术特性。举例来说,金刚石大多利用它的硬度和光泽;云母是利用其绝缘性和透明度,它可作为电子工业的重要原料;水晶是利用其光学和压电性能等。

目前,工业矿产在我国利用得比较广泛,主要是在以下几方面。

(1)工业方面 在玻璃、化工、造纸、橡胶、食品、医药、电子电气、机械、飞机、雷达、导弹、原子能、尖端技术工业以及光学、钻探等方面也需要品种繁多、有特殊工艺技术特点的非金属矿产。如硅石和长石是制造玻璃的主要原料;石墨在火箭、导弹的装置中用作耐热材料,并在许多方面用作机械运转的润滑剂;云母是电气、无线电和航空技术中不可缺少的电气绝缘材料;明矾可作炼铝、制造钾肥和硫酸的原料,也可用于印刷、造纸、油漆工业等。

(2)陶瓷工业方面 无论是在工业上还是民用生活上,我们几乎离不开陶瓷制品,其应用数量之多,使用范围之广,给人们带来许多便利,而陶瓷的制造原料就是诸如高岭土、叶蜡石和硅灰石等非金属矿物。

(3)建筑工业方面 建材用矿物原料占整个非金属矿产量的90%,仅石灰岩一项,一年的消耗量就达数十亿吨。随着现代化城市建筑业的发展,人们正在研究和寻找具有轻质、高强、隔热、隔声和防震等性质的非金属原料。

(4)冶金工业的辅助材料 冶金工业需要大量的非金属矿产,用以制造耐火材料、熔剂的原料。非金属矿产在整个国民经济中占有相当重要的地位,是现代化建设的重要物质基础。目前世界各国都十分重视非金属矿产的科学研究和普查勘探,以期扩大非金属矿产的种类和利用领域,造福人类。

工业非金属矿产被应用于石油、化工、冶金、建筑、机械、农业、环保、医药等行业,并越来越多地被用于国防、航天、光纤通信等高科技领域。它在国民经济中所占的比重越来越大,产值的增长速度已超过了金属矿产,其开发利用水平已成为衡量一个国家科学技术发展水平和人民生活水平的重要标志之一。

中国已发现的工业非金属矿产种类达95种,加上亚类共计176种,依据工业用途可分为:冶金辅助原料矿产资源,如耐火黏土、菱镁矿、萤石等;化工及化肥原料非金属矿产资源,如硫、磷、钾盐、硼、天然碱等;特种非金属矿产资源,如压电水晶、冰洲石、光学萤石等;建筑材料及其他非金属矿产资源,如水泥原料、陶瓷原料、饰面石材、石棉、滑石、宝石、玉石等。

中国的工业非金属矿产资源丰歉不一,硫、钾盐、硼等矿产资源,虽有一定数量,但不能满足需要,而菱镁矿、芒硝、钠盐、水泥原料等矿产资源非常丰富。