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非金属矿的分类


芒硝
化学成分Na2SO4·10H2O.单斜晶系.单晶体呈柱状、 粒状、针状或皮壳状。无色透明,有时带有黄或 绿色,玻璃光泽,味苦。产于盐湖中。用于制造 玻璃或者苏打。中医学上称其粗制品为皮硝,精 制品为芒硝。如与萝卜同煮,过滤放冷,再结晶 而得者,称为玄明粉或元明粉;臵空气中或高温 干燥失去结晶状态者称为风化硝。三者效用基本 相同,主治胃肠实热积滞,大便燥结、痰热壅积 等症;外用治疗肠痈、乳痈初起、痔疮等。
(4)层状络阴离子硅酸盐
典型层状结构硅酸盐: 滑 石:Mg3[Si4O10](OH)2 高岭石:Al4[Si4O10](OH)8 蛇纹石: Mg6[Si4O10](OH)8(叶..利..纤…) 蒙脱石:(1/2Ca,Na)0.66(Al,Mg,Fe)4[(Si,Al)8O20](OH)4· nH2O 白云母:KAl2[AlSi3O10](OH,F)2 金云母:KMg3[AlSi3O10](OH,F)2 黑云母:K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2
玉石—石之美者为玉
硬玉—钠铝的硅酸盐—硬度7—翡翠 软玉—钙镁的硅酸盐—硬度3.5-6.5 中国四大名玉: 和田玉—新疆和田 绿松石—湖北郧县 独山玉—河南南阳 岫岩玉--辽宁岫岩
一、按用途分类
(5)主要用作机电工业的非金属矿物:石棉、石墨、 云母、金刚石、刚玉。 (6)主要用作粉体填料和工业助剂的非金属矿物: 滑石、沸石、膨润土、硅藻土。 (7)宝石:宝石、玉石、彩石通常指色彩绚丽、光 泽灿烂、坚固耐磨、质地细腻或具有某些特殊的结 构构造和色彩的矿物或岩石。钻石、蓝宝石、红宝 石、祖母绿。
主要矿物: 刚玉(Al2O3)、 金红石(TiO2) 板钛矿(TiO2) 、锐钛矿(TiO2) 石英(SiO2)、尖晶石(MgAl2O4) 水镁石(Mg(OH)2)、三水铝石(Al2O3·3H2O) 一水铝石(Al2O3·H2O)。
3、硝酸盐
硝酸盐 自然界中以硝酸盐矿物成矿的很少,
每一硅氧四面体均以三个角顶分别与相邻的三个硅氧 四面体相连结,组成在二维空间内无限延伸层。滑石 型的硅氧四面体层是硅酸盐矿物中最常见的层状络阴 离子,它可以看成是由一系列角闪石型双链相互结合 而成的层。此外,还有其他形式的层状络阴离子,如 水钙石结构中的层即为一例。在层状络阴离子层内的 每一个硅氧四面体中,有三个角顶上的氧离子都是为 相邻的两个四面体所共有的,其电荷已经达到平衡; 但另一个角顶上的氧离子其电荷尚未达到平衡,处于 活性状态,所以能与其他金属阳离子相结合。
4、主要的碳酸盐矿物
方解石:矿物名,化学组成为CaCO3。 大理岩:俗称大理石,变质岩之一,因盛产于我国云 南大理而得名。是石灰岩或白云岩受接触或区域变 质作用而重结晶的产物。主要成分为方解石。 汉白玉:颜色洁白的细粒大理岩,质地坚硬,是高 档建筑材料。 (变质岩:地壳中先成的火成岩或沉积岩受变质作 用的影响而变成的岩石)
钾硝石K[NO3]、钠硝石Na[NO3] 、钙硝石
Ca[NO3]2· 4H2O、毛青铜矿
Cu19[NO3]2(OH)32Cl ·3H2O。
问题:为什么自然界中的硝酸盐矿物很少?
4、碳酸盐
碳酸盐 碳酸盐是金属阳离子和碳酸根化合而成的盐类矿 物。碳酸盐类矿物约有95种,方解石和白云石最为常见。 A:无附加阴离子的无水碳酸盐,主要阳离子为Ca2+、Mg2+、 Fe2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+(白铅矿)。
第二章 非金属矿的分类
东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏
一、按用途分类
( 1 )主要用作建筑材料的非金属矿 石灰石、 石膏、石英、花岗岩、白云石。 (2)主要用作耐火材料的非金属矿物 三石(蓝 晶石、红柱石、硅线石)、菱镁矿、锆英石、 铝矾土。 (3)主要用作陶瓷的非金属矿 高岭土、长石、 透辉石、蛇纹石、滑石。 (4)主要用作化学工业原料的非金属矿物 萤石、 明矾石、磷矿、钾矿、硫矿。
5、硫酸盐
A:无附加阴离子的无水硫酸盐,主要阳离子为 Ca2+、Ba2+、Sr2+ 、Pb2+(铅矾)、Na+(无水芒硝 Na2[SO4])。 B:具有附加阴离子的无水硫酸盐,主要有Cu2+、 Fe3+、Pb2+、Al3+以及K+、Na+前四种阳离子往往 形成不稳定硫酸盐,易溶于水。K+和Na+与上述阳 离子组成复盐或更复杂的盐类,如明矾石 KAl3[SO4]2(OH)6。附加阴离子以(OH)-为主, 形成所谓的基性盐。
6、硅酸盐
硅酸盐种类很多且分布极广,约占矿物种总数的四 分之一,构成地壳总重量的75%。它们是火成岩和 变质岩的最主要的造岩矿物,并且在沉积岩中也起 着显著的作用。同时,它们当中有许多是极为重要 的非金属矿产,如云母、石棉、高岭石、硅灰石、 蛇纹石、膨润土;同时又是一系列稀有元素的重要 矿物原料,如绿柱石、锆石等。
(3)链状络阴离子
透辉石:CaMg[Si2O6] 透闪石:Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2 硅灰石:Ca3[Si3O9]—CaSiO3 蔷薇辉石:Mn5[Si5O15] 角闪石—角闪石族矿物的总称,Mg、Fe、Ca、 Na、Al等的硅酸盐或铝硅酸盐。成分中含有 OH区别于辉石。
(4)层状结构硅酸盐
二、按化学组成分类
按化学组成分类 根据晶体化学分类 根据地球化学分类
1、卤素化合物
1、卤素化合物
组成:卤素化合物的阳离子主要是属于惰性气体型 离子的钾、钠、钙、镁、铝等元素。还有部分是属 于铜型离子的银、铜、铅、汞等元素组成的卤素化 合物,它们在自然界中则极为少见。 最主要的矿物:萤石、冰晶石(Na3AlF6)、食盐、 钾盐、光卤石(KMgCl3•6H2O).
2、氧化物与氢氧化物
物理性质:在本大类矿物的物理性质中,以硬 度最为突出,一般在 5.5 以上,而石英、尖晶 石、刚玉则一次为7、8、9,达到了仅次于金 刚石的各级硬度。从成分类似的的氧化铝和氢 氧化铝矿物来看,不难看出,OH-的参加导致 晶体结构的改变,从而引起硬度的变化。
2、氧化物与氢氧化物
5、硫酸盐
物理性质: 硫酸盐矿物在物理性质中最特殊的 是硬度低,一般在2~3.5之间,还有不少只有1.5, 最高为4.5。硫酸盐的硬度之所以低,与大多数 硫酸盐含水有关。颜色一般为白色或无色,含铁 者为黄褐色或蓝绿色、含铜者为蓝绿色、含锰或 钴为红色。 主要矿物: 硬石膏 、石膏 、重晶石 、天青石 、 明矾石等。
二、氧化物与 l 化学成分:阴离子 O2 - 和 (OH) - ,与阴离子化 合的阳离子的元素则达40种左右。最主要的有硅、 铝、铁、锰、钛、铬、铌、钽、锡、铀等。 l 晶体化学特征 在本大类矿物的晶体结构中,阴 离子O2-和(OH)-具有几乎相同的离子半径,它 们分别为1.32Å和1.33Å。
2、氧化物与氢氧化物
在晶体结构中它们一般按六方最紧密堆积,而阳离子 则充填于四面体和八面体空隙中,因此阳离子的配位 数主要是 4和 6 。但是由于氧化物在成分上和结构上的 复杂化所引起的配位数的变化,也并非罕见。如赤铜 矿中铜离子的配位数是2。钙钛矿中钙离子的配位数为 12 。至于氧化物和氢氧化物的键型,一般以离子键为 主。如刚玉、方镁石等。但方锑矿属于共价键,而水 镁石层内为离子键,层间为共价键。
(1)岛状结构络阴离子
这种络阴离子是以单个硅氧四面体[SiO4]4-或是每 两个硅氧四面体共顶组成双四面体[Si2O7]6-在结构 中孤立存在,它们彼此间靠金属阳离子来连接,自 身并不连接,因而呈孤立的岛状,例如锆英石 (ZrSiO4)、镁橄榄石Mg2[SiO4]、钪钇石Sc2[Si2O7] 中的络阴离子即为实例。此外,孤立四面体和双四 面体还可以同时存在于同一晶体结构中,组成了两 者的混合类型,例如绿帘石 Ca2(Al,Fe)3[SiO4][Si2O7]O(OH)。
物理性质:卤素化合物的物理性质与它们的组成 成分、晶体结构有密切的关系。在惰性气体型离 子所组成的典型的离子键的矿物中,所表现的物 理性质,一般为透明无色、玻璃光泽、密度小、 导电性差。其中氯化物和溴化物、碘化物均易溶 于水。而在铜型离子所组成的、存在有共价键的 矿物中,则一般为浅色,透明度降低、金刚光泽、 密度大、导电性增强,并具有延展性。
5、硫酸盐
C:无附加阴离子的含水硫酸盐,主要阳离子为 Mg2+、Ca2+、K+、Na+其次为Fe2+、 以及Cu2+、 Fe3+、Ni2+、Al3+等,如石膏。 D:具有附加阴离子的含水硫酸盐,主要阳离子 为Al3+、Mg2+、其次为K+、Fe3+、Fe2+、Na+等, 附加阴离子有Cl-、OH-。如钾盐镁矾 KMg[SO4]Cl•3H2O
4、主要的碳酸盐矿物
冰洲石:无色透明的方解石。 石灰岩:以方解石为主要成分的碳酸盐岩。 白 垩:白色疏松土状石灰岩。 菱镁矿:MgCO3 菱铁矿:FeCO3 菱锰矿:MnCO3 白云石:CaMg(CO3)2
5、硫酸盐
硫酸盐是金属阳离子和硫酸根化合而成的盐类矿 物。由于硫是一种变价元素,并在自然界中以不同 的价态形成不同的矿物。它既可以中性原子S0出现 为自然元素,又以阴离子形式S2-和S22-出现形成 单硫化物和对硫化物,最后,它以最高的价态与四 个O2-结合成为硫酸根,再与金属阳离子化合为硫 酸盐。硫酸盐类矿物约有170余种。
(3)链状络阴离子
单链系每一硅氧四面体以两个角顶分别与两个相 邻的硅氧四面体连接而成的一维无限延伸的连续 链,可用[Si2O6]n4n-来表示。双链相当于两个单链 组合而成,例如角闪石中的双链,其络阴离子可 以用[Si4O11]n6n-表示。无论是单链或双链,链之间 都是通过金属阳离子相互联系的。
6、硅酸盐
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