非金属矿的分类

非金属类矿物 冶金辅助原料非金属矿物 菱镁矿、耐火粘土（以高岭石或水云母-高岭石类矿物为 主）、白云石、红柱石、蓝晶石、石英、方解石（石灰石）、 萤石、蛇纹石石棉（温石棉、白石棉、纤维蛇纹石石棉）、 角闪石石棉（包括青石棉）与铁石棉（纤维铁闪石） 化工原料非金属矿物 （1）磷的矿物：磷灰石 （2）硫的矿物：黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿及自然硫 （3）其它：钾盐、光卤石、石膏、硬石膏、钾长石、方解石 （石灰石）、雄黄、雌黄、毒砂、明矾石、硼砂、重晶石、 芒硝、无水芒硝、苏打、天然碱（含水的重碳酸盐）、滑石
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。
• 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· 2O)，一水铝石(Al2O3· 2O)。 3H H
• 作业1：金红石、板钛矿、锐钛矿三种矿物在其组 成、结构、性能、用途等方面有何区别？
• 晶体化学特征： 硫酸盐晶体结构中的基本单元是 络阴离子[SO4]2－，[SO4]2－是由四个O2－围绕S6－ 而形成的四面体，空间具有等轴性，也就是三向 等长的。无水硫酸盐的晶体习性之所以常呈等轴 状、厚板状或短柱状出现，与此有一定关系。同 时在晶体光学上它与碳酸盐和硝酸盐也表现出明 显的差别，后二者折射率很高，而硫酸盐就相当 低。
矿物按晶体化学（化学组成）分类
I 自然元素矿物 II 硫化物及其类似化合物矿物 1．单硫化物及其类似化合物矿物 2．对硫化物及其类似化合物矿物 3．硫盐矿物 III 卤化物矿物 1．氟化物矿物 2．氯化物矿物 IV 氧化物和氢氧化物矿物 1．氧化物矿物 2．氢氧化物矿物 V 含氧盐矿物 1． 碳酸盐，硝酸盐和硼酸盐矿物 2． 硫酸盐，钨酸盐，磷酸盐，砷酸盐和钒酸盐矿物 3． 硅酸盐矿物 3.1 岛状结构硅酸盐 3.2 环状结构硅酸盐 3.3 链状结构硅酸盐 3.4 层状结构硅酸盐 3.5 架状结构硅酸盐
2.1.1 工业分类—金属类矿物
黑色金属类矿物： 包括铁、锰、铬、钛、钒的工业矿物。 （1）铁的工业矿物：磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿； （2）锰的工业矿物：软锰矿、硬锰矿、菱锰矿、褐锰矿、 水锰矿和锰方解石； （3）铬的工业矿物：铬铁矿； （4）钛的工业矿物：钛铁矿、金红石（有铁金红石、锐钛 矿、板钛矿型）和含钛磁铁矿。 （5）钒的工业矿物：钒酸钾铀矿、钒铅矿（褐铅矿）、 钒铅锌矿、钒酸钙铜矿和钒云母。
《非金属矿深加工》
主讲教师：马英强
福州大学 矿物加工工程教研室
第二章 非金属矿物的分类
• 2.1 矿物的分类
• 根据对矿物不同的研究目的、任务与要求，有三种分类法： 工业分类、成因分类和晶体化学分类。
• 工业分类：金属矿物和非金属矿物
• 成因分类：原生矿物和次生矿物 • 晶体化学分类：自然元素矿物、硫化物及其类似化合物、卤化 物、氧化物及氢氧化物类矿物、含氧盐矿物
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冰洲石：无色透明的？。 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。主要成分？用途？ 菱镁矿：MgCO3 菱铁矿：？ 菱锰矿：？ 白云石：？
• 作业2：石灰岩如何形成的，石灰岩的主要用途有哪 些？
2.2.5 硫酸盐矿物
• 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。
• 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。
• 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。
• 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 Na2SO4)。
• 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。
E：含铀碳酸盐
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）
，形成所谓的基性盐，如孔雀石Cu2(CO3)(OH)2，其次是
F－、O2－、Cl－，如氟碳铈矿(Ce,La) ( CO3 ) 2F。
C：无附加阴离子的含水碳酸盐，主要阳离子为Na+ 其次为Ca2+，而其他阳离子所形成的矿物相当少 。并且形成所谓的酸性盐， 如天然碱：Na3H(CO3) 2· 2O 。 2H D：具有附加阴离子的含水碳酸盐，阳离子为Mg2+ 、其次为Fe3+、Al3+、Ni2+、Cr3+。如翠镍矿 Ni3(CO3)(OH)4· 2O。 4H
2.1.1 工业分类—非金属类矿物
特种非金属矿物
金刚石、水晶（压电水晶、熔炼水晶、光学水晶、工艺水 晶）、冰洲石、光学萤石、白云母（绝缘）、金云母（绝缘）、 电气石和玛瑙。
建筑材料及其它非金属矿物
石棉、石墨、石膏、滑石、铝矾土、高岭石、塑性粘土、长 石、硅灰石、石英、方解石、萤石、叶腊石、蛭石、石榴石、 刚玉等。
2.1.1 工业分类—金属类矿物
稀有金属矿物 包括铌、钽、锂、锆、铯、铷、铈族轻稀土、钇族重 稀土及锶的工业矿物。
分散元素 包括锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲。主 要赋存铜、铅、锌等金属硫化物中，固称分散元素。
放射性金属矿物 包括铀、钍的工业矿物。
2.1.1 工业分类—非金属类矿物
• 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。
• 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。
2.2 非金属矿物按化学组成分类
• 2.2.1 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。
• 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。
• 整个体系的级序依次为： 大类--类--（亚类）-族--（亚族）--种--（亚种）
• 矿物种是分类的基本单元。
以电气石分类为例
大类/单质和化合物类型及化学键/含氧酸盐矿物 类/阴离子或络阴离子种类/硅酸盐矿物 (亚类 )/晶体结构类型/环状结构硅酸盐矿物 族/晶体结构的阳离子性质/电气石族矿物 (亚族 )/阳离子种类/镁铁锂电气石矿物 种/一定的成分和结构/铁电气石矿物 亚种 (异种、变种 )/晶体结构相同 ，成分或物性 稍异/镁电气石矿物
2.1.1 工业分类—金属类矿物
有色金属矿物 包括铜、铅、锌、铝、镁、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、铂族金 属、金、银的工业矿物。 （1）铜的工业矿物：黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、孔雀石和自然铜； （2）铅的工业矿物：方铅矿、白铅矿和铅矾； （3）锌的工业矿物：闪锌矿和菱锌矿 （4）铝的工业矿物：铝土矿（一水硬铝石、一水软铝石和三水铝石）、 高岭石、明矾石、霞石、红柱石、蓝晶石、矽线石。 （5）镁的工业矿物：菱镁矿、白云石、水镁石和泻利石； （6）镍的工业矿物：镍黄铁矿、辉砷镍矿、针硫镍矿、红砷镍矿和暗镍 蛇纹石。 （7）钴的工业矿物：辉砷钴矿、砷钴矿、硫钴矿、硫镍钴矿、含钴黄铁 矿和土状钴矿或称含水的氧化锰及氧化钴的混合矿。
2.1.1 工业分类—金属类矿物
（8）钨的工业矿物：黑钨矿和白钨矿 （9）锡的工业矿物：锡石和黝锡矿 （10）钼的工业矿物：辉钼矿、彩钼铅和钼华。 （11）汞的工业矿物：辰砂、自然汞 （12）铋的工业矿物：辉铋矿、泡铋矿、自然铋和铋华 （13）锑的工业矿物：辉锑矿、锑华和锑赭石 （14）铂族金属的工业矿物：自然铂、砷铂矿、粗铂矿、铁铂 矿、铂铱矿和钯铂矿 （15）金的工业矿物：自然金及赋含自然金的有关金属硫化矿， 如黄铁矿、黄铜矿、毒砂 （16）银的工业矿物：自然银、辉银矿和含银的方铅矿
刚 玉
金 红 石
尖 晶 石
水 镁 石
2.2.3 硝酸盐矿物
• 硝酸盐，自然界中以硝酸盐矿物成矿的很少。
• 钾硝石KNO3、钠硝石NaNO3 、钙硝石
Ca(NO3)2· 2O、毛青铜矿Cu19(NO3)2(OH)32Cl· 2O 4H 3H
2.2.4 碳酸盐矿物
• 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）。 B：具有附加阴离子的无水碳酸盐，主要有Cu2+、RE3+、 Ca2+,其次为Bi3+、Pb2+、Zn2+。而附加阴离子以(OH)-为主
• 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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 最主要的矿物：萤石、冰晶石（Na3AlF6）、食盐 、钾盐、光卤石(KMgCl3•6H2O).
2.2.2 氧化物与氢氧化物
• 这类矿物的种类约在200种左右。
• 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。
2.1.2 成因分类
矿物依其成因可分为原生矿物和次生矿物两类。 由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物，称为原 生矿物，如：长石、云母等。 由原生矿物经过化学变化（如变质作用和风化 作用）形成新的矿物，成为次生矿物，如方解石、 高岭石、蛇纹石等。
2.1.3 晶体化学分类
• 首先根据化学组成的基本类型，将矿物分为五个大类。 • 大类以下，根据阴离子（包括络阴离子）的种类分为类， 有时在类以下根据络阴离子再分为亚类，如硅酸盐。 • 类以及亚类以下，一般根据晶体结构型和阳离子性质分为 族，有时在族以下根据阳离子种类分为亚族。 • 族之下根据一定晶体结构和一定化学成分分为种，有时在 完全类质同象系列中，根据其所含端元组分的比例划分种 为几个亚种，对晶体结构相同，成分或物性稍异的则归为 变种或异种。