一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算
硅酸盐晶体结构
五、层状结构
单网层相当于一个硅氧层加上一个水铝石或水 镁石层，称为1:1层。复网层相当于两个硅氧 层中间加上一个水铝石或水镁石层，称为2:1 层，见图。
根据水铝石或水镁石层中八面体空隙的填充情 况，结构又分为三八面体型和二八面体型。前 者八面体空隙全部被金属离子所占据，后者只 有2/3的八面体空隙全部被金属离子所填充。
四、链状结构
1、链的类型、重复单元与化学式 硅氧四面体通过共用氧离子相连，在
一维方向延伸成链状，依照硅氧四面体共 用氧离子数目的不同，这种链又可以分为 单链和双链。
链于链之间是通过其它阳离子按一定 的配位关系连结起来。
四、链状结构
单链：如果两个硅氧四面体通过共用两个顶
点向一维方向无限延伸，则形成单链状。单 链结构以[Si2O6]4-为结构单元不断重复，结构 单元的化学式为[Si2O6]。
2）岛状结构晶体：
岛状结构的硅酸盐晶体有锆石英 Zr[SiO4]、镁橄榄石Mg2[SiO4]、蓝晶石 Al2O3•SiO2、莫来石3Al2O3•2SiO2以及水 泥熟料中的γ-C2S、β-C2S和C3S等
3）举例：镁橄榄石Mg2[SiO4] 结构说明：正交晶系Pbmm空间群；晶格常 数，a0=0.476nm，b0=1.021nm, c0=0.598nm， 晶胞分子数Z=4；镁橄榄石结构中，O2-离子 近似六方最紧密堆积排列， Si4+离子填于四面 体空隙的1/8，Mg2+离子填于八面体空隙的1/2。 孤立的[SiO4]四面体之间通过镁氧八面体相连； 每个O2-连接一个Si4+和三个Mg2+，电价平衡。
架状
4
骨架
[SiO2]
1:2
石英SiO2
[(AlxSi1-x)O8] x
氟磷灰石化学式
氟磷灰石化学式
氟磷灰石是一种硅酸盐矿物，其化学式为Ca5(PO4)3F，它是一种白色的结晶体，具有较高的硬度，可以用来制造磨具和磨料。
氟磷灰石是一种重要的矿物，它的结构紧密，硬度高，耐磨性强，可以用来制造磨具和磨料，用于磨削金属和石头，也可以用于制造研磨剂和抛光剂。
氟磷灰石也可以用于制造建筑材料，如瓷砖、石材、石膏等，它具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，可以抵抗外界环境的侵蚀，使建筑物更加耐用。
此外，氟磷灰石还可以用于制造化学制品，如磷酸钙、磷酸铵等，这些化学制品可以用于农业、医药、食品等领域，可以改善农作物的品质，提高农作物的产量。
总之，氟磷灰石是一种重要的矿物，它的化学式为Ca5(PO4)3F，可以用于制造磨具和磨料，也可以用于制造建筑材料和化学制品，为人类社会发展做出了重要贡献。
硅酸盐矿物的化学成分和应用
地壳中：硅酸盐矿物是地壳中最常见的矿物之一，广泛分布于各种地质环境中。
海洋中：硅酸盐矿物在海洋中也有分布，如硅藻土、海绿石等。
生物体中：硅酸盐矿物在生物体中也有分布，如骨骼、牙齿等。
工业生产中：硅酸盐矿物在工业生产中也有广泛应用，如玻璃、陶瓷、水泥等。
形成过程
பைடு நூலகம்
硅酸盐矿物的形成与地壳中的元素组成、温度、压力、水等条件有关。
硅酸盐矿物作为冶金原料，用于生产钢铁、铝、铜等金属
添加标题
硅酸盐矿物作为耐火材料，用于冶金炉衬、耐火砖等
添加标题
硅酸盐矿物作为熔剂，用于冶炼金属和合金
添加标题
硅酸盐矿物作为脱氧剂，用于冶炼过程中去除金属中的氧元素
添加标题
硅酸盐矿物在科学研究中的意义
05
在地质学研究中的意义
硅酸盐矿物是地球岩石的主要成分，研究其化学成分和应用有助于了解地球的演化历史。
制备工艺
原料选择：选择合适的硅酸盐矿物原料
制备方法：选择合适的制备方法，如高温熔融、水热合成等
反应条件：控制反应温度、时间、压力等条件
产物处理：对制备出的硅酸盐矿物进行清洗、干燥等处理
性能测试：对制备出的硅酸盐矿物进行性能测试，如硬度、耐磨性等
影响因素
反应时间：反应时间对硅酸盐矿物的合成与制备的影响
硅酸盐矿物在陶瓷生产中起到粘结、成型、烧结等作用
在玻璃工业中的应用
硅酸盐矿物是玻璃的主要原料之一
添加标题
硅酸盐矿物在玻璃生产中起到熔融、成型、冷却等作用
添加标题
硅酸盐矿物的种类和含量对玻璃的性能和品质有重要影响
添加标题
硅酸盐矿物在玻璃工业中的应用广泛，包括建筑玻璃、汽车玻璃、电子玻璃等
关于硅酸盐晶体结构
硅酸盐晶体结构的共同特点：
（1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。SiO-Si键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两 个[SiO4]四面体所共用。
（3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或 共面连接。
1、镁橄榄石Mg2[SiO4]结构
属斜方晶系，空间群Pbnm；晶胞参数a=0.476nm ，b=1.021nm，c=0.599nm；晶胞分子数Z=4。如图13-1、1-3-2、1-3-3所示。
镁橄榄石结构中，O2-离子近似于六方最紧密堆 积排列，Si4+离子填于四面体空隙的1/8；Mg2+离子填 于八面体空隙的1/2。
三、组群状结构
组群状结构是2个、3个、4个或6个[SiO4]四面体通 过共用氧相连接形成单独的硅氧络阴离子团，如图1-3-4 所示。硅氧络阴离子团之间再通过其它金属离子连接起 来，所以，组群状结构也称为孤立的有限硅氧四面体群 。
双四面体 [Si2O7]6-
三节环 [Si3O9]6-
四节环 [Si4O12]8-
结构与性质的关系：结构中每个O2-离子同时 和1个[SiO4]和3个[MgO6]相连接，因此，O2-的电价 是饱和的，晶体结构稳定。由于Mg-O键和Si-O键都 比较强，所以，镁橄榄石表现出较高的硬度，熔点 达到1890℃，是镁质耐火材料的主要矿物。同时， 由于结构中各个方向上键力分布比较均匀，所以， 橄榄石结构没有明显的解理，破碎后呈现粒状。
二、岛状结构
[SiO4]四面体以孤岛状存在，各顶点之间并不互相 连接，每个O2-一侧与1个Si4+连接，另一侧与其它金属 离子相配位使电价平衡。结构中Si/O比为1：4。
22硅酸盐晶体结构讲义资料
2022/2/1
层状结构示意图
a=0.52nm
2022/2/1
a=0.90nm
➢
中、小半径的阳离子Mg2+、Fe2+、Fe3+、
Al3+ 等，形成二维连续的六配位的铝氧八面体结构
层或镁氧八面体结构层。将八面体划分为两种类型：
➢ 其一为三八面体层；具有与氢氧镁石Mg （OH）2结构相同的特点，故又称氢氧镁石层；
•
为绿柱石矿物的一种，因具特殊晶莹的“祖母绿色”被誉为“
绿色宝石之王”，据说其绿色之美，任何绿色以宝石皆望尘莫及。
以翠绿、皆为佳，优质绿祖母绿均产于哥伦比亚。
2022/2/1
绿柱石
2022/2/1
绿柱石和云母
链状硅酸盐Chain Silicates (InInoos-i: lfirocmatGersee)k
2022/2/1
SP3杂化
表 硅酸盐晶体结构分类
2022/2/1
硅酸盐结构示意图
2022/2/1
6
双四面体
此O被共用
结构单元 [Si2O8]8- —1O2-=[Si2O7]6-
2022/2/1
O10 O9
Si3 O6
O5
O3 Si2 O2
O9
O8 Si4
O7
O4
O3 Si1 O1
O10
Si3 O6
2022/2/1
单链结构示意图 Single chains
双链结构示意图 Double chain silicates
2022/2/1
透辉石 • 结构特征：单斜晶系
，C2/C空间群，
单链
2022/2/1
透闪石－Ca2Mg5Si4O11(OH)2
硅石主要成分
硅石主要成分硅石是一种常见的矿物，在我们的日常生活中经常会被提到。
硅石主要是由硅酸盐矿物组成，它们在地壳中广泛分布。
下面我们将根据不同的类别介绍硅石的主要成分。
1. 硅酸盐矿物硅酸盐矿物是组成硅石的主要成分，它们由硅酸根(SiO4)和金属离子组成。
其中最常见的硅酸盐矿物是石英。
石英是一种硬度高、韧性大、抗化学腐蚀性强的矿物。
它的化学式为SiO2，是一种六角形晶系的矿物。
另外，长石也是一种常见的硅酸盐矿物。
它是最常见的铝硅酸盐矿物之一，通常以岩石的形式存在。
长石的化学式为KAlSi3O8，它是一种三斜晶系的矿物。
2. 硅酸盐框架结构矿物硅酸盐框架结构矿物是由硅酸盐矿物构成的复杂结构，它们的化学组成与硅酸盐矿物相似，但它们的晶体结构形成了复杂的框架结构。
最常见的硅酸盐框架结构矿物是沸石。
沸石是一种双锥形晶系的矿物，硅酸根和铝酸盐矿物组成了它的复杂结构。
沸石在电力、石油、化工等行业有着广泛的应用。
3. 硅钙石类矿物硅钙石类矿物是由硅酸盐矿物和碳酸盐矿物组成的复杂结构。
硅钙石类矿物中最常见的是方解石。
方解石是一种三斜晶系的矿物，它的化学式为CaCO3。
除了方解石，螺旋石也是一种硅钙石类矿物。
螺旋石的化学式为CaSiO3，它的晶体结构具有旋转对称性，因此被命名为“螺旋石”。
4. 硅铝酸盐矿物硅铝酸盐矿物是由硅酸盐矿物和铝酸盐矿物组成的复杂结构。
最常见的硅铝酸盐矿物是云母。
云母是一种广泛存在于岩石中的硅铝酸盐矿物，它的化学式为K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2。
云母具有层状结构，极具韧性，因此经常被用于电气绝缘材料和建筑材料中。
总之，硅石主要由硅酸盐矿物、硅酸盐框架结构矿物、硅钙石类矿物和硅铝酸盐矿物组成。
它们在工业和科学研究中都有着广泛的应用价值。
硅酸盐晶体结构.
1、岛状硅氧骨干
端氧（活性氧）
桥氧（惰性氧）
2、环状硅氧骨干
孤立四面体[SiO4]4-
两个硅氧四面体共用一个角顶构成双 四面体[Si2O7]6-
硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成封闭的环状[SinO3n]2n-(n≥ 3)
三方环[Si3O9]6-、四方环[Si4O12]8-及六方环[Si6O18]12-
参考文献： 高等无机结构化学 麦松威，周公度，李伟基 北京大学出版社 第二版 化学中的多面体 周公度 北京大学出版社 结构和物性 周公度 高等教育出版社 第三版 维基百科
感谢聆听
3、链状硅氧骨干
硅氧四面体彼此之间共用两个角顶构成延伸 的单链[Si2O6]4硅氧四面体部分共用两个角顶，部分共用三 个角顶相互联接构成延伸的双链[Si4O11]6-
4、层状硅氧骨干
硅氧四面体共用三个角顶构成二向延展 的平面层状[Si4O10]4-
5、架状硅氧骨干
这种络阴离子可用通式
[(AlxSin-x)O2n]x-表示
PS：翡翠的A货、B货和C货的含意
层状结构硅酸盐
滑石
化学组成:
Talc Mg3[Si4O10](OH)2
晶体形态:偶见假六方或菱形的片状单晶体。
物理性质:无色透明或白色，硬度1，{001}解理完全，比重2.58~2.83, 能耐
火。
鉴定特征:低硬度，有滑感，较浅的颜色以及片状形态。
架状结构硅酸盐
橄榄石Olivine （Mg,Fe)2［SiO4］
橄榄石是地幔岩的主要组成 之一, 随温度压力条 件的增加, 其结构将变为beta相gamma相。
环状结构硅酸盐
绿柱石 化学组成: Beryl Be3Al2[Si6O18], 常含有碱金 属和H2O。 结构特点: 六方晶系，结构中硅氧四面体组成 六联环，环与环之间借Be2+、Al3+相 联。 2+ 3+ Be 作四配位，形成扭曲了的铍氧四面体，Al 作 六配位，形成铝氧八面体。绕c轴方向，上下叠置 的六联环错开一定角度。上下叠置的环仙，形成 了一个巨大的通道，大的阳离子如K+、Cs+，以及 H2O分子即可赋存其中。 晶体形态:单晶体呈柱状，通常发育完整。 物理性质: 呈不同色调的绿色，翠绿色的亚种 称祖母绿(emerald)，蔚蓝色的亚种称海蓝宝石 (aquamarine)，玻璃光泽，硬度7.5~8, 比重 2.66~2.83。 鉴定特征: 以其六方柱状形态和柱面上具纵为 特征。
钾长石的化学式
钾长石的化学式
钾长石（Potassium feldspar）是一种硅酸盐矿物，属于长石矿物。
钾长石的化学式为KAlSi3O8，也可以表示为K(Feldspar)。
1. K：K代表钾元素，由20号原子组成，是一种碱金属。
在钾长石中，钾元素存在于晶体结构中，对于钾长石的烧结和熔融剂起到重要作用。
2. Al：Al代表铝元素，由13号原子组成。
在钾长石中，铝元素取代了硅元素的一些位置，导致晶体的晶格结构出现缺陷，使得钾长石呈现不同的颜色和光泽。
3. Si：Si代表硅元素，由14号原子组成。
在钾长石中，硅元素是晶体的构成要素之一，与铝元素组成四面体和六面体结构，形成晶体结构的基本单位。
综上所述，钾长石的化学式KAlSi3O8中包含了钾、铝、硅和氧四种元素，它们合作构成了钾长石的晶态结构，并决定了钾长石的物理化学性质，如颜色、硬度、常见的影子等。
硅酸盐表示方法
硅酸盐表示方法一、氧化物法。
氧化物法可是表示硅酸盐组成的一种常用方法哟。
就是把硅酸盐中的各种元素写成氧化物的形式。
比如说，硅酸钠（Na₂SiO₃），用氧化物法表示就是Na₂O·SiO ₂。
这里面有个小窍门哈，氧化物的顺序一般是按照活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水这样的顺序来写的。
就像钾长石（KAlSi₃O₈），写成氧化物形式就是K₂O·Al₂O₃·6SiO₂。
这种表示方法的好处呢，就是能很清楚地看出硅酸盐中各种元素的比例关系，对于研究硅酸盐的性质和结构啥的，那可太有帮助啦。
二、盐的形式。
除了氧化物法，还可以用盐的形式来表示硅酸盐哟。
比如说，硅酸钙（CaSiO ₃），它本身就是盐的形式。
这种表示方法就比较直观，直接能看出它是由哪些离子组成的。
在一些化学反应和化学计算中，用盐的形式表示就很方便啦。
比如说，在计算硅酸盐和酸反应的时候，用盐的形式就能很容易地根据化学反应方程式来进行计算啦。
三、结构单元法。
还有一种结构单元法哈。
硅酸盐的结构很复杂的，有一些基本的结构单元，像硅氧四面体啥的。
通过分析这些结构单元的连接方式和组成，也能表示硅酸盐。
比如说，链状硅酸盐，就是由硅氧四面体通过共用氧原子连接成链状结构。
这种表示方法对于研究硅酸盐的晶体结构和物理性质特别有用哦。
比如说，石棉这种矿物，它就是链状硅酸盐，它的纤维状结构就是和它的链状硅氧四面体结构有关系的呢。
四、化学分子式法。
化学分子式法就是用元素符号和数字来表示硅酸盐的组成啦。
这是最基本的表示方法，就像我们写其他化合物的分子式一样。
比如说，高岭土的主要成分是Al₂Si₂O₅(OH)₄。
这种方法能准确地表示出硅酸盐中各种元素的原子个数比，在化学分析和研究中经常会用到哟。
总之呢，不同的表示方法有不同的用处，咱得根据具体的情况来选择合适的表示方法哈。
这样才能更好地研究和了解硅酸盐这个神奇的物质家族哟！。
硅酸盐和硅
二、硅酸钠(Na2SiO3) 硅酸钠
1、物理性质：无色晶体，熔点高，易溶于水， 、物理性质：无色晶体，熔点高，易溶于水， 其水溶液俗称水玻璃 呈碱性） 水玻璃（ 其水溶液俗称水玻璃（呈碱性） 2、化学性质： 、化学性质： 硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中CO2 硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中 而变质
1、常温下，硅的化学性质不活泼。除氟气， 氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质反应：
Si + 4HF = SiF4 ↑ + 2H2 ↑ Si + 2F2 = SiF4 ↑ Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3+H2
单质硅的化学性质：
2、加热的条件下，硅能与一些非金 属反应： Si +O2=SiO2 Si+2Cl2= SiCl4 Si +C=SiC
具有特殊功能的含硅的物质
硅与碳的化合物碳化硅(SiC，俗称金刚 ， 硅与碳的化合物碳化硅 砂)，具有金刚石结构，硬度很大，可用 ，具有金刚石结构，硬度很大， 作砂纸、砂轮的磨料； 作砂纸、砂轮的磨料； 硅钢具有很高的导磁性 含4％硅的硅钢具有很高的导磁性，主 ％硅的硅钢具有很高的导磁性， 要用作变压器铁芯； 要用作变压器铁芯；
硅橡胶电缆
二、硅单质
与碳相似， 与碳相似，单质硅有晶 体和无定形两种。 体和无定形两种。 晶体硅的结构类似于金 刚石，是带有金属光泽 刚石， 的灰黑色固体， 的灰黑色固体，熔点高 ）、硬度高 （1410°C）、硬度高、 ° ）、硬度高、 有脆性， 有脆性，在常温下化学 性质不活泼。 性质不活泼。
硅是良好的半导体材料
单晶硅的主要用途
1、用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅 整流器等半导体器件 2、制造太阳能电池 3、制造合金，如含硅4%的钢磁铁性好，制 造变压器铁芯；含硅15%的钢有是 （Ｃ ） 水玻璃不具备的用途是 A.耐酸水泥掺料 耐酸水泥掺料； B.木材防腐剂 木材防腐剂； A.耐酸水泥掺料； B.木材防腐剂； C.食品添加剂 食品添加剂； D.建筑材料黏合剂 建筑材料黏合剂。 C.食品添加剂； D.建筑材料黏合剂。 ２.下列工业生产，用石灰石作为原料的（ Ａ 下列工业生产，用石灰石作为原料的（ ） ①用海水为原料生产镁，②制硅酸盐水泥，③制普通玻 用海水为原料生产镁， 制硅酸盐水泥， 冶炼生铁， 制漂白粉。 璃，④冶炼生铁，⑤制漂白粉。 A.①②③④⑤ A.①②③④⑤ C.①②③⑤ C.①②③⑤ B.②③④⑤ B.②③④⑤ D.①②③④ D.①②③④
硅酸盐晶体结构(无机材料科学)
双四面体
三元环
四元环
六元环
5
(3) 链状 单链 ：[SiO4]彼此共用两个顶点， 在一维方向上连结成无限的长链， 每一四面体仍有2个活性氧，借 此与存在于链间的金属离子相连， Si/O=1:3； 双链 ：双链是由两个单链通过共 用氧平行连接而成，或者看成是 单链通过一个镜面反映而得。 Si/O=4:11
1266硅酸盐矿物的晶体结构一岛状结构镁橄榄石mg2sio4或2mgosio2二组群状结构绿宝石be3al2si6o18或3beoal2o36sio2三连状结构透辉石camgsi2o6的结构caomgo2sio2四层状结构层状结构矿物的特点1高岭石结构al2o3?2sio2?2h2o或al4si4o10oh82蒙脱石微晶高龄石的结构al2si4o10oh8?nh2o理论式3滑石的结构mg3si4o10oh24伊利石结构化学式k115al4si765al115o20oh45白云母化学式kal2alsi3o10oh2五架状结构1石英晶体结构
透辉石晶体结构（010）面投影图
23
由图2-63A，链之间由Mg2+和Ca2+ 相连， Mg2+的配位数是6（图中2个“25” O2-， 2个“10”，2个“-10”）；Ca2+的配位数是8，其中4个非桥氧和4个桥氧（图中2 个“75” O2-，2个“10”，2个“48”， 2个“52” ）； ， 由图B透辉石的（001）面投影和见，Mg2+主要负责硅氧链中[SiO4]的顶角之 间连接。Ca2+主要负责硅氧链中[SiO4]的底面之间连接。 ‖c轴，(1)、(2)二条 链顶角指向左、右。 ‖a轴，(1)、(3)二条顶角相背， (2)(4)二条顶角相对。
堇青石Mg2Al3[AlSi5O18] 与 绿宝石结构相同，六节环 中的[SiO4]被[AlO4]取代， 而环外的（Be3Al2 ）被 （Mg2Al3）取代，保持电 价平衡。
实验七 硅酸盐矿物大类(二)
滑石 Mg3[Si4O10](OH)2 (Talc)
化学组成: Mg3[Si4O10](OH)2 结构特点:单斜晶系。2:1型三八
面体结构, 不含层间物，结构层 与结构层借微弱的分子键相维系。 晶体形态:偶见假六方或菱形的片状单晶体。通常致密 块状、片状或鳞片状集合体。 物理性质:无色透明或白色，带杂质可呈浅黄、粉红、 浅绿、浅褐等色。硬度1，{001}解理极完全，比重 2.58~2.83, 有滑感，解理薄片具挠性，能耐火。 鉴定特征:低硬度，有滑感，较浅的颜色以及片状形态。
的话，C0值立即增大。 晶体形态: 电子显微镜下呈绒毛状或毛毡状。通常呈土状
或块状集合体。 物理性质: 白色或灰白色，因含杂质而染有黄、浅玫瑰红、
蓝或绿等色；土状者光泽暗淡。硬度１~2。比重2~3。蒙 脱石的阳离子交换能力很强，有强烈的吸附性；还有遇水 强烈膨胀性。 鉴定特征: 加水膨胀性。
26
沸石族矿物
沸石族矿物受热时，有沸腾现象，因而得名。 化学通式为：MxDy[Alx+2Sin-(x+2y)O2n]·mH2O，式中M代
表Na+、K+等一价阳离子；D代表Mg2+、Ca2+、Sr2+、 Ba2+等二价阳离子。式中有部分的Al可被Fe3+所置换。 沸石结构中有许多管道和空腔，水分子则位于此处。化 学式中的水分子数m，一般是n/2<m<n。m的高低反映了 结构中空隙体积与整个结构体积间的关系。沸石水的性 质在某种程度上类似于层状结构硅酸盐矿物中的层间水， 可以因外界环境的改变而改变，既可得，也可失，得或 失对整个结构影响不大。
化学组成: Al4[Si4O10](OH)4 结构特点:三斜晶系。1:1二八面体
成分和矿物计算公式
水泥用煤及硅酸盐水泥矿物计算公式当P＞0.64时：KH =(CaO-1.65* AI2O3 -0.35* Fe2O3 -0.7*SO3)/2.8*SiO2=(C3S+0.8838*C2S)/(C3S+1.3256*C2S)SM=SiO2/(AI2O3+Fe2O3)=(C3S+1.3256*C2S)/(1.4341*C3A+2.0464*C4AF)IM=AI2O3/Fe2O3=1.1501*C3A/C4AF+0.6383[CaO=0.7369*C3S+0.6512*C2S+0.6227*C3A+0.4616*C4AF+0.4119*CaSO4][SiO2=0.2631*C3S+0.3488*C2S]；[AI2O3=0.3773*C3A+0.2098*C4AF]；[Fe2O3=0.3286*C4AF]KH =(CaO-1.65* AI2O3 -0.35* Fe2O3 -0.7*SO3)/2.8*SiO2C3S=3.8*(3KH-2)*SiO2=4.07*CaO-7.6*SiO2-6.72AI2O3-1.43Fe2O3-2.86*SO3-4.07*f-CaOC2S=8.61*(1-KH)*SiO2=8.60*SiO2+5.07*AI2O3+1.07*Fe2O3+2.15*SO3-3.07*CaO=2.87*SiO2-0.754*C3S C3A=2.65*(AI2O3-0.64*Fe2O3)C4AF=3.04*Fe2O3CaSO4=1.70*SO3当P≤0.64时：KH=(CaO-1.1* AI2O3–0.7* Fe2O3 -0.7*SO3)/2.8*SiO2N= (C3S +C2S)/(C4AF+C3A+C2F)C3S=4.07*CaO-7.6*SiO2-4.47*AI2O3-2.86*Fe2O3-2.86*SO3-4.07*f-CaOC2S=8.60*SiO2+3.38*AI2O3+2.15*Fe2O3+2.15*SO3-3.07*CaOC2F=1.7* Fe2O3*(1-1.57*P)C4AF=4.77* AI2O3CaSO4=1.70* SO3{LSF=(C-0.7SO3)/(2.8*S+1.2*A+0.65*F) [LSF=85~95普，LSF=95~98]}P＞0.64 P≤0.64LSF=C/（2.8*S+1.18*A+0.65*F） LSF=C/（2.8*S+1.1*A+0.7*F）MgO≤2.00 MgO＞2.00LSF=(C+1.5)/(2.8*S+1.18*A+0.65*A) LSF=(C+0.75)/(2.8*S+1.18*A+0.65*F)[LSF=0.9 （普）LSF=0.97（早） LSF=0.86（中热）]Aad≤40%计算烟煤空气干燥基低位发热量公式：Qnet,ad= 35859.9—73.7Vad—395.7Aad—702.0Mad + 173.6CRC计算无烟煤空气干燥基低位发热量公式：Qnet,ad= 34813.7—24.7Vad—382.2Aad—563.0Mad计算褐煤空气干燥基低位发热量公式：Qnet,ad= 31732.9—70.5Vad—321.6Aad—388.4MadAad≥40%计算高灰份烟煤空气干燥基低位发热量公式：Qnet,ad=338.7FCad+196.5 Vad-12.54 Aad-25.1 Mad计算高灰份无烟煤空气干燥基低位发热量公式：Qnet,ad=330.3FCad+146.36Vad-10.45 Aad-25.1 Mad由空气干燥基低位发热量计算应用基低位发热量：Qnet,ar=Qnet,ad(100-Mar)/(100-Mad)-25.09[Mar-Mad(100-Mar )/(100-Mad)]由空气干燥基高位发热量计算应用基低位发热量：Qnet,ar= (Qgr,ad-206Had)(100-Mar)/(100-Mad)-23 Mar由空气干燥基(Xad)结果换算成干燥基(Xd)结果:Xd= Xad*100/(100-Mad)由空气干燥基(Xad)结果换算成干燥无灰基(Xadf)结果:Xadf= Xad*100/(100-Mad-Aad)式中：Qnet,ad---空气干燥基低位发热量，J／g。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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a
3
③X-射线结构分析资料。
注意：单矿物的化学全分析的结果，其一般 允许误差≤1%，即矿物中的各元素或氧化物 的质量百分含量（Wt%）之总和应在99%～ 101%；但是由于一些矿物如黑云母中含有 “水”，因此黑云母电子探针数据往往为 95%左右。
计算化学式时，把O2-,OH-,F-,Cl-,S2-,统归于 阴离子数之列。
1.920
0.080 2.000 6
(矿物的化学全分析数据源于徐登科，1979)
注：f.u.系 formula unit（单位分子）之缩写；i 为aion（离子）之缩写；if.u.表示矿物单位分子中的阳离子
12
数
a
13
a
14
a
15
• 2)阳离子法
• 阳离子法的理论基础是矿物内部某些晶格位置上
• T: Si4+ Al3+
• Mg2+ Fe2+ 在一定的热力学条件下, • 在两种非等效位置M1 和M2之间进行分配的交换反
应为:
• Fe2+(M2)+ Mg2+ (M1)= Fe2+ (M1)+ Mg2+ (M2)
a
8
辉石族晶体结构
M2 M2 M1 M1
辉石晶体沿ac轴的投影
9
a
10
• 辉石族矿物的阳离子理想占位
1.920 0.110 0.020
0.080 0.030
2.000--Z
1.81
159.68 0.0113 0.0339 0.02260. 0.050
1.95
71.85 0.0271 0.0271 0271
0.060
1.000--Y
0.64
70.94 0.0090 0.0090 0.0090 0.020
Of.u.＝6
a
7
举例:辉石族矿物的晶体化学式计算
•
•
辉 X：石N的a+ 通Ca式2+：LiX+—(—M单2)斜Y晶(M系1)[T2O6]
• （大半径、低电价） • Mn2+Fe2+Mg2+——斜方晶系
• （小半径、高电价） • Y : （半径小、电价高）
• Mg2+Fe2+Fe3+Mn2+Cr3+Al3+Ti4+
a
6
(1)阴离子法
阴离子法的理论基础是矿物单位分子内作最
紧密堆积的阴离子数是固定不变的，它不受 阳离子之间的类质同像替代的影响，其晶格 中基本不出现阴离空位。
自然界矿物大多属含氧盐和氧化物。由于如
辉石族等矿物的单位分子内的氧一般极少被 其它元素置换，其原子数为常数。故常采用 以 氧原单子位法分来子计中算的矿氧物原的子晶数体（化O学f.u式.）。为基准的
第5章
一些矿物的晶体化学式计算和电 子探针数据中Fe2+Fe3+的计算
a
1
参考文献：
1、结晶岩热力学概论，马鸿文，高等教育出版社，2001
2、 郑巧荣，1983.由电子探针分析值计算Fe3+和Fe2+.矿物 学报，1983，第一期;55-62
3、肖平,刘军.2001.多硅白云母晶体化学式几种方法的讨 论.华东地质学院 学报,24(1):11-14.
晶体化学式：
换算系数 O f .u. /
O 6 2.2081 2.7173
∑if.u.=4.000 ∑(+)=12.000
Ca Na Mg Fe Fe Al Mn Ti Si Al O 0.960
0.040 1.000
Байду номын сангаас
0.820
2 0.060
3 0.050
0.030
0.020 0.020 1.000
的阳离子数目相对较固定。它对于成分、结构较复 杂的链状、层状结构的硅酸盐如角闪石族、云母族 等矿物的化学式计算较为适用。这类矿物单位晶胞 中阳离子的位置较多，类质同像替代十分复杂。一 般来说，结构内大空隙位置往往未被占满；而小空 隙的晶格位置上则极少出现空位，其中的阳离子数 相对较稳定，占据这些位置的是一些电价高、半径 小、配位数低的阳离子。因此，其晶体化学式计算 时，常以这些小空隙位置上单位分子内的阳离子数 为基准。
T(∑＝2.000) Si4+ Al3+ Fe3+
M1(∑＝1.000)
Al3+
Fe3+
Ti4+
Cr3+
V3+
Ti3+
Zr4+
Sc3+
Zn2+
Mg2+
Fe2+
Mn2+
a
M2(∑＝1.000) Mg2+ Fe2+ Mn2+ Li+ Ca2+ Na+
11
组分
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O H2O-
14.97 40.30 0.3715 0.3715 0.3715 0.820
24.38 0.56
56.08 0.4347 0.4347 61.98 0.0090 0.0090
0.4347 0.0090
0.960 0.040
1.000--X
0.11
合量
99.93
∑O=2.7173
去除 H2O∑ωB%
99.82
a
4
计算原:((则 12))尽 尽量 量使 使占 正位 负的 电保 离 持 荷持 子 平 总合 数 衡 数
计算前:提 ((12))必 必须 须有 已矿 知物 矿的 物化 的析 式 学 化数全 学据
a
5
• 2、计算方法： • 目前的矿物晶体化学式的计算方法，是从不同的
原理出发进行计算，其中归纳法（最大公约数法） 和单位晶胞计算法是矿物化学式计算的基本方法。
表 2-4 某单斜辉石晶体化学式的氧原子计算法
质量百分数
ωB%
分子量 摩尔数 氧原子数
阳离子数
以Of.u.=6 为基准的阳离子数(if.u.)
52.25 2.54 0.72
60.08 0.8697 1.7294 101.96 0.0249 0.0747 79.90 0.0090 0.0180
0.8697 0.0498 0.0090
•
归纳法：将矿物中一些复杂的元素分布约简成一 个带有普遍性的矿物通式。
• 单位晶胞(分子式)计算法：矿物单位晶胞(分子式) 内的氧原子及阳离子数是固定值，元素的阴阳离 子的电价保持平衡，在此基础上引伸出的多种矿 物化学式计算方法。如：
• （1）阴离子法（氧原子法）
• （2）阳离子法
• （3）氢当量法（具体可参考《结晶岩热力学概论》，马鸿文编著）
4、角闪石电子探针分析数据中三价铁比值的估算 . 岩石矿 物学杂志， 2001，第二期. 5、任启江.1991.火成岩及其有关矿床中的钛铁氧化物研 究.——钛铁氧化物晶体化学式计算（P35－44）
6、
a
2
一、矿物晶体化学式的计算依据 与方法
1、计算依据 ①单矿物的化学全分析数据；
②晶体化学理论及晶体结构知识，对矿物中各 元素的存在形式作出合理的判断，并按照电 价平衡原则，将其分配到适当的晶格位置上；