非金属矿物学

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1.1 发展历程
非金属矿深加工及非金属矿物材料产业已被视为21世纪的朝阳工业之一。
随着人类环保意识的增强和对生态建设的日渐重视，许多非金属矿具 有原料易得、单位处理成本低、本身不产生二次污染等优点，可以用来制 备新型环境保护材料。 目前在一些发达的国家里非金属矿物的开发速度与产值已超过金属资 源。人类将重返到大量利用非金属矿物等非金属材料的时代中去，从而进 入一个新的“石器时代”。
虽然有用矿物已富集在精矿中，但由于选矿过程不可能将有用矿物与 脉石完全绝对分开，所以精矿中也混有脉石，而尾矿也必然会含有少量的 有用矿物。
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1.2 定义及特征
矿产资源一般可分为三大类：
1、金属矿产用于提炼金属；
2、燃料矿产用于提供能源；
3、非金属矿产是指除了金属矿产和燃料矿产以外的所有的
矿产，其化学组成或技术物理性能可为工业利用。
祁连山脚下通往玉门市的公路也不如以前繁忙了。目前，玉门已被列入全国 44个资源枯竭型城市的名单，由中央财政给予资金支持城市进行财力性转移。玉 门的废城之痛，映射出中国众多资源性城市的转型困局。
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1.2 定义及特征
非金属矿物材料：一般认为，非金属矿物材料指以非金属矿物或岩石为基 本或主要原料，通过深加工或精加工制备的具有一定功能的现代新材料。
白膏泥学名叫作微晶高岭土, 潮湿时呈青灰色，故称青膏泥，晒干后 呈白色或青白色，故又称白膏泥。 其粘性大，分子紧密，有很强的防腐作用。长沙楚墓多用白膏泥，少 数秦墓，山东，河南的部分墓葬也使用白膏泥。
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1.1 发展历程
铁器时代：是人类发展史中一个极为重要的时代。人们最早 知道的铁是陨石中的铁。在很久以前，人们就曾用这种天然铁制 作过刀刃和饰物，这是人类使用铁的最早情况。 地球上的天然铁是少见的，所以铁的冶炼和铁器的制造经历 了一个很长的时期。当人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼 铁的技术之后，铁器时代就到来了。
石榴子石
红 柱 石
蓝 晶 石
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硅酸盐—组群状
绿柱石 Be3Al2[Si6O18] 堇青石
红绿柱石
祖母绿
海蓝宝石
金绿柱石
Mg2Al3[AlSi5O18]
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硅酸盐—链状
透辉石
角闪石
角闪石石棉
阳起石
硅灰石
透闪石
硅线石
凹凸棒石
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硅酸盐—层状
高岭石 叶腊石 地开石及珍珠陶石
滑石
白云母
埃洛石
蛇纹石
蛭石
目前，除石油工人，尚有部分居民聚居在北坪、三台两个安臵区的廉租房里，大 多是无力外迁的老人、残疾人、低保户和下岗工人，他们每月领取几十至上百元的 低保费，面对新市区1000元/平米的房子望而却步。截至2008年，包括新市区在内的 玉门全市下岗失业者已达3.5万人，其中有1.4万人属于生活特困人群。
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和所有资源型城市一样，资源枯竭的玉门面临着发展瓶颈。21世纪初， 玉门市和玉门油田作出迁移决定，大片工厂倒闭，厂房住宅被夷为平地，因 油而聚的人们开始迁走。图为一处被砖石封死的办公楼。
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2001年，全玉门市66个居委会缩减成33个，2004年又缩减至12个。 2009年统计表明，留守老市区的人口已不超过3万人。
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2004年，玉门油田生活基地搬迁，市区只设生产作业区，生活区则迁至百公 里外的新油田。这次动迁导致7000多名工人失业、2.5万名油田工人外迁。2006年， 玉门市市政府搬迁至市区向西70多公里的玉门镇新区。自此，数千名职工开始了 每周百公里的往返于生产、生活区之间的迁徙生活。至此，老城、新城和油田新 基地将昔日的油城玉门一分为三。图为石油管理局接送员工的蓝色大巴。 23
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1.1 发展历程
新石器时代：始于距今8千年前的人类原始(母 系)氏族的繁荣时期。以磨制的石斧、石凿和石 铲，琢制的磨盘和打制的石锤、石片、石器为 主要工具。 新石器时代有3个基本特征： 1.开始制造和使用磨制石器; 2.发明了陶器;
3.出现了原始农业、养畜业和手工业；
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1.1 发展历程
青铜器时代：指主要以青铜为材料制造工具、用具、武 器的人类物质文化发展阶段。 青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，熔点在700-900℃之 间，比红铜的熔点(1083℃)低。含锡10％的青铜，硬度为红 铜的4.7倍，性能良好。
非金属矿物学
2013年10月
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课程性质：专业选修课 参考教材： 《非金属矿加工与应用》
《非金属矿物材料》 《结晶学及矿物学》 郑水林 郑水林 赵珊茸
《矿物材料》
韩跃新
主 要 内 容
1、绪论 2、矿物学通论
3、非金属矿共性加工技术
4、非金属矿各论 5、非金属矿物材料的应用
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第一章 绪论
1.1 发展历程 1.2 定义及特征 1.3 非金属矿分类 1.4 非金属矿物材料的主要研究内容 1.5 非金属矿物材料的发展趋势
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1.2 定义及特征
选矿：把矿石加以破碎，使有用矿物与脉石矿物彼此解离开，然 后，将有用矿物富集起来，供冶金、化工、建材工业用作原料、 材料及燃料，并抛弃其中绝大部分脉石和有害杂质的工艺过程， 称为“选矿” 精矿：选出、富集了有用矿物的产品供冶金、化工原料时称“精矿”。 尾矿：分出的可暂时抛弃的无价部分称为“尾矿”。 品位：原矿与产品中有用矿物的含量称为矿石的“品位”。
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1.1 发展历程
2013年10月23日，湖南省汨罗市罗城社区桐子坡一在建工地发现一处古 墓群，已发掘墓葬23座，出土青铜兵器、玉器、陶器等文物60余件，初步 判断为岳阳地区发现的分布最为密集的东周墓葬群。 发现了一把青铜兵器，虽然已过 2000多年，但还闪闪发光，非常锋 利，保存状况非常好，约50多公分 长。 至于青铜兵器经过2000多年依然 闪闪发光的原因，是由于白膏泥的 保护作用。
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1.1 发展历程
工业文明：是指工业社会文明，它贯穿着劳动方式最优化、 劳动分工精细化、劳动节奏同步化、劳动组织集中化、生产规模 化和经济集权化等六大基本原则。
手 机 狂 躁 症 roadrage
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1.1 发展历程
迄今为止，工业文明是最富活力和创造性的文明。工业文明的 优势是规模化生产使人类商品迅速富有，缺陷是对地球资源的消耗 与污染也急剧加速。
岩棉夹芯板
矿渣棉卷材
硅酸铝耐火纤维
石棉保温板
水泥膨胀珍珠岩保温板
蛭石防火板
无石棉微孔硅酸钙 44
1.3 非金属矿分类
电功能材料
石墨电极
石墨电刷
隔膜石棉布
云母纸
云母带
绝缘石棉橡胶板
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1.3 非金属矿分类
吸附、催化与环保材料
硅藻土助滤剂
硅藻土催化剂载体
酸化膨润土
膨润土防水毯
沸石
电气石
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1.3 非金属矿分类
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硅酸盐—架状
拉长石
钙长石
培长石
石 英 族
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1.3 非金属矿分类
2、按材料功能分类 摩擦材料
离合器摩擦面片
刹车片
飞 机 摩 擦 片
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1.3 非金属矿分类
填料与颜料
增量、增强、赋予功能 电气石
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1.3 非金属矿分类
密封材料
石棉垫片
石棉盘根
柔性石墨环
石墨填料
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1.3 非金属矿分类
保温隔热材料
现代非金属矿物材料具有以下主要特征： 1、原料或主要组分为非金属矿或经选矿或初加工的非金属矿物。 2、一般来说，与同样用非金属矿为原料生产的硅酸盐材料（水泥、玻璃、 陶瓷等）以及无机化工产品（如氧化铝、硫化钡等）不同，非金属矿物材
料没有完全改变非金属矿物原料或主要组分的物理、化学特性或结构特征。
3、非金属矿物材料是通过深加工或精加工制备的功能性材料。
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10月1日，位于玉门老城区解放路上的当地唯一一座红绿灯岗亭，由 于人流量锐减也已经停用许久。
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10月1日，空空荡荡的玉门市汽车站。
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面对石油产业的衰败，风能资源蕴藏量丰富的玉门开始不遗余力发展风电。 2009年一年，玉门的风电装机容量就超过了此前12年的总和。而风电企业的普遍微 利经营，以及西北电网建设升级的严重滞后，也引发了“油城已逝，风城何在”的 质疑。图为玉门市区旁的戈壁滩上，野生动物在此很活跃。 30
模塑聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)
岩棉保温板
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1.2 定义及特征
矿石：在当前技术经济条件下，人们能够将含有有用矿物的岩 石中的某些组分富集利用，这类岩石称为“矿石”。
地壳由岩石构成，岩石是在各种不同的地质作用下，由一 种或多种矿物组成的矿物的集合体。 能被人类利用的矿物称为有用矿物。 脉石：矿石中除含有有用矿物外，还含有大量暂时“无用或无 价”的其他矿物，统称为“脉石”，煤炭行业称为“矸石”。 原矿：矿山采出的原始产品称为原矿，其中含有大量的脉石。
1963年，在中国山西朔县峙峪村的旧石器时代晚期遗址 中发现了一枚用燧石打制的箭镞。该遗址的年代约为距今2.8 万年。这个发现确凿地证明了中国先民在距今约2.8万年已经 使用弓箭。
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1.1 发展历程
燧石 俗称“火石”
主要由隐晶质石英组成。 坚硬，破碎后产生锋利的 断口，所以石器时代的绝大部 分石器都是用燧石打击制造的。 燧石和铁器击打会产生火 花，所以也为古代人用作取火 工具。
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1955年，为保障生产，玉门油田所在地被设立为玉门市，县政府也搬迁 至此。到20世纪80年代，石油产业鼎盛时期，这座典型的石油资源型城市的 总面积扩张到1.35万平方公里，人口一度达13万余人。图为废弃的邮政大楼。
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经过多年开采，玉门石油产量逐年下滑，由1959年最高的140.62万吨降至1998 年的38万吨，而前产量也仅维持在70万吨。这个国内最早开发的油田，如今成了小 规模及发展困难石油企业的聚集地。图为废弃房屋中的老君庙开采纪念牌匾。
（3）非金属矿物材料加工工艺与设备
包括非金属矿物材料的加工与设备，原料配方、原料性质以及工艺 条件对非金属矿物材料结构和性能的影响；非金属矿物材料制备过程的 自动控制等。
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1.4非金属矿的主要研究内容
（4）非金属矿物材料的应用
虽然非金属矿物材料是一种传统基础材料，但在现代高新技术领域 也是一种新型的功能材料，其应用性能和应用技术有待于通过研究去挖 掘、完善和提高。
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1.1 发展历程
非金属矿是人类利用最早的地球矿产资源。 旧石器时代：人类以石器为主要劳动工具 的早期泛称旧石器时代。从距今260万年延续 到1万多年以前
旧石器时代早期文化的传统工具之一，用反 复纵横打制的石球。当时的居民用以掷击野兽， 或系在飞石索上猎取动物。 中国旧石器时代的晚期，以采集为主、狩猎为辅的原始经济有了更快的发展。
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与此同时，遗留在老城的道路、供暖、供水等基础设施也逐渐老化，大部分 无法正常使用。图为玉门迎宾馆旁的一家医院急诊室，大门已经被封死。
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10月1日，玉门市南坪的废弃加油站。
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1998年以来，当年地方政府围Leabharlann Baidu油田而兴办的化工、轻工机械等工业企业大部分 已破产倒闭，而糖酒、五金、饮食服装等行业也冷清萧条，原市属工商业体系全面 崩溃。据统计，1996年全市有市属企业90家，2000年仅有8户勉强维持。
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玉门老君庙是中国石油的发祥地，1939年8月11日，中国第一口油井在 此出油，中国从此甩掉了“无油国”的帽子。解放前的10年间，玉门石油 产量占当时全国总产量的90%以上，奠定了中国石油工业的基础。图为位于 河谷中的玉门油田老君庙油矿。
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山崖底部密集分布的洞穴是石油工人最早居住的地方，许多工人的儿女都是在洞里 出生。新中国成立后，玉门为陕北、大庆等新油田输送了以铁人王进喜为代表的20余 万名技术人才和石油工人，玉门油田因此被誉为“中国石油工业的摇篮”。建国以来， 玉门已为国家上缴税收上百亿元。图为玉门油田老君庙油矿一架还在生产的抽油机。
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1.3 非金属矿分类
1、按矿物原料的化学成分和结构分类 非 金 属 矿 物 各 论
碳酸盐矿物
硅酸盐矿物 硫酸盐矿物 碳质非金属矿物 其他非金属矿物
天然复合非金属矿物
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碳酸盐矿物
方解石
菱镁矿
菱锌矿
白云石
孔雀石
蓝铜矿
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硫酸盐矿物
重晶石
天青石
纤维石膏
胆矾
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硅酸盐—岛状
橄榄石 黄晶(黄玉)
建筑装饰材料
纸面石膏板
纤维石膏板
石膏天花板
石膏砌块
花岗岩
大理石
汉白玉
合成石
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1.4非金属矿的主要研究内容
（1）非金属矿物材料物理化学
包括非金属矿物材料及其原料的物理性质、化学性质、热力学性质， 材料加工或制备过程的物理化学原理等
（2）非金属矿物材料的结构和性能
包括非金属矿物材料的物相、微观结构、孔结构、颗粒大小和形状、 比表面积以及材料的热、电、磁、声、力、化学、流变等性能；材料的 结构与性能的关系；材料的结构与性能的表征等。