礦石

礦石

礦石是指可從中提取有用組分或其本身具有某種可被利用的性能的礦物集合體。可分為金屬礦物、非金屬礦物。 礦石中有用成分(元素或礦物)的單位含量稱為礦石品位,金、鉑等貴金屬礦石用克/噸表示,其他礦石常用百分數表示。 常用礦石品位來衡量礦石的價值,但同樣有效成分礦石中脈石(礦石中的無用礦物或有用成分含量甚微而不能利用的礦物)的成分和有害雜質的多少也影響礦石價值。

基本信息

定義

鐵礦石 鐵礦石

1.含有用礦物並有開採價值的岩石。

2.特指能做檢波器的方鉛礦、黃鐵礦,赤鐵礦,黃銅礦等。

3.凡是地殼中的礦物自然集合體,在現代技術經濟水平條件下,能以工業規模從中提取國民經濟所必需的金屬或其他礦物產品者,稱為礦石。

簡介

用攜帶型顯微鏡對礦石進行觀測 用攜帶型顯微鏡對礦石進行觀測

一般分為貧礦石、普通礦石和富礦石。有時僅分為貧礦石和富礦石,這種劃分沒有統一標準。採礦過程中采出的礦石,由於廢石混入或高品位礦石的損失等原因,使采出的礦石品位降低的現象稱礦石貧化。礦石貧化將增加運輸和加工費用,降低礦石加工部門的生產能力和回收率。如廢石中含有有害雜質,還將降低最終產品質量。礦石貧化主要以礦石貧化率(工業礦石品位與采出礦石品位之差與工業品位的比值,以百分數表示)表示。

分類

一般每個工業部門和礦區都有各自的計算範圍。按所含有用礦物性質和利用的特徵分為金屬礦石和非金屬礦石兩大類。

組成

礦石 礦石

礦石一般由礦石礦物和脈石礦物組成。礦石礦物是指礦石中可被利用的金屬或非金屬礦物,也稱有用礦物。如鉻礦石中的鉻鐵礦,銅礦石中的黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦和孔雀石,石棉礦石中的石棉等。脈石礦物是指那些與礦石礦物相伴生的、暫不能利用的礦物,也稱無用礦物。如鉻礦石中的橄欖石、輝石,銅礦石中的石英、絹雲母、綠泥石,石棉礦石中的白雲石和方解石等。脈石礦物主要是非金屬礦物,但也包括一些金屬礦物,如銅礦石中含極少量方鉛礦、閃鋅礦,因無綜合利用價值,也稱脈石礦物。礦石中所含礦石礦物和脈石礦物的份量比,隨不同金屬礦石而異。在同一種礦石中亦隨礦石貧富品級不同而有差別。在許多金屬礦石中,脈石礦物的份量往往遠遠超過礦石礦物的份量。因此,礦石在冶煉之前,須經選礦,棄去大部分無用物質後才能冶煉。

礦石礦物按礦物含量的多寡可分為:①主要礦物,指在礦石中含量較多、且在某一礦種中起主要作用的礦物。

②次要礦物,指礦石中含量較少、對礦石品位不起決定作用的礦物。③微量礦物,指礦石中一般含量很少,對礦石不起大作用的礦物。礦石中某些特徵元素礦物,如鎳礦石中微量鉑族元素礦物,雖其含量甚微,但有較高的綜合利用價值,這類微量礦物仍有較大的經濟意義。

在研究礦石的礦物組成時,還應區分礦物的成因(原生的、次生的、變質的)和礦物的工藝特徵(易選冶的、難選冶的)等。

礦石中除主要組分外,還伴生有益組分和有害組分。有益組分是可回收的伴生組分或能改善產品性能的組分。如鐵礦石中伴生有錳、釩、鈷、鈮和稀土金屬元素等。有害組分對礦石質量有很大影響,如鐵礦石中含硫高,會降低金屬抗張強度,使鋼在高溫下變脆;磷多了又會使鋼在冷卻時變脆等。

礦石的概念是相對的,隨著人類對新礦物原料要求的不斷增長和工藝技術條件的不斷改進,無用的礦物也可成為礦石礦物。確定礦與非礦的主要因素是對礦石品位要求。

品位

礦石 礦石

礦石中金屬元素或有用組分的含量。它的表示方法不同,大多數金屬礦石,如鐵、銅、鉛、鋅等礦石,是以其中金屬元素含量的重量百分比表示;有些金屬礦石品位是以其中的氧化物(如三氧化鎢、五氧化二釩等)的重量百分比表示;大多數非金屬礦物原料是以其中有用礦物或化合物的重量百分比表示,如鉀鹽、明礬石等;有些非金屬礦物則取決於礦物本身的物理、化學特性,如水晶及寶石類;貴金屬礦石以克/噸表示;原生金剛石礦石以克拉/噸或毫克/噸表示(1克拉=0.2克);砂礦以克/立方米或千克/立方米表示。在礦產勘查中,常用的邊界品位是劃分礦與非礦界線的最低品位。工業品位是指在當前能供開採利用礦段或礦體的最低平均品位,又稱最低工業品位。達此品位才能計算工業儲量。對不同礦種的礦石工業品位要求是不同的,礦種雖同,但礦石類型不一,工業品位要求也有差別。對礦石的工業品位要求是隨經濟技術進步而改變的,一般來說,工業品位取決於以下因素:礦床規模、開採條件、礦石綜合利用的可能性、礦石的工藝條件等。

構造和結構

紫砂礦石 紫砂礦石
礦石圖冊 礦石圖冊

礦石構造是指組成礦石的礦物集合體的形態、大小及空間相互的結合關係等所反映的分布特徵。礦石結構是指礦石中單個礦物結晶顆粒的形態、大小及其空間相互的結合關係等所反映的分布特徵。例如鉻鐵礦礦石,當其中鉻鐵礦礦物集合體為延長的形態,它們與矽酸鹽礦物集合體呈相間的帶狀分布時,則礦石的構造稱條帶狀構造。鉻鐵礦礦物顆粒多呈自形晶,故稱自形粒狀結構。礦石構造既可用肉眼觀察,也可用顯微鏡觀察。礦石結構主要在顯微鏡下觀察,個別粗大的顆粒也可用肉眼觀察。常見的礦石構造有塊狀、浸染狀、豆狀、斑點狀、環狀、腎狀、片狀、多孔狀、蜂窩狀、皮殼狀、結核狀、土狀構造等。一般來說,不同的礦石構造類型反映了礦石生成環境和所經歷的歷史的不同, 但也有不同成礦作用產生同樣的礦石構造。常見的礦石結構有結晶結構(自形晶、半自形晶、他形晶、包晶、雛晶結構等),固溶體分解結構(乳滴狀、文象、葉片狀、格狀、結狀、樹枝狀結構等),膠狀結構(葡萄狀、鮞狀、球粒狀結構等),碎屑結構,生物有機體結構,草莓狀結構及交代熔蝕結構等。礦石的構造和結構統稱礦石組構。研究礦石組構,可以科學地認識礦床成因,對礦床進行正確的工業評價,對礦石開展最佳綜合利用,確定選、冶的合理方案。

建造

指一種由一定成因或地質成礦作用以及特徵的礦物集合體構成的礦石類型。又稱礦石族。它是礦床類型進一步分類的單元名稱。礦床除由單一成因外,也可由不同成礦作用疊加和改造而成,因而每一礦床可由單一或一種以上礦石建造類型構成。例如,火山熱液礦床按成因可分為4類:陸相火山-噴氣礦床、陸相火山-熱液礦床、陸相次火山-熱液礦床、海相火山(次火山)-熱液礦床。根據建造不同將其中海相火山(次火山)-熱液礦床分為:

①綠色凝灰岩建造中的“黑礦”礦床

②細碧角斑岩建造中的含銅黃鐵礦型礦床

礦石 礦石

③流紋岩-安山岩建造中的菱鐵礦礦床

④基性岩中火山岩建造中的赤鐵礦-磁鐵礦礦床。根據礦石建造主要組分不同又可將細碧角斑岩建造中的含銅黃鐵礦型礦床分為:黃鐵礦礦床、黃鐵礦型銅礦床、黃鐵礦型多金屬硫化物礦床。將礦床類型細分為礦石建造類型進行研究,有利於礦床地質學研究的不斷深入和發展。

礦床則是指: 一定的成因或地質成礦作用以及一定特徵的物質成分是建立礦石建造的基礎。建造表現的形式包括礦石的礦物組成、化學成分、結構構造、地質產狀、礦石與建造、建造與圍岩、建造與建造的關係等。國內外地質專家提出了10餘種礦石建造的分類方案,每種分類中劃出的建造類型也不相同,多者達200餘種,少者不超過30種。多數學者認為分類太繁,應做到繁簡適宜,符合實際,便於利用。而礦床則是礦床(mineral deposit):地表或地殼裡由於地質作用形成的並在現有條件下可以開採和利用的礦物的集合體。也叫礦體。由地質作用形成的、有開採利用價值的有用礦物的聚集地。包括地質的和經濟的雙重含義。礦床是地質作用的產物,但又與一般的岩石不同,它具有經濟價值。礦床的概念隨經濟技術的發展而變化。19世紀時,含銅高於5%的銅礦床才有開採價值,隨著科技進步和採礦加工成本的降低,含銅0.4%的銅礦床已被大量開採。

開採

礦山 礦山

應特別注意開採礦石需辦理正規手續。

礦石是指從經過礦山中採下來含有某種有價值的礦物質的石塊,礦石經過破碎、粉磨等逐級加工後可以套用在金屬礦山、冶金工業、化學工業、建築工業、鐵(公)路施工單位、水泥工業及砂石行業等工程領域中。

用來加工礦石的設備通常有顎式破碎機,反擊式破碎機,圓錐破碎機,錘式破碎機,輥式破碎機,衝擊式破碎機、球磨機等設備。

對於礦石破碎中,西蒙斯圓錐破的使用效果更為明顯:

1.由於礦石破碎機的生產能力在600~800t/h之間,是礦石破碎機能力的25~40倍,有效解決了原來礦石破碎機因產量低導致的運轉率高、無檢修時間的問題。

2.可完成大塊礦石的破碎。最大破碎粒徑為1000×1200mm,有效解決了原來的一邊是礦石供應緊張、一邊儲存大量的大塊礦石無法使用的問題。

3.成品粒度小,僅為2~15mm,有效解決了原來的礦石粒度大,經常堵溜子甚至影響磨機台時產量的問題。

4.兩種物料的混合均勻性好,脫硫礦石的摻加量大幅提高。摻加量可以達到60%,有效降低了原燃材料的成本。

5.電力消耗有所下降。每噸礦石電耗下降1~2KWh/t,每年可節約電費10萬元。6.有效改善了工人的勞動強度和工作環境。由於礦石破碎機的自動化程度高,不需要人工接觸物料,工人的勞動條件大幅改善。

文物

礦石 礦石

國際友誼博物館館藏文物

1984年5月,巴西總統菲格雷多贈中共中央顧問委員會主任鄧小平。礦石長36厘米,寬25厘米,高24厘米。

發展利用

礦業是經濟社會發展的基礎性產業,隨著經濟全球化的發展和WTO機制的建立和完善,礦產資源配置全球化趨勢已極為明顯,國際礦產資源競爭日益激烈。鐵礦和煤礦一直是全球礦產資源中具有重要戰略地位的資源。

鐵礦主要產出國為澳大利亞、巴西、中國、印度、俄羅斯、烏克蘭、美國、南非和加拿大。其中中國在澳大利亞的市場主體為3.88%,而英國為34.2%、日本為9.19%。澳大利亞的鐵礦為富鐵礦,中國通過進口國外礦可緩解國內資源壓力,但過分依賴國外資源會降低我國的資源開採能力和技術開發能力,對我國的經濟發展產生不利影響。我國鐵礦石產量和進口量逐年增加,且增加的幅度比較大,對外依存度從2004年開始突破50%,而且一直在50%以上,說明我國與國外儲礦國保持了很好的貿易關係,並且需要長期保持一定聯繫。但提高自身採礦能力是我國礦業資源發展的根本路徑,也是提高我國經濟發展速度和解決就業的重要舉措。科學技術是第一生產力,能把超貧磁鐵礦開發利用的企業才具有核心競爭力。

我國的煤礦儲量在世界前列。以山西為例,煤礦帶動了地區經濟的發展,但很多優秀的企業家都選擇了低技術含量的煤炭資源開採,使山西的製造業、高科技行業常年得不到發展,導致地區經濟發展行業嚴重失衡。因此,煤礦產業的發展也是山西近幾年GDP全國排名最後的原因。大家都覺得挖煤賺錢,因此地方發展製造業的動力不足,高科技產品缺乏。真正的煤化工產品幾乎沒有,如果能夠把煤轉化為電,再把汽車改進為電動汽車,減少汽車對石油的依賴,將是我國煤礦資源的發展方向。從化學反應的角度來看,物質的轉化是原子重新組成分子的過程,熵的損失雖然有不可逆轉性,但無限的太陽光能量可以提供能量。煤炭的消耗如果和光合作用處於同步發展狀態,將是煤礦發展的可持續之路。因此,我們不僅要有勤勞、勇敢的品質,而且還需要節儉和智慧。

有色合金礦以鋁鎂合金礦為例,汽車輕量化是當今環保和能源提出的能源發展新理念。而電動汽車代替燃油汽車的前題是汽車的輕量化和燃料電池的高儲能。從某種意義上來講,開發我國的有色資源礦既可緩解鐵礦石的壓力,又能發展我國的經濟、帶動儲礦地區就業致富。

自冷兵器時代以來,鐵礦資源一直是各國經濟發展的命脈。張騫出使西域為漢武帝帶回了西域的煉鐵技術,經過衛青和霍去病的騎兵組建,使漢朝有了一支能夠對抗匈奴的強大鐵騎。因此礦石資源的發展關係到國家的強盛,近現代以來鋁合金的出現使鋁礦資源得以開採利用,通過大塑性變形強化使鋁合金在材料套用領域占得一席之地。進入信息化時代以來,矽材料、鎂合金、石墨烯和LED材料的發展把世界帶入一個新材料的時代,美國依靠電池材料的新技術使它的無人機長時間在空中服役,日裔美籍電子工程學家、諾貝爾得主中村修二憑藉在藍光LED方面的傑出成就,他獲得了一系列榮譽,為全人類的福祉做出了重大貢獻。我國自“十五”以來開展鎂合金的研究,目前已初步建立了從鎂合金前沿高科技研發到產業研發技術開發的研發體系,突破了一批前沿核心技術和產業化關鍵技術,並培育組建了十幾家有關鎂合金及製品的股份制公司,建立了一批鎂合金產業化基地,我國需要加大新材料研發力度,使有色金屬礦和其他資源得到開發利用。鎂礦資源企業微觀經濟體的出現,對我國資源和能源發展都有不可估量的積極作用 。

石頭的秘密

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