螢石礦物特征＼用途＼質量標準

1、螢石，又稱氟石，是工業(yè)上氟元素的主要來源，是世界上20幾種重要的非金屬礦物原料之一。它廣泛應用于冶金、煉鋁、玻璃、陶瓷、水泥、化學工業(yè)。純凈無色透明的螢石可作為光學材料，色澤艷麗的螢石亦可作為寶玉石和工藝美術雕刻原料。螢石又是氟化學工業(yè)的基本原料，其產(chǎn)品廣泛用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機械和原子能等領域。隨著科技和國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，螢石已成為現(xiàn)代工業(yè)中重要的礦物原料，許多發(fā)達國家把它作為一種重要的戰(zhàn)略物資進行儲備。我國螢石資源豐富，分布廣泛，礦床類型繁多，資源儲量、生產(chǎn)量和出口量均居世界首位。一、礦物原料特點氟是自然界廣乏存在的元素，它的化合物有螢石（SJ）、氟

2、磷灰石CJ（P。丿F、冰晶石（NjAl）、氟鎂石（MgF丿、氟化鈉（ZF）、氟碳鈰礦（Ce.La）（CJ）F等150多種。其中最重要的礦物是螢石。螢石分子式為CaF2,純凈螢石含鈣（S）占51.3%,氟（F）占48.7%。但螢石礦物中?；烊肼?、稀土、鈾、鐵、鉛、鋅、瀝青等。螢石礦物屬等軸晶系，晶形多呈立方體，少數(shù)為菱形十二面體及八面體。多形成穿插雙晶。集合體為致密塊狀，偶成土狀塊體。硬度為4,性脆、解理完全，比重為3.18,熔點1360C。螢石一般不溶于水，與鹽酸、硝酸作用微弱，在熱的濃硫酸中可完全溶解而生成氟化氫氣體和硫酸鈣。結晶的螢石有多種顏色，在X射線、熱紫外線和壓力的作用下色澤會發(fā)生變

3、化，有些螢石在紫外線或陰級射線作用下會發(fā)出螢藍色或紫羅藍色光，有些在受熱和陽光或紫外線照射下發(fā)磷光，還有些會發(fā)出磨擦螢光。結晶狀態(tài)完好的螢石還具有很低的折射率（n=1.4339）和低的色散率，同時也是異向同性的物質，具有不尋常的紫外線透過能力。螢石常與石英、方解石、重晶石、高嶺石、金屬硫化物礦共生。根據(jù)礦物的共生組合，構造條件，圍巖特征，并結合加工性能，螢石礦床可分為單一型螢石礦床和“伴生”型螢石礦床。單一型螢石礦床礦石組成以螢石、石英為主，并有少量的方解石、重晶石、高嶺石、黃鐵礦、冰長石、鉀長石、微量的金屬硫化物和含磷礦物。此類礦石主要是作為冶金螢石塊礦、浮選化工級（酸級）螢石精礦、陶瓷（建

4、材）級螢石粉礦和光學螢石、寶玉石螢石等。另一類就是“伴生”型螢石礦床，在這類螢石礦床中礦石主要礦物以鉛鋅硫化物、鎢錫多金屬硫化物和稀土磁鐵礦為主，螢石作為脈石礦物分布于硫化礦物或磁鐵礦之中，隨主礦開采而被綜合回收利用。它只能生產(chǎn)化工級（酸級）螢石精礦和陶瓷級（建材）螢石粉礦。二、用途與技術經(jīng)濟指標螢石的用途十分廣泛（圖4.3.1），隨著科學技術的進步，應用前景越來越廣闊。目前主要用于冶金、化工和建材三大行業(yè)，其次用于輕工、光學、雕刻和國防工業(yè)。因此，根據(jù)用途要求，目前我國螢石礦產(chǎn)品主要有四大系列品種，即螢石塊礦、螢（氟）石精礦、螢石粉礦和光學、雕刻螢石。一）冶金工業(yè)螢石具有能降低難熔物質的熔點

5、，促進爐渣流動，使渣和金屬很好分離，在冶煉過程中脫硫、脫磷，增強金屬的可煅性和抗張強度等特點。因此，它作為助熔劑被廣泛應用于鋼鐵冶煉及鐵合金生產(chǎn)、化鐵工藝和有色金屬冶煉。冶煉用螢石礦石一般要求氟化鈣含量大于65%，并對主要雜質二氧化硅也有一定的要求，對硫和磷有嚴格的限制。硫和磷的含量分別不得高于0.3%和0.08%。其產(chǎn)品質量按照中華人民共和國國家標準GB8216-87螢石塊礦執(zhí)行（表4.3.1）。表4.3.1螢石塊礦質量標準（GB8216-87）%4M螢石玦礦質囁堆鹽1機冇特二尿捷一攝-皚品二級品三壩品四覩品品七級曲不小于9E-G97+09S.090-0B5-0J40-0T乩070.D65.

6、0學噩5乩Q14.0IK-0躋織032-ftSaos0,050-100-100-1E仇20Q.20Qu25L30P于也030-050-060-列虹04仇CJ30.UB0.仙D.嵋二）化學工業(yè)螢石另一重要用途是生產(chǎn)氫氟酸。氫氟酸是通過酸級螢石（氟石精礦）同硫酸在加熱爐或罐中反應而產(chǎn)生出來的，分無水氫氟酸和有水氫氟酸，它們都是一種無色液體，易揮發(fā)，有強烈的刺激氣味和強烈的腐蝕性。它是生產(chǎn)各種有機和無機氟化物和氟元素的關鍵原料。在制鋁工業(yè)中，氫氟酸用來生產(chǎn)氟化鋁、人造冰晶石、氟化鈉和氟化鎂。在航空、航天工業(yè)中，氫氟酸主要用來生產(chǎn)噴氣機液體推進劑，導彈噴氣燃料推進劑。在原子能工業(yè)中，氫氟酸主要用來制造

7、UF，再經(jīng)氟化生成UF，通過氣體擴散法或氣體離心法分離235U。46氫氟酸是有機氟化工的基礎原料，它通過與氯仿和四氯化碳相互作用，生產(chǎn)毒性小、化學穩(wěn)定性高的氟化的含氯烴和碳氟化合物，作冷凍劑，空氣溶膠促進劑，溶劑聚合物的中間體和碳氟化合物樹脂和彈性體。氫氟酸與四氯化碳反應制成氟利昂（通常以F表示）。氟利昂除作為冷凍劑外，還廣泛用于噴霧劑、滅火劑、氟塑料等。在醫(yī)藥方面，氟有機化合物還可以制造含氟抗癌藥物，含氟可的松，含氟碳人造血液。在無機氟化工業(yè)中，可以生產(chǎn)殺蟲劑、防腐劑、防護劑、添加劑、助熔劑和抗氧化劑等?；瘜W工業(yè)對螢石產(chǎn)品的質量要求很高，一般要求CaF含量在93%98%,二氧化硅和碳酸鈣是2

8、有害雜質，要嚴格限制。目前，我國螢（氟）石精礦的質量要求按中華人民共和國GB5690-85氟石精礦標準執(zhí)行（表4.3.2）。表4.3.2螢石精礦質量標準（GB5690-85）S432螢石楠礦質量標淮心圈舸哄R捋蠟品一紙品二瑕砧kChI-3不冰于昶朋97JTu.SiO雜0.60.8L02-0CftCO質冷71.01.21-斤sU曲F于Cl.DE-是點屮一詵示含丘!：覘釦出戸對雜頃什員冇婪猊姜和寸.可円棋濡陽方逆i.（三）建材工業(yè)螢石也廣泛應用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工業(yè)中，其用量在我國占第2位。在玻璃工業(yè)中，螢石作為助熔劑、遮光劑加入，它能促進玻璃原料的熔化。不同玻璃，螢石加入量不同。普通玻璃板

9、材，螢石加入量為爐料的1%；堿性玻璃球，螢石的加入量為1%2%；氧化玻璃，螢石加入量則為3%；白色、乳色、彩色玻璃的生產(chǎn)過程中，螢石除作為助溶劑外，還作遮光劑，加入量為爐料的10%20%。玻璃工業(yè)對螢石的質量要求較嚴格，要求CaF80%；Fe00.2%。223在水泥生產(chǎn)中，螢石作為礦化劑加入。螢石能降低爐料的燒結溫度，減少燃料消耗，同時還能增強燒結時熟料液相粘度,促進硅酸三鈣的形成。在水泥生產(chǎn)中，螢石加入量在一般情況下為4%5%至08%1%。水泥工業(yè)對螢石質量要求不嚴，一般CaF含量在40%以上即可，對雜質含量要求也不作具體規(guī)2定。在陶瓷工業(yè)中，螢石主要用作瓷釉，它能在瓷釉生產(chǎn)過程中起到助色和

10、助熔作用。如在紅色瓷釉中加入螢石后能色澤光亮鮮艷，在陶瓷生產(chǎn)瓷釉中的螢石加入量一般約10%20%。螢石還應用于搪瓷工業(yè)和鑄石生產(chǎn)中，其加入量分別為3%10%和3%。在建材工業(yè)中，由于用途不同，對螢石質量要求也不相同。目前，我國用于建材工業(yè)的螢石質量要求在中華人民共和國國家標準GB19321-88螢石粉礦中作了規(guī)定（表4.3.3）。表4.3.3螢石粉礦質量標準（GB19321-88）丟*3.3螢石粉礦質標品椿二般特-鍛昂四址拈丨-皿ft用七魁品ft學CaFj不小于97.0S5,090-0醞080.0*60SQ.05D/C*4：50X25歳肝吋、僚將不込明部幷或具他耿點蛾集那分打掉外廠-靶應怎伺些

11、缺點那甘.以繪段用單恆帆壞-tt無缺點弼靜占整牛品低或侔扶峯休和二曲呀：2Ct20X10二製無缺點邯分占蔓T品律由砰抉鴿煉核陰熱10：-L0X1三圾無菇貞部幷占搭廂依啞呻塊的律蘇31210XJ1,無缺戊部分占范卒品體戒碑塊的怵根3吊也凡帝有均勻用色C不具軌魚崗列幾該級J-uxC隨著人們生活水準的提高，對飾品、工藝品的需求不斷增加。螢石具有結構致密，色彩鮮艷而多樣，作為工藝雕刻的原料被人們所重視。三、礦業(yè)簡史人類利用螢石已有悠久的歷史。1529年德國礦物學家阿格里科拉（G.Agricola）在他的著作中最早提到了螢石，1556年他在研究螢石的過程中，發(fā)現(xiàn)了螢石是低熔點的礦物，在鋼鐵冶煉中加入一定

12、量的螢石，不僅可以提高爐溫，除去硫、磷等有害雜質，而且還能同爐渣形成共熔體混合物，增強活動性、流動性，使渣和金屬分離。1670年德國玻璃工人契瓦哈特（Selewanhardt）偶然將螢石與硫酸混在一起，發(fā)生化學反應，產(chǎn)生了一種具有刺激性氣味的煙霧，從而引起人們對螢石化學特性的重視。1771年瑞典化學家杜勒（Scheele）將螢石和硫酸作用制成了由氫元素和一個不知名元素化合而成的酸，同時還發(fā)現(xiàn)這種酸能蝕刻玻璃。1813年法國物理學家安培（Ampire）把這種不知名的元素定名為氟元素，取其第一個字母“F”為元素符號，列入元素周期表第二周期第七族,屬于鹵族元素。1886年法國化學家莫桑（Moissa

13、n）首次從螢石中分離出氣態(tài)的氟元素，揭示出螢石是由鈣元素和氟元素化合組成的礦物，定名為氟化鈣（CaF）。后來化學家們又研制了氟化鋁（A21F）、冰晶石（NaAlF）等助熔劑，為煉鋁工業(yè)開辟了新的時代。236螢石的開采大約是1775年始于英國，到1800年至1840年間美國的許多地方也相繼開采，但大量開采乃是在發(fā)展和推廣平爐煉鋼以后。我國是螢石資源豐富，開發(fā)利用歷史悠久的國家。1917年首先在浙江新昌一武義一帶由當?shù)剞r(nóng)民進行少量開采，其后開采范圍不斷擴大，至1930年，浙江省就有21個縣開采螢石，年產(chǎn)量達1.2萬t,其次在遼寧、內蒙古、河北等省區(qū)也有少量開采。在此其間均是民采小礦，沒有正規(guī)的螢石

14、礦山。1938年浙江被日軍占領，到1945年被日軍掠奪的浙江螢石超過30萬t。與此同時，內蒙古的喀喇泌旗大西溝螢石礦也開始開采，采出礦石達10多萬t。解放以后，隨著經(jīng)濟建設，特別是鋼鐵工業(yè)、煉鋁工業(yè)、建材工業(yè)和氟化工業(yè)的發(fā)展，各行各業(yè)對螢石的需求大幅度增長。1950年4月16日建立了浙江省氟礦辦事處，恢復浙江武義地區(qū)螢石礦山生產(chǎn)。生產(chǎn)螢石省區(qū)，由新中國成立前的34個，發(fā)展到如今全國近30個，建設了一大批螢石礦山，并已形成300萬400萬t生產(chǎn)能力。我國螢石礦產(chǎn)不僅開采歷史悠久，而且礦產(chǎn)地質調查工作亦早。1932年5月間浙江省礦產(chǎn)調查所派出地質技師燕春臺調查了浙江武義一帶24處螢石礦床共38個礦體露頭，并撰寫了武義氟礦資源調查報告?？箲?zhàn)