中國(guó)粉體網(wǎng)訊 非金屬礦及其材料廣泛應(yīng)用于建材、冶金、化工、交通、機(jī)械、輕工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域以及電子信息、生物醫(yī)藥、新能源、新材料、航空航天等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),已成為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)之一。當(dāng)前社會(huì)對(duì)非金屬礦物加工的需求處于快速提升狀態(tài),非金屬礦物加工設(shè)計(jì)直接影響非金屬礦物材料的實(shí)際加工質(zhì)量及效率、加工產(chǎn)物與實(shí)際需求的吻合性等。而非金屬礦物加工的基礎(chǔ)要建立在了解非金屬礦物基本特征之上。非金屬礦物的物理特性,你都了解嗎?
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(一)顏色
顏色是礦物最明顯、最直觀的物理性質(zhì),對(duì)鑒定礦物具有重要的實(shí)際意義。礦物的顏色,是其對(duì)光產(chǎn)生吸收、透射、反射等作用后產(chǎn)生的。根據(jù)產(chǎn)生的原因與礦物本身的關(guān)系,可分為:
(1)自色:即礦物自身所固有的顏色,對(duì)同一種礦物來(lái)說(shuō)一般是比較固定的,如黃銅礦的銅黃色,孔雀石的翠綠色,磁鐵礦的鐵黑色等。
(2)他色:是指礦物因含外來(lái)帶色雜質(zhì)(一般與色素離子有關(guān))而引起的一種顏色。
(3)假色:是指某些物理因素所引起的呈色顯現(xiàn),而且這種物理過(guò)程的發(fā)生,不是直接由礦物本身所固有的成分或結(jié)構(gòu)所決定。礦物中常見(jiàn)的假色有錆色、暈色、變彩、乳光等。
(二)條痕
條痕是礦物在條痕板上擦劃后留下的痕跡的顏色。由于它消除了假色,減低了他色,因而比礦物顆粒的顏色更為固定,故可用來(lái)鑒定礦物。
(三)透明度
礦物的透明度是指礦物可以透過(guò)可見(jiàn)光的程度。根據(jù)礦物在標(biāo)準(zhǔn)厚度在0.03mm的巖石薄片中透光的程度,分為透明、半透明、不透明。影響透明度的因素還包括包裹體、氣泡、裂隙和礦物的集合方式。
(四)光澤
光澤是指礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力,對(duì)大多數(shù)礦物來(lái)說(shuō),它們光澤的強(qiáng)弱主要由反射光的光量來(lái)決定。礦物光澤,根據(jù)反射光由強(qiáng)到弱的次序分為:
(1)金屬光澤:如黃鐵礦、方鉛礦。
(2)半金屬光澤:如磁鐵礦。
(3)金剛光澤:如金剛石、閃鋅礦的光澤。
(4)玻璃光澤:如石英、方解石的光澤。
此外,由于反射光受到礦物的顏色、表面平坦程度及集合方式等的影響,常呈現(xiàn)出一些特殊的變異光澤,主要有:
(5)油脂光澤:如同油脂的光澤。
(6)樹脂光澤:像樹脂平面所呈現(xiàn)的光澤。
(7)絲絹光澤:像蠶絲或者絲織品那樣的光澤。
(8)珍珠光澤:像貝殼凹面上呈現(xiàn)的那種柔和而多彩的光澤。
(五)發(fā)光性
發(fā)光性是指礦物體受到外加能量的激發(fā),能發(fā)出可見(jiàn)光的性質(zhì)。根據(jù)發(fā)光激發(fā)源的不同,分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、熱發(fā)光三種。根據(jù)發(fā)光持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短可分為熒光和磷光兩種。
(六)硬度
礦物硬度是指礦物抵抗刻劃、壓入或研磨能力的大小。它是礦物物理性質(zhì)中比較固定的性質(zhì)之一,因而也是礦物的一個(gè)重要鑒定特征。
日常生活中常借用指甲(硬度>2)、銅具(3)、小刀(5~5.5)、瓷器碎片(6~6.5)等來(lái)代替標(biāo)準(zhǔn)硬度礦物來(lái)幫助測(cè)定被鑒定礦物硬度。
(七)密度
礦物的相對(duì)密度是指礦物(純凈單礦物)的質(zhì)量與4℃時(shí)同體積水的質(zhì)量之比。
礦物相對(duì)密度的變化范圍很大,可從小于1(如琥珀)到23(鉑族礦物)。礦物的相對(duì)密度主要取決于它的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)。
(八)解理
礦物晶體在外力作用下,沿著一定的結(jié)晶學(xué)方向破裂成一系列光滑平面的性質(zhì),叫解理。裂成的光滑平面,叫解理面。根據(jù)得到解理的難易,解理片薄厚,解理面大小及平整光滑程度,將解理分為5級(jí):
(1)極完全解理:極易獲得解理,解理面大而平坦,極光滑,解理片極薄,如云母,石墨等的解理。
(2)完全解理:易獲得解理,常裂成規(guī)則的解理塊,解理面較大,光滑而平坦,如方解石,方鉛礦等解理。
(3)中等解理:較易得到解理,但解理面不大,平坦和光滑程度也較差,碎裂面上既有解理面又有斷口,如普通輝石等礦物解理。
(4)不完全解理:較難得到解理,解理面小且不光滑平坦,碎裂面上主要是斷口,如磷灰石,綠柱石等解理。
(5)極不完全解理:很難得到解理,僅在顯微鏡下偶而可見(jiàn)零星的解理縫,一般謂之無(wú)解理。
(九)斷口
具極不完全解理的礦物,尤其是沒(méi)有解理的晶質(zhì)和非晶質(zhì)礦物,它們受外力打擊后,都會(huì)發(fā)生無(wú)一定方向的破裂,其破裂面就是斷口。這些礦物的斷口,常各自有著固定的形狀,根據(jù)斷口的形狀可分為:
(1)貝殼狀斷口:呈橢圓形的光滑曲面,并具同心圓紋,和貝殼相似。如石英和一些非晶質(zhì)礦物的斷口。
(2)鋸齒狀斷口:呈尖銳鋸齒狀,如自然銅。
(3)纖維狀斷口:呈纖維絲狀,如石棉的斷口。
(4)參差狀斷口:呈參差不平的形狀,如磷灰石的斷口。
(5)平坦?fàn)顢嗫冢簲嗝嫫教,如塊狀高嶺石的斷口。
(十)裂開
外觀看上去很像解理的裂開性質(zhì),與解理成因不同,也可以作為某些礦物種的鑒定特征。如剛玉、磁鐵礦等的裂開性質(zhì)。
(十一)彈性與撓性
礦物在外力作用下發(fā)生彎曲形變,當(dāng)外力撤除后,在彈性限度內(nèi)能夠自行恢復(fù)原狀的性質(zhì),稱為彈性。如具層狀結(jié)構(gòu)的云母及鏈狀結(jié)構(gòu)的角閃石石棉表現(xiàn)出彈性。而某些層狀結(jié)構(gòu)的礦物,在撤除使其發(fā)生彎曲形變的外力后,不能恢復(fù)原狀,這種性質(zhì)稱為撓性。如滑石、綠泥石、蛭石、石墨和輝鉬礦等。
(十二)脆性與延展性
礦物的脆性是指礦物受外力作用時(shí)易發(fā)生碎裂的性質(zhì),它與礦物的硬度無(wú)關(guān)。自然界絕大多數(shù)非金屬晶格礦物都具有脆性,如自然硫、螢石、黃鐵礦、石榴石和金剛石等。
礦物受外力拉引時(shí)易成為細(xì)絲的性質(zhì)稱為延性;礦物的展性則是指礦物在錘擊或碾壓下易形變成薄片的性質(zhì)。物體的延性和展性往往同時(shí)并存,故一般統(tǒng)稱為延展性,它是礦物受外力作用發(fā)生晶格滑移形變的一種表現(xiàn),是金屬鍵礦物的一種特性。某些硫化物礦物,如輝銅礦等,也表現(xiàn)出一定的延展性。
(十三)磁性
磁性是指礦物可被外磁場(chǎng)吸引或排斥的性質(zhì)。礦物在外磁場(chǎng)下所表現(xiàn)的性質(zhì)是不相同的,有的礦物可被普通的磁鐵吸起,如磁鐵礦,磁黃鐵礦等,這些礦物通常稱為磁性礦物。
有的不能被普通磁鐵吸起,但能被強(qiáng)的電磁鐵吸起,如赤鐵礦,黑云母等,這類礦物一般稱為電磁性礦物。
而有些礦物則被磁場(chǎng)所排斥,如自然鉍,黃鐵礦等,這類礦物稱之為逆磁性或抗磁性礦物。
礦物的磁性對(duì)于鑒定、分離礦物,選礦及磁法找礦都具有重要意義。
(十四)導(dǎo)電性
礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力,稱之為礦物的導(dǎo)電性。礦物的導(dǎo)電能力差別很大,有些礦物幾乎完全不導(dǎo)電,如石棉、云母等是絕緣體;有些極易導(dǎo)電,如自然金屬礦物和某些金屬硫化物,是電的良導(dǎo)體;某些礦物當(dāng)溫度增高時(shí)導(dǎo)電性增強(qiáng),溫度降低時(shí)具絕緣體性質(zhì),導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間叫半導(dǎo)體,如閃鋅礦等。
礦物的導(dǎo)電性主要取決于化學(xué)鍵的性質(zhì),具金屬鍵的礦物因其結(jié)構(gòu)中有自由電子存在,所以導(dǎo)電性強(qiáng);具離子或共價(jià)鍵礦物結(jié)構(gòu)中一般不存在自由電子,所以導(dǎo)電性弱或不導(dǎo)電。
(十五)荷電性
礦物在外界能量作用下,能激起礦物晶體表面電荷的性質(zhì),稱為礦物的荷電性。具有荷電性的礦物,其導(dǎo)電性極弱或不具導(dǎo)電性,
荷電性分為:
(1)壓電性:是指某些礦物晶體,當(dāng)受到定向壓力或張力時(shí)作用時(shí),能激起晶體表面電荷的現(xiàn)象,如水晶。
(2)熱電性:是指某些礦物晶體,當(dāng)受熱或冷卻時(shí),能激起礦物晶體表面荷電現(xiàn)象,如電氣石。
除此之外,礦物還有其他物理性質(zhì),如導(dǎo)熱性、熱膨脹性、熔點(diǎn)、易燃性、揮發(fā)性、吸水性、可塑性、放射性等等,它們?cè)诘V物鑒定、應(yīng)用及找礦上常有重要的意義。
參考資料:
楊華明等.非金屬礦物加工理論與基礎(chǔ)
劉新國(guó).礦物晶體的基本知識(shí)
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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