锡矿原料特点
锡是一种银白色金属,具强光泽,相对密度为70,熔点低(230℃),硬度为375,质软延展性好。锡在地壳中含量仅2×10^-6~3×10^-6。锡属于亲铜元素组,但在岩石圈上部又具有亲氧和亲硫的两性特征。锡与硫起作用时形成两种化合物:一硫化锡和二硫化锡,它们在高温下具有较强的挥发性。锡与氧也能化合,产生一氧化锡和二氧化锡。虽然锡具有二价和四价两种价态,但在自然条 锡矿件下,四价化合物较为稳定,尤其是氧化锡(SnO2),它是地壳上最稳定的化合物之一。
自然界已知的含锡矿物有50多种,主要锡矿物大约有20多种。目前有经济意义的主要是锡石,其次为黄锡矿。某些矿床中,硫锡铅矿、辉锑锡铅矿、圆柱锡矿,有时黑硫银锡矿、黑硼锡矿、马来亚石、水锡石、水镁锡矿等也可以相对富集,形成工业价值。
(1)锡石 化学组成为SnO2,Sn 788,O 212。四方晶系,晶体呈双锥状、锥柱状,有时呈针状。常含混入物铁、铌、钽,此外尚可含锰、钪、钛、锆、钨及分散元素铱、镓等。Fe3+的存在,常影响锡石的磁性、颜色、比重。锡石是锡的主要原料来源。
(2)黄锡矿 又名黝锡矿,化学组成为Cu2FeSnS4,Cu 2958、Fe 1299、Sn 2161、S 2982。四方晶系。晶体少见,呈假四面体、假八面体、板状等形态。黄锡矿在广西含锡硫化物交代矿床和充填型钨锡矿床、湖南高中温热液型铅锌矿床中较常见。
(3)辉锑锡铅矿 化学组成为Pb5Sb2Sn3S14,Pb 4971、Sb 1164、Sn 1704、S 2151,成分中有铁、锌等的混入。晶体薄板状,常弯曲,双晶复杂。集合体为块状、放射状或球状。与辉锑铅矿和黄锡矿一起产出,亦产于锡矿矿脉中。
(4)硫锡铅矿 化学组成为PbSnS2,Pb 5305、Sn 3051、S 1644。斜方晶系。晶体呈板状,外形近于四方形。通常为块状集合体。常与锡石、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿一起产于锡矿矿脉中。
(5)圆柱锡矿 化学组成为Pb3Sb2Sn4S14。斜方晶系。成圆筒状或块状和球形的集合体。与辉锑锡铅矿、闪锌矿和黄铁矿一起产在锡矿脉中。
我国主要黄金产区有四处,即胶东半岛、小秦岭地区、滇黔桂金三角及西北地区几省(新疆、青海、四川等省),其中,山东地区的金矿产量占居我国黄金生产的大部分,如今仍有较大的发展潜力,而其它几个主要产地的产金量近些年来虽不断增长之势,却还难以形成对山东老黄金产区的绝对替代作用。
除了几个主要黄金产区,我国绝大部分省区都有黄金生产,按产量大小,我国主要产金的省区排位大致为:山东、河南、陕西、贵州、新疆、云南、广东、广西、湖南、黑龙江、内蒙等(未按确切资料排位)。其它省区如海南、江西、福建、湖北、辽宁、西藏等省区,亦为我国的重要黄金生产省区。
分类
根据矿物中金的结构状态和含金量,可将金矿床中的金矿物分为金矿物、含金矿物和载金矿物三大类。所谓金的独立矿物,系指以金矿物和含金矿物形式产出的金,它是自然界中金最重要的赋存形式,也是工业开发利用的主要对象。到目前为止,世界上已发现98种金矿物和含金矿物,但常见的只有47种,而工业直接利用的矿物仅10多种。
各种金矿物化学组成
(1)自然元素类矿物 自然金(Au),含Au>80%,Ag<20%;银金矿(Au;Ag),含Au80%~50%, 开采出来的黄金Ag20%~50%;金银矿(Au;Ag),含Au50%~20%,Ag50%~80%;含铂钯自然金(Au;Pt;Pd),含Au846%~9555%,Pt0~115%,Pd0~123%;银铜金矿(Au,Cu,Ag),含Au677%,Ag128%,Cu92%,Pd42%,Rh43%。
(2)金属互化物类金矿物 系指两种或两种以上的金属元素在天然熔融状态下相互溶解,相互形成的天然合金矿物。主要有:围山矿(Au,Ag)3Hg2;四方铜金矿CuAu。
(3)金-银碲化物类矿物 有碲金矿AuTe2;碲金银矿Ag3AuTe2;针碲金矿,又称针碲金银矿AuAgTe4。
(4)金银硒化物类矿物 硒金银矿Ag3AuSe2。
(5)金银铋化物类矿物 黑铋金矿Au2Bi。
(6)金银锑化物类矿物
(7)金银硫化物类矿物 硫金银矿(Ag3Au)4S2。
上述金矿物中以自然金及其变种(银金矿、金银矿)分布最广,而且也是金的最主要工业矿物。
Au-Ag系列矿物
大量分析资料表明,纯自然金不多见,其中常含一定量的Ag,形成Au-Ag系列矿物。对于该系列矿物类认识,如今还存在不同看法。从我国大量测试结果看,该系列矿物的化学成分变化是连续的。亚种可分为自然金、银金矿、金银矿和自然银。
该类矿床分布遍及全区各大矿田,锡储量占个旧矿区锡储量的20%、铅占45%、锌占56%。矿体产于中三叠统个旧组碳酸盐岩层内,以马拉格矿区和高松矿区芦塘坝的层状氧化矿为典型。
马拉格层状氧化矿主要产于个旧组马拉格段地层,以 和 两个层位含矿性最好,矿体主要集中在三个部位,即 与 界面、 与 界面、 与 界面。
矿石几乎完全氧化,矿物成分以针铁矿、赤铁矿为主,有益组分除锡外,伴生有钼、铅锌、铟、铋等多种成分。
芦塘坝层状氧化矿主要产于 和 两个层位,矿体主要呈缓倾斜似层状,分布在芦塘坝断裂上盘 中,矿体沿层产出,产状与地层一致(图32)。矿体呈多层性分布,一般3~5层,最多可达8~9层。矿体长一般数十米至数百米,最长可达千米,宽一般100~200m。矿石绝大部分已氧化,矿物主要由赤铁矿、针铁矿组成,金属矿物还有锡石、白铅矿、铅矾、砷铅矿、硬锰矿、软锰矿、菱锌矿、异极矿、孔雀石等。具土状、胶状及蜂窝状构造。矿体局部可见硫化物残块,其主要金属矿物有黄铁矿、毒砂、方铅矿、铁闪锌矿及少量黄铜矿。
图32 高松矿床芦塘坝矿段204线地质剖面图
1中三叠统个旧组马拉格段白云岩夹少量白云质灰岩;2中三叠统个旧组马拉格段灰质白云岩;3中三叠统个旧组马拉格段白云岩;4中三叠统个旧组卡房段石灰岩与灰质岩互层;5中三叠统个旧组卡房段大理岩;6矿化围岩;7断裂破碎带;8锡石—氧化物型矿体及编号
元素性质 锡,原子序数50,原子量11871,元素名来源于拉丁文。 在约公元前2000年,人类就已开始使用锡。 锡在地壳中的含量为0004%,几乎都以锡石(氧化锡) 的形式存在,此外还有极少量的锡的硫化物矿。锡有14种同位素, 其中10种是稳定同位素,分别是:锡112、114、115、 116、117、118、119、120、122、124。 金属锡柔软,易弯曲,熔点23189°C,沸点2260°C。 有三种同素异形体:白锡为四方晶系,密度728克/厘米& sup3;,硬度2,延展性好;灰锡为金刚石形立方晶系, 密度575克/厘米³;脆锡为正交晶系,密度6 54克/厘米³。 在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定, 加热下氧化反应加快;锡与卤素加热下反应生成四卤化锡; 也能与硫反应;锡对水稳定,能缓慢溶于稀酸,较快溶于浓酸中; 锡能溶于强碱性溶液;在氯化铁、 氯化锌等盐类的酸性溶液中会被腐蚀。 锡是银白色的软金属,比重为73,熔点低,只有232, 你把它放进煤球炉中,它便会熔成水银般的液体。锡很柔软, 用小刀能切开它。锡的化学性质很稳定,在常温下不易被氧气氧化, 所以它经常保持银闪闪的光泽。锡无毒,人们常把它镀在铜锅内壁, 以防铜温水生成有毒的铜绿。牙膏壳也常用锡做( 牙膏壳是两层锡中央着一层铅做成的。近年来, 我国已逐渐用铝代替锡制造牙膏壳)。焊锡,也含有锡, 一般含锡61%,有的是铅锡各半,也有的是由90%铅、6% 锡和4%锑组成。 锡在常温下富有展性。特别是在100℃时,它的展性非常好, 可以展成极薄的锡箔。平常,人们便用锡箔包装香烟、糖果, 以防受潮(近年来,我国已逐渐用铝箔代替锡箔。 铝箔与锡箔很易分辨——锡箔比铝箔光亮得多)。不过, 锡的延性却很差,一拉就断,不能拉成细丝。 其实,锡也只有在常温下富有展性,如果温度下降到132℃ 以下,它竟会逐渐变成煤灰般松散的粉末。特别是在-33℃ 或有红盐(SnCl4·2NH4Cl)的酒精溶液存在时, 这种变化的速度大大加快。一把好端端的锡壶,会“自动” 变成一堆粉末。这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器, 被称为“锡疫”。造成锡疫的原因,是由于锡的晶格发生了变化: 在常温下,锡是正方晶系的晶体结构,叫做白锡。 当你把一根锡条弯曲时,常可以听到一阵嚓嚓声, 这便是因为正方晶系的白锡晶体间在弯曲时相互摩擦,发出了声音。 在132℃以下,白锡转变成一种无定形的灰锡。于是, 成块的锡便变成了一团粉末。 锡不仅怕冷,而且怕热。在161℃以上, 白锡又转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆, 一敲就碎,展性很差,叫做“脆锡”。白锡、灰锡、脆锡, 是锡的三种同素异性体。 由于锡怕冷,因此,在冬天要特别注意别使锡器受冻。 有许多铁器常用锡焊接的,也不能受冻。1912年, 国外的一支南极探险队去南极探险,所用的汽油桶都是用锡焊的, 在南极的冰天雪地之中,焊锡变成粉末股的灰锡,汽油就都漏光了。 锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。 早在远古时代,人们便发现并使用锡了。在我国的一些古墓中, 便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。据考证,我国周朝时, 锡器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中, 也发现有锡制的日常用品。 我国有丰富的锡矿,特别是云南个旧市,是世界闻名的“锡都”。 此外,广西、广东、江西等省也都产锡。1800年, 全世界锡的年产量仅四千吨,1900年为八万五千吨, 1940年为二十五万吨,现在已超过六十万吨。 金属锡主要用于制造合金。 锡与硫的化合物——硫化锡,它的颜色与金子相似, 常用作金色颜料。 锡与氧的化合物——二氧化锡。锡于常温下,在空气中不受氧化, 强热之,则变为二氧化锡。二氧化锡是不溶于水的白色粉末, 可用于制造搪瓷、白釉与乳白玻璃。1970年以来, 人们把它用于防止空气污染—— 汽车废气中常含有有毒的一氧化碳气体,但在二氧化锡的催化下, 在300℃时,可大部转化为二氧化碳。 锡器历史悠久,可以追溯到公无前3700年,古时候, 人们常在井底放上锡块,净化水质。在日本宫廷中, 精心酿制的御酒都是用锡器作为盛酒的器皿。它具有储茶色不变, 盛酒冬暖夏凉,淳厚清冽之传。锡茶壶泡茶特别清香, 用锡杯喝酒石酸清冽爽口,锡瓶插花不易枯萎。 锡器的材质是一种合金,其中纯锡含量在97%以上, 不含铅的成份,适合日常使用。锡器平和柔滑的特性, 高贵典雅的造型,历久常新光泽,历来深受贵族人士的青睐, 在欧洲更成为古典文化的一种象征。 锡是排列在白金,黄金及银后面的第四种贵金属,它富有光泽、 无毒、不易氧化变色,具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。 生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。 锡是一种质地较软的金属,熔点较低,可塑性强。 它可以有各种表面处理工艺,能制成多种款式的产品, 有传统典雅的欧式酒具、烛台、高贵大方的茶具, 以至令人一见倾心的花瓶和精致夺目的桌上饰品, 式式具全媲美熠熠生辉的银器。 锡器以其典雅的外观造型和独特的功能效用早已风靡世界各国, 成为人们的日常用品和馈赠亲友的佳品。 锡在我国古代常被用来制作青铜。锡和铜的比例为3:7。
为了对比说明不同产状矿体中锡石的成分变化特点,利用日本株式会社JX-8800型电子探针对锡石成分进行了分析,测试条件:电压15V,电流20mA,束斑2μm,室温23℃。结果见表4-5。
1SnO2含量变化
对于不同产出状态的矿体来讲,不同标高,SnO2含量表现出较为明显的变化规律,从矿床深部92号层状矿体→91号矿体→裂隙脉矿体,SnO2含量是增大的,表明随着成矿压力的降低,氧逸度升高,由下而上,锡石的纯度增大,相应的杂质组分减少。同时,锡石的粒度增大,自形程度增高。对于同一标高、不同产状的矿体而言,如455中段,190号矿体→层间脉状矿体(77号)→91号层状矿体,锡石中SnO2含量是增大的(图4-9),也反映了成矿物质的运移可能经历了由F1断裂→宽、细条带灰岩接触面上的77号层间脉状矿体→向上到细条带灰岩中91号层状矿体的运移过程。对于大厂100号矿体,从矿体下部到上部,SnO2含量没有明显的变化(图4-10),反映100号矿体不同空间部位的成矿条件基本是一致的,但与92号矿体显著不同。这与100号矿体可能形成于“溶洞”开放环境的推测(王登红等,2002)是一致的。
图4-9 长坡-铜坑矿不同标高锡石中SnO2含量变化
图4-10 100号矿体不同标高锡石中SnO2含量变化
2其他元素特征
锡石中其他氧化物,如CaO,Al2O3,MnO,TiO2,ZrO2,BaO,TFeO等含量变化甚微,除个别样品锡石环带显示微弱的W和Fe含量变化外,氧化物之间并没有明显的相关关系(表4-5)。
表4-5 不同样品中锡石的电子探针分析平均含量(wB)
续表
注:505-6为12-1号勘探线,细条带灰岩中裂隙脉;483-4为10~12勘探线,细条带灰岩中裂隙脉;455-15为14号勘探线,宽细条带之间的77号矿体;455-33为91号裂隙脉;DC-26为455中段91号富矿体;455-26为205-2勘探线,大厂断裂190号矿体;455-4为大厂断裂190号矿体;305-2为206勘探线菊花状锡石;GF-1为高峰190中段50~52线;GF-2为150中段;GF-5为高峰7B斜井100~150中段;HDC-1为高峰50m中段;GF-10为高峰-50m中段。
W/Ti的比值常被用来判断锡石的成因,当W/Ti>1时,认为是与酸性源区有关;W/Ti<1时,锡则来自基性源区。测试结果显示,100号矿体锡石中的W/Ti大于1,测试样品平均值最高达1108;而在铜坑矿区,W/Ti比值变化明显,最高为483中段91号矿体中裂隙脉,为1256,较低的是充填于F1断裂中的190号矿体,W/Ti比值为011~023;它们之间的这种差异,可能也暗示了大厂矿床Sn的来源可能主要与酸性源区有关,但也不能排除基性源区成分的参与。
不能说锡是由什么物理成分组成的,只能说它是由锡这种化学元素组成的单质。。。
锡是一种略带蓝色的白色光泽的低熔点金属元素,在化合物内是二价或四价,不会被空气氧化,主要以二氧化物(锡石)和各种硫化物(例如硫锡石)的形式存在~
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