第1篇+矿石学基础+(NXPowerLite)

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1、选矿学第一篇矿石学基础贵州大学矿业学院矿物加工教研室选矿学第一篇矿石学基础主讲人：张杰教授1晶体1.1晶体及其基本性质古代，无论中外都把具有规则多面体形态的水晶称为晶体。后来扩展为用晶体称呼那些天然就具有规则多面体形态的固体,如食盐、水晶，方解石、黄铁矿、绿柱石等。晶体：是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。或者说晶体是具有格子构造的固体。§1-1晶体结晶学与晶体化学基础1.2非晶体与晶体相对应的是非晶体。其特点是内部结构不具有格子构造。广义上包括气体、液体和一部分固体物质，如玻璃、琥珀、松香、树脂、沥青、大部分塑料等。内部质点不作规则排列，不具格子构造的物质，称为非晶

2、质或非晶质体。1.3空间格子的几何要素1.3.1结点结点是空间格子中的点，它们代表晶体结构中的相当点。实际晶体中在结点的位置上可为同种质点所占据。1.3.2行列结点在直线上的排列即构成行列(图I-1-6)。空间格子中任意两个结点联结起来就是一条行列的方向。行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距(如图I-1-6中的a)。1.3.3面网结点在平面上的分布即构成面网。空间格子中不在同一行列上的任意三个结点就可以决定一个面网的方向，或者说任意两个相交的行列就可决定一个面网。面网上单位面积内结点的密度称为面网密度。1.3.4平行六面体从三维空间来看，空间格子可以划出一个最小重复单位

3、，那就是平行六面体。1.4建立坐标系——格子常数对于一个单位平行六面体，以交于一点、不在一个平面上的三个棱作为三个坐标轴，棱长a、b、c为坐标刻度，彼此的夹角为α、β、γ。即可表示出它的形状。a、b、c及α、β、γ合称为格子常数，对于实际晶体则称之为晶胞参数。1.5晶体的基本性质1.5.1自限性自限性是指晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体的性质。由图1-5-1中可以看出晶体为平的晶面所包围，晶面相交成直的晶棱，晶棱会聚成尖的角顶。图1-5-1晶面、晶棱、角顶与图1-5-2蓝晶石晶体的硬度面网、行列、结点的关系示意图AA-BB方向硬度不同1.5.2均一性因为晶体是具有格子构

4、造的固体，在同一晶体的各个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的，这就是晶体的均一性。1.5.3异向性晶体结构中不同方向上的质点种类和排列方式不同，导致晶体的各种物理和化学性质随方向不同而异，这就是晶体的异向性。例如：蓝晶石的硬度，石墨的导电性等随方向的差异很大。1.5.4对称性晶体具异向性，但这并不排斥在某些特定的方向上具有“相同的性质”。在晶体的外形上，也常有相等的晶面、晶棱和角顶重复出现。1.5.5最小内能在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。1.5.6稳定性晶体具有最小内能，因而结晶态是一

5、个相对稳定的状态。这种稳定性可由质点的运动状态来说明：§1-2晶体生长的基本规律与布拉维法则1.1结晶作用方式晶体是在物相转变的情况下形成的。1.2由液相转变为固相1.3.1从熔体中结晶当温度低于熔点时，晶体开始析出，即只有当熔体过冷却时晶体才能发生。如水低于0℃时结晶成冰；金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属晶体。1.3.2从溶液中结晶溶液达到过饱和时析出晶体。1)温度降低，如岩浆期后热液随着远离岩浆源，渐次析出矿物晶体；2)水分蒸发，如天然盐湖盐类结晶；3)化学反应，生成难溶物质。1.4由气相转变为固相条件：有足够低的蒸气压。火山口附近常直接生成硫、碘或氯化钠的晶体；雪花由水

6、蒸气冷却直接结晶而成。1.5由固相再结晶为固相1.5.1同质多象转变指某种晶体在热力学条件改变时，转变为另一种在新条件下稳定的晶体，而转变前后的成分相同，但晶体结构不同。如SiO2，温度达573℃以上由低温石英转变为晶体结构不同的高温石英。1.5.2原矿物晶粒逐渐变大1.5.3固溶体分解在一定温度下固溶体可以分离成为几种独立矿物。例如一定比例的闪锌矿(ZnS)和黄铜矿(CuFeS2)在高温时组成均一相固溶体，而在低温时就分离成为两种独立矿物。1.5.4变晶矿物在定向压力下溶解，在垂直于压力方向上再结晶，形成一向或二向延伸的变质矿物，称为“变晶”。如角闪石、云母等。在变质岩中发育

7、成斑状晶体称为“变斑晶”。1.5.5由固态非晶质结晶火山熔岩迅速冷凝固结为非晶质的火山玻璃，经过千百年演变可逐渐转变为结晶质。1.6.1晶体的形成晶体(crystal)生成的一般过程：先生成晶核，再逐渐长大。从液相或气相中生长有三个阶段：①介质达到过饱和、过冷却阶段；②成核阶段；③生长阶段。1.6.2晶核的形成若介质体系的质点同时进入不稳定状态形成新相，称为均匀成核作用。即各处的成核几率相等，这要克服相当大的表面能位垒，即需要相当大的过冷却度才能成核。在单位时间内，单位体积中所形成的