钠长石
一、矿产名称 长石
长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要成份为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO 等。长石族矿物在地壳中分布最广，约占地壳总量重量的50%。它们是一种普遍存在的造岩矿物，其中60%赋存在岩浆中，30%分布在变质岩中，10%存在于沉积岩主要是碎屑岩中，但只有在相当富集时长石才可能成为工业矿物。长石的主要组份有四种：钾长石、钠长石、钙长石、钡长石，长石族矿物的主要物理化学性质如下：
钾长石：K2O. Al2O3 .6SiO2，其中K2O16.9 % ，Al2O3 18.4 %，SiO2 64.8 %，密度2.56
g/cm3，莫氏硬度为6，单斜晶系，颜色为白、红、乳白色，熔点1290 oC。
钠长石：Na2O. Al2O3 .6SiO2，其中Na2O11.8 % ，Al2O3 19.5 %，SiO2 68.8 % ，密度 2.605g/cm3，莫氏硬度为6，三斜晶系，颜色为白、蓝、灰色,熔点1215 oC。
钙长石：CaO. Al2O3 .6SiO2，其中CaO 20.1 % ，Al2O336.7 % ，SiO2 43.2 % ，密度2.77
g/cm3，莫氏硬度为6，三斜晶系，颜色为白、灰、红色,熔点1552oC。
钡长石：BaO. Al2O3 .6SiO2，其中BaO40.9 % ，Al2O3 27.1 %，SiO2 32.0 %，密度2.77
g/cm3，莫氏硬度为6，三斜晶系，颜色为白、灰、红色,熔点1715 oC。
二、矿床类型及其分布
1. 矿床的成因类型
长石矿床按成因可分为两大类：
(1)伟晶岩型长石矿：此类矿床主要赋存于伟晶岩区,其围岩多为古老的沉积变质的片麻岩或混合岩化片麻岩。也有一些矿脉产于花岗岩体或基性岩体中，或在其 接触带上。矿石主要集中于伟晶岩的长石块体带或分异单一的长石伟晶岩中。中 国长石矿床多为伟晶岩型矿床，如陕西临潼、四川旺苍、山西闻喜、山东新泰、 辽宁海城及湖南衡山等，均属此类。
(2) 岩浆岩型长石矿床：此类矿床产于酸性、中酸性及碱性岩浆岩中，其中以产于碱性岩中的最为重要，如霞石正长岩、霞石正长斑岩矿床，其次为花岗岩、白岗岩矿床以及正长岩、石英正长岩矿床等。
2. 矿床的工业类型
一般情况下，纯长石在自然界中很少存在，即使是被称为“钾长石”的矿物中，也可能共生或混入一些钠长石。一般把钾长石和钠长石构成的长石矿物称为碱长石;由钠长石和钙长石构成的长石矿物称为斜长石;钙长石和钡长石构成的长石矿物称为碱长石。钾微斜长石是晶系为三斜晶系的钾长石的一种，钠长石以规则排列的形式夹杂在钾长石中，称为条纹长石。
国内已开采利用的长石矿主要产于伟晶岩，有一部份长石产于风化花岗岩、细晶岩、热液蚀变矿床及长石质砂矿。
3.矿产的分布情况
长石是地壳中最丰富的矿产之一，在一些沉岩层中和几乎所有火成岩中都有产出。据推断，长石可采矿床遍布全世界的绝大部份地区，而潜在的可利用矿产总量也极为庞大。
我国长石矿资源非常丰富，截止到1994 年，具有一定保有储量的矿点近数十个，全国A+B+C级的保有储量为4083 万吨。其中尚未开发利用的占半数以上。主要分布在山西、辽宁、安徽、山东、湖南、云南、陕西、甘肃和新疆等地。
全国长石矿床的分布如下：
(1) 云南个旧白马寨长石矿
位于个旧市南4公里，有公路相通。矿床类型属燕山期花岗岩、黑云母二长花岗。原矿 SiO2 76.08% ， Al2O3 13.00% , Fe2O3 1.08% , K2O 4.21% , Na2O 3.44%。矿区为露天开采，矿石经磁选获得长石精矿SiO2 77.43% ， Al2O3 12.30% , Fe2O3 0.14% , K2O 4.15% , Na2O 3.82% 。
(2) 辽宁兴城县大杏山长石矿
矿区位于兴城县，距沈山线东辛庄车站6公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型矿石K2O 8.24—12.4%, Na2O 2.22—5.01% ，Fe2O30.08—0.82% 。
(3) 安徽宿县乾山长石矿
矿区位于宿县符离集东北8公里，有公路相通，矿床属热液蚀变矿床，矿石成份如下：SiO2 75.52% ， Al2O3 13.24% , Fe2O3 0.27% , TiO20.08% ，K2O+ Na2O7.84% , MgO+CaO 0.89% 。
(4) 安徽凤阳蚂蚁山长石矿
矿区距蚌埠14公里，有公路铁路相通，交通方便。
(5) 安徽宿松县凉亭河长石矿
矿区位于宿松县城北东20余公里，有公路相通。矿床属风化花岗岩，矿石化学成份如下：SiO2 74.23% ， Al2O3 14.87% , Fe2O3 0.78% , K2O 4.11% ,Na2 O 1.50% 。
(6) 安徽旌德县金竹千长石矿
矿区位于旌德县西40公里的祥云乡，有公路相通。矿床属风化壳型。矿石化学成份如下：SiO2 74.76% ， Al2O3 14.73% , Fe2O3 0.98% , TiO20.05% 。
(7) 安徽祁门县伊坑长石矿
矿区位于祁门县城西21公里，有公路相通。矿床属风化粘土型。矿石化学成份如下：SiO2 74.70% ， Al2O3 15.24% , Fe2O3 0.05% , TiO20.05% 。
(8) 湖南临湘县团湾长石矿
矿区位于临湘县城东面44公里，有公路相通。矿床属花岗伟晶岩。矿石化学成份如下：Si2O 64—66% ，Al2O318—20% , Fe2O3 0.1% , K2O 12—14% , Na2 O <3%。
(9) 湖南衡山县石碑长石矿
矿区位于县城北西方向，距离31公里，有公路相通。矿石属钠化伟晶岩型。 矿石化学成份如下：一号矿体： Na2 O 8.89—10.64% ，K2O0.09—0.53% 。二号矿体：Na2 O 8.70—10.65% ，K2O0.21—0.70% 。
(10)新疆库米什长石矿
矿区位于托克逊县库米什北距南疆公路库米什站一公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：SiO2 69.25% ，Al2O3 16.95% , Fe2O3 0.92% , K2O+Na2O < 11% 。
(11) 新疆富温县可可托海长石矿
矿区位于富温县可可托海镇，有公路相通，至县城47公里。矿床属花岗伟晶岩型。矿石中钠长石占67% ，微斜长石占95—100%。其化学成份如下：K2O+ Na2O 15.35—15.60%，K2O∶Na2O = 5.5∶1 。
(12)新疆桑树园子长石矿
矿区位于托克逊县库米什村东58公里，距南疆公路马鞍桥8公里，汽车可通矿区。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：SiO2 66.55% ，Al2O3 17.9% , Fe2O31.22% 。
(13)山西闻喜文家坡长石矿
矿区位于闻喜县城南东方向，直距15公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：SiO2 62—65% ，Al2O3 18—20%, Fe2O3 0.15—0.88% , K2O 11—14% , Na2 O 2—3.38% 。
(14) 山西孟县上社长石矿
矿区位于孟县城北西方向，直距23公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。 矿石化学成份如下：SiO2 70.0% ，K2O 12.0% , Na2O2.02% , MgO 0.16% 。
(15)山西忻县馒首山长石矿
矿区位于忻县南西方向，直距15公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：K2O 12.0% , Na2O3.5% , Al2O3 14—17%, Fe2O3 0.5% 。
(16)山西忻县彭四家沟长石矿
矿区位于忻县南西方向，直距15公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：K2O 12.76% , Na2O2.39% , SiO2 64.94% ，Al2O318.7% , Fe2O30.15% 。
(17)甘肃张家川县付家川长石矿
矿区位于张家川县城南东方向，直距12公里，有公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石平均长石含量70.7—84.3%。矿石化学成份如下： K2O 10.5—12.5% , Na2O 1.85—2.04% , SiO2 64.77—67.79% , Al2O3 17.50—19.0% , Fe2O3 0.17—0.21%。
(18)甘肃张家川县陈家庙长石矿
矿区位于张家川县南东方向，直距70公里，有简易公路相通。矿床属伟晶岩型。矿石中长石平均含量70—80%，矿石化学成份如下：K2O 10.5—11.5% , Na2O 2.36—2.08% , SiO2 64.61—65.59% , Fe2O3 0.17—0.21% 。
(19)山东新太长石矿
矿区位于新太县羊流河乡石棚河村，新太公路经过矿区。矿床属伟晶岩型。矿石的化学成份如下：K2O +Na2O12—12.5% , Fe2O30.03—0.5% ，Al2O3 18.7%, SiO267.0—72.5%。
(20)陕西长安县大崖沟长石矿
矿区位于长安县城正南方向，直距16公里，有公路相通。属伟晶岩型矿床。SiO272.5% ，MgO 0.03—0.02%，Al2O3 <15.0%，CaO 0.80% 。
(21)陕西商南县曹营大河长石矿
矿区位于商南县城北东方向，相距12公里，有公路相通。属伟晶岩型。矿石化学成份如下：K2O 10.54—12.36% , Na2O2.49—3.65% , Al2O3 18.42—19.36% , Fe2O3 0.11—0.18% 。
(22)陕西临潼县新凯山碾子沟长石矿
矿区位于临潼县城南东方向，至县城13公里，有公路相通，交通便利。矿床属伟晶岩型。矿石化学成份如下：K2O 11.85% ,Na2O2.41% , SiO2 67.13%，Al2O3 17.53% , Fe2O3 0.31% 。
三.矿床的主要工业指标
1.工业上对长石矿的一般要求如下：
(1) 长石经手选后尽量纯净而不含杂质、表面无铁化现象或只有少量铁化现象。铁质矿物、含铁质的黑色矿物和云母片等的总含量应低于8%。
(2) 矿体中长石含量要求在40%以上。
(3)矿石块度大于5cm。
(4) 长石粉细度，要求通过200目筛，筛余物应小于7%。
(5) 在1130oC下煅烧后，应熔融成白色透明的玻璃体。
四.矿石性质
1.矿石的矿物组成
长石是由硅氧四面体组成架状构造的钾、钠、钙铝硅酸盐矿物。在自然界中，长石大致分三大系列。一是由钾、钠两组长石相互混熔而形成的碱性长石系列，它包括正长石、微斜长石、透长石、冰长石及歪长石五种;二是由钠、钙长石两种组份相互混熔而形成的斜长石系列。目前习惯上只按钠、钙组分含量比列的不同而将斜长石分为六种，见下表：
斜长石矿物分类
|
名称 |
钠长石 |
更长石 |
中长石 |
拉长石 |
培长石 |
钙长石 |
|
钠长石分子含量% |
100—90 |
90—70 |
70—50 |
50—30 |
30—10 |
10—0 |
|
钙长石分子含量% |
0—10 |
10—30 |
30—50 |
50—70 |
70—90 |
90—100 |
2.目的矿物的矿物特征
长石晶形有单斜晶系和三斜晶系两种。碱性长石呈褐红、肉红、白、灰白等色，斜长石为灰白色、深灰色。长石的硬度为6—6.5，密度2.55—2.67g/cm3，玻璃光泽，两组解理完全。
长石双晶比较常见，它已成为鉴定长石的重要特征。按照双晶结合和双晶轴的关系，可将其分为三类：即正交双晶、平行双晶和混合双晶。常见的双晶有：钠长石双晶、卡式双晶、肖式双晶、阿克林双晶等。
五.工艺特性及主要用途
1、 工艺特征
长石的熔点在1100—1300℃之间，化学稳定性好，在与石英及铝硅酸盐共熔时有助熔作用，常被用于制造玻璃及陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧成温度，在搪瓷原料工业上用长石和其他矿物原料可配制珐琅。此外，长石还可用于磨料工业。蓝绿色的微斜长石，即天河石含Rb、Cs，可作为工艺矿石及综合回收Rb、Cs的原料。
2、主要用途
长石矿物除了作为玻璃工业原料外(约占总用量的50—60%)，在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。
(1)玻璃熔剂：长石是玻璃混合料的主要成份之一。长石含Al2O3高，铁质含量低，且比氧化铝易熔，不但熔融温度低而且熔融范围宽，主要用来提高玻璃配料中的氧化铝含量，降低玻璃生产中的熔融温度和增加碱含量，以减少碱的用量。此外，长石熔融后变成玻璃的过程比较缓慢，结晶能力小，可以防止在玻璃形成过程中析出晶体而破坏制品。长石还可以用来调节玻璃的粘性。一般各种玻璃混合料用钾长石或钠长石。
(2)陶瓷坯体配料：在烧成前长石能起瘠性原料的作用，减少坯体的干燥收缩和变形，改善干燥性能，缩短干燥时间。在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。熔融中生成的长石玻璃体充填于坯体的莫来石晶粒之间，使坯体致密而减少空隙，从而提高其机械强度和介电性能。此外长石玻璃的生成还能提高坯体的透光性。长石在陶瓷坯体中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异。
(3)陶瓷釉料：陶瓷釉料主要由长石、石英和粘土原料配成，其中长石含量可达10—35%。在陶瓷工业中(坯料和釉料)主要是用钾长石。
(4)搪瓷原料：主要用长石和其它矿物原料掺配成法琅。长石的掺入量通常为20—30%。
(5)磨料：在制作磨轮时常用长石作陶质胶结物成份，其含量为28—45%。
(6)其他：钾长石可作为提取钾肥的原料。
长石的主要用途列于下表：
长石的主要用途
|
应用领域 |
主要用途 |
质量要求 |
|
玻璃及玻璃制品 |
碱长石作为平板玻璃及各种玻璃制品的原料，可降低玻璃熔化温度，节约纯碱。钠长石作为玻璃纤维原料，可改善其质量及取代叶腊石等。 |
Al2O3 > 1５% Fe2O3 < 0．6％ K2O +Na2O > 10% |
|
陶瓷 |
是生产各种陶瓷、搪瓷、电瓷的坯料（配入20—40%）和釉料（配入20—70%）的主要原料。 |
Fe2O3 < 0.3—1.0％ |
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水泥 |
是生产白水泥的原料之一 |
|
|
化工 |
化学工业上,磨碎的长石适于作乳胶,涂料和氨基甲酸乙酯、丙烯类物质的填充料。 |
作填料时，可含较多的游离石英；作皮肤化妆粉，要求2—8μm碱长石 |
|
磨料 |
粉状长石可用于磨具磨料工业 |
|
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其他方面 |
长石作为填料在造纸、耐火材料、机械制造、涂料、电焊条等工业生产中都有广泛的应用 |
六.长石矿的开发利用发展趋势
钾长石
钾长石制钾肥
由于国外可溶性钾资源丰富，因此，利用不溶性钾矿制取钾肥的研究工作很少进行。
前苏联利用霞石进行加工，但主要是为了提取其中的氧化铝，副产钾盐。同国外相比，我国可溶性钾资源缺乏，而钾长石资源却极其丰富，遍及全国各地，氧化钾储量近4亿吨。我国从五十年代就开始了利用钾长石制钾肥的研究，先后采用数十种工艺进行过试验。综合起来，大致可分为：烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法、低温分解法。简介如下：
1烧结法
配加钾长石、石灰石和其它盐类，并添加部分煤、经粉碎、成球后在立窑焙烧，使其中的氧化钾转化成水溶性，可制得对应的钾盐。随着原料配比的变化和焙烧温度的不同，钾的转化率在65%—90%之间。
2高温熔融法 主要以钙镁磷肥生产为基础，原料中适当地配入钾长石，使成品肥料含有氧化钾，称钙镁磷钾肥，含有效P2O5 10%—14%、有效K2O2%—3%。与钙镁磷肥相比，成品中每增加1% K2O，会降低1%—2%P2O5。成品中磷和钾的可溶率，一般在95%以上。
3水热法
用苛性钾溶液加压处理钾长石，能生成组份为K2O.Al2O3.2SiO2.xH2O的沸石类固相。其中氧化钾为可溶性的，能被植物吸收，且不易流失，是一种缓释肥料，含有效K2O 20%—26%，其中大部份二氧化硅也属可溶性。
4高炉冶炼法
钾长石、石灰石、白云石、萤石和焦炭等，经破碎机破碎后，按比例配料入炉。炉缸温度高达1500oC，挥发出来的K2O与炉内的CO2作用，生成K2CO3。
在有水蒸汽及大量CO2 存在的情况下，生成的K2CO3 部份转化为KHCO3。高炉排出的熔渣，经水淬后加工成白色水泥。
5低温分解法
在助剂和硫酸存在下，低温度(100oC)分解钾长石，可生产出硫酸钾铵二元复肥、聚合氯化铝、白炭黑等产品。
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