碳酸鍶礦相關(guān)用途

兩次世界大戰(zhàn)期間，鍶化合物廣泛用于生產(chǎn)煙火及信號(hào)彈;本世紀(jì)二三十年代，用碳酸鍶作煉鋼的脫硫劑，以除去硫、磷等有害雜質(zhì);50年代，在電解鋅生產(chǎn)中，用碳酸鍶提純鋅，其純度可達(dá)99.99%;60年代末，碳酸鍶廣泛用作磁性材料;鈦酸鍶用于電子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，氯化鍶用作火箭燃料;1968年發(fā)現(xiàn)碳酸鍶屏蔽X射線的功能，并將其應(yīng)用于彩色電視機(jī)熒屏玻璃，現(xiàn)需求量正在大幅度增長(zhǎng);鍶在其他領(lǐng)域中也不斷地?cái)U(kuò)大其應(yīng)用范圍。從此，鍶碳酸鹽和其他鍶化合物(鍶鹽)作為重要的無(wú)機(jī)鹽原料，受到人們普遍的關(guān)注與重視。 根據(jù)世界對(duì)鍶需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)及中國(guó)豐富的鍶礦資源和良好的鍶礦找礦前景，鍶礦資源除滿足中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中自身需求外，還可發(fā)展鍶礦資源及其多種制品外向型礦業(yè)經(jīng)濟(jì)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。因此，鍶礦資源不但是世界上重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，而且在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用，也將日益上升、日趨重要。

碳酸鍶礦(菱鍶礦)(Strontianite) Sr[CO3]

理論組成(wB%):SrO 70.19，CO2 29.81。常有Ca置換Sr，一般天然碳酸鍶礦的Ca:Sr<1:4.5;有時(shí)Ca含量可達(dá)10.6%。SrCO3-BaCO3之間可形成完全類質(zhì)同像。但天然碳酸鍶礦的Ba含量很少，只達(dá)2~3%。變種有鈣碳酸鍶礦、鋇碳酸鍶礦。

斜方晶系，a0=0.5128nm，b0=0.8421nm，c0=0.6094 nm;Z=4。

斜方雙錐晶類，D2h-mmm(3L23PC)。晶體少見(jiàn)，呈柱狀或針狀。主要單形:平行雙面b、c，斜方柱m、k、i，斜方雙錐p、r等。依(110)成雙晶，使晶體具假六方對(duì)稱外形。一般為致密粒狀、柱狀或針狀。

白色，或被雜質(zhì)染成灰、黃白、綠或褐色。玻璃光澤，斷口油脂光澤。解理中等，和不完全。硬度3.5~4。性脆。相對(duì)密度3.6~3.8。在陰極射線下發(fā)弱的淺藍(lán)光。

為較少見(jiàn)的礦物。屬中、低溫?zé)嵋撼梢颍拭}狀產(chǎn)于石灰?guī)r或泥灰?guī)r中，與碳酸鋇礦、重晶石、方解石、天青石、螢石及硫化物共生。

易溶于稀HCl并起泡。用吹管焰燒經(jīng)HCl浸濕的樣品，火焰呈鮮 紅色。

提取鍶的重要原料。碳酸鍶主要用于制造電視熒屏玻璃，可吸收γ射線;其次用于制造鍶鐵氧體。

鍶是自然界中廣泛分布的微量元素。鍶位于元素周期表第五周期第二 族，是堿土金屬族元素之一。迄今，世界上已發(fā)現(xiàn)的鍶礦物約46種。而我國(guó)產(chǎn)出的鍶礦物也已達(dá)9種之多，其為: 天青石(Celestite)，(Sr，Ba，Ca)〔SO4〕

天青石化學(xué)組成為SrO56.42，SO343.58。但由于天青石成分中常含有以類質(zhì)同象形式存在的Ba和Ca，因此?？蓸?gòu)成類質(zhì)同象系列礦物鋇天青石(Barytocelestine)和鈣天青石(Calciocelestine)。

天青石常呈厚板狀或柱狀，集合體呈粒狀，偶見(jiàn)纖維狀、結(jié)核狀。天青石純凈晶體，為無(wú)色透明，通常呈白色、淺藍(lán)色等，玻璃光澤，解理面呈珍珠變彩。硬度3~3.5，性脆，比重3.9~4.0。

碳酸鍶礦(Strontianite)，Sr〔CO3〕

又稱"菱鍶礦"。化學(xué)組成為SrO70.19，CO229.81。常含鈣。合成實(shí)驗(yàn)表明，SrCO3和BaCO3間可形成完全的類質(zhì)同象系列，但自然界產(chǎn)出的碳酸鍶礦含Ba僅2%~3%，經(jīng)常有鈣置換鍶，鈣含量可達(dá)10.6%。礦物單晶體常呈針狀、矛頭狀、雙晶依(110)為雙晶面，集合體呈塊狀或纖維狀。

碳酸鍶礦通常為白色，有時(shí)因含雜質(zhì)，而成灰、黃、白、淺綠或褐色等，玻璃光澤，斷面呈油脂光澤，硬度3.5，性脆，比重3.76。碳酸鍶礦常與天青石礦伴生，通常分布于天青石礦體地表淋濾帶中，僅在個(gè)別具特定的地質(zhì)、地貌條件下的天青石礦，在潛水面及其以上部分方可能形成具工業(yè)價(jià)值的碳酸鍶礦體或礦床。

富鍶文石(Strontianiferous)，(Ca，Sr)〔CO3〕

屬碳酸鍶礦-文石(SrCO3-CaCO3)系列的成員礦物之一，產(chǎn)于中國(guó)內(nèi)蒙古白云鄂博鐵鈮稀土礦床的脈狀含鈮稀土白云碳酸鹽巖中(梁有彬，1990)。伴生礦物有鈣碳鍶礦、鋇白云石、重晶石等。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明;CaO20.58，SrO43.34，BaO1.75，MgO0.14，F(xiàn)eO0.09，?Ce2O30.45%，CO236.12%(化學(xué)分析)，總合102.47%。

硫磷鋁鍶石(Svanbergite)，(Sr，Ca)Al3〔(PO4)1.4(SO4)0.6〕2(OH)5·H2O

屬磷鋁鍶石(Goyazite)，SrAl3〔PO4〕2(OH)5·H2O的變種，鍶部分被鈣代替，〔PO4〕3-部分被〔SO4〕2-取代。產(chǎn)于四川上泥盆統(tǒng)沙窩子組(D3S)底部什邡磷礦床中(王素肱， 1989;劉秀清等，1989)。屬三方晶系，礦物呈粒狀、板狀、柱狀，菱形六面體，構(gòu)成具環(huán)帶結(jié)構(gòu)的渾圓豆粒狀及扇形碎屑。單礦物化學(xué)成分為:Al2O333.01，CaO3.81，SrO16.81，P2O522.71，SO38.23，H2O+13.34，F(xiàn)e2O30.90，MnO0.02，MgO0.48，Na2O0.06，F(xiàn)0.53，TiO20.20，CO20.12，總計(jì)100.22%。

碳酸鍶礦

砷鋁鍶石(Arsenogoyazte)，SrAl3〔ASO4〕2(OH)

作為新礦物首次發(fā)現(xiàn)于德國(guó)(Walentaetal.，1984)，與磷鋁鍶石分別是As+P的兩個(gè)端員礦物。中國(guó)首先發(fā)現(xiàn)于新疆某地含金蝕變帶的人工重砂中(張如柏等，1987)。共生礦物有磁鐵礦、石榴子石、鋯石、磷灰石等。礦物屬三方晶系，為白色粒狀集合體，粒徑0.02~0.1mm，D=3.65，H=3.1~3.2。探針?lè)治鼋Y(jié)果表明:SrO18.37，BaO0.00，CaO0.91，Al2O330.42，As2O539.07，Ce2O30.68，F(xiàn)eO0.40，SiO20.10，SO30.51，H2O+9.58，總計(jì)100.04%。 鉀鍶礬(Kalistrontite)，K2Sr(SO4)2

首次發(fā)現(xiàn)于原蘇聯(lián)某地的鹽層下部(Bopohba，1962)。在中國(guó)見(jiàn)于四川農(nóng)樂(lè)的雜鹵石巖、雜鹵石質(zhì)硬石膏巖、硬石膏巖和綠豆巖中(莫珉，1987)。屬三方晶系，一般呈梭狀、紡錘狀、柱狀的自形晶，粒徑0.1~2mm，星散分布于上述巖石中。礦物呈棕色、灰白色、白色，性脆，D=3.34。礦石化學(xué)分析結(jié)果為:K2O24.48，SrO22.60，SO345.31，CaO4.89，MgO1.01，BaO0.14，F(xiàn) e2O30.07，Cl0.15，SiO21.60，H2O0.17，不溶殘余物0.35，合計(jì)100.77%。

鍶磷鈣鋁礬(Strontiumwoodhouseite)，(Ca0.77Sr0.33Ba0.04)Al3〔(SO4)(PO4)〕(OH)

屬菱磷鋁鍶礬(Svanbergite)與磷鈣鋁礬族的中間過(guò)渡型礦物(秦淑英等，1984)。發(fā)現(xiàn)于安徽省某鐵礦床中，與赤鐵礦共生，呈脈狀產(chǎn)于蝕變粗安巖中。礦物屬三方晶系，白色，顯微鏡下呈無(wú)色透明微晶集合體。H=4.5，D=3.15。礦物化學(xué)分析結(jié)果為:Al2O333.47，CaO9.11，SrO7.78，BaO1.28，P2O518.15，SO316.85，H2O+12.53，MgO0.09，V2O50.28，ΣREE0.23%。

碳酸鍶礦

鈣碳鍶鈰礦(Calcianancylite)，TR1.02(Sr0.56Ca0.43Ba0.05)1.04〔(CO3)2·(OH)〕

屬碳鍶鈰礦(Ancylite)的一個(gè)含鈣較高的亞種。先后發(fā)現(xiàn)于山東某地與霓輝正長(zhǎng)巖有關(guān)的氣成熱液稀土礦床中(錢定福，1979)和四川某地泥盆紀(jì)地層的沉積磷礦床中(王濮等，1987)。礦物呈無(wú)色或淡黃色，他形或半自形細(xì)晶結(jié)合體。斜方晶系。D=3.96，化學(xué)分析結(jié)果為:SrO16.00，BaO2.43，CaO6.72，TR2O347.73(La2O20.38，Ce2O322.75，Pr6O111.39，Nd2O33.15，Sm2O30.07)，MgO0.10，MnO0.03，SiO21.15，U3O80.005，K2O0.18，Na2O0.21，CO223.55，H2O+2.52，合計(jì)100.66%。 鍶碳鈰鈉礦(StrontiumCarbocernaite)，(Ca0.42Sr0.21TR0.21Na0.18Ba0.02)〔CO3〕

1961年首次發(fā)現(xiàn)于原蘇聯(lián)科拉半島。中國(guó)發(fā)現(xiàn)于山東某地的稀土礦床中，與鈣碳鍶鈰礦共生。礦物屬斜方晶系，白色中粗粒狀，最大粒徑達(dá)2cm?；瘜W(xué)分析結(jié)果為;TR2O326.51，CaO18.09，SrO16.10，BaO1.93，F(xiàn)e2O30.04，MnO0.28，K2O0.09，Na2O4.06，CO233.01，H2O+3.77，H2O-0.09，合計(jì)103.97%(樣品混入少量方解石及2%~3%的綠泥石、氧化鐵等礦物)。

但作為工業(yè)上提取鍶的最主要礦物為天青石，僅少數(shù)礦床利用碳酸鍶礦。硫磷鋁鍶石及含鍶地下鹵水等，作為潛在的綜合利用對(duì)象，同具一定的工業(yè)意義。

硫酸鍶(SrSO4)

比重3.96，溶點(diǎn)1580℃，為白色粉末，溶于熱濃硫酸，微溶于水、稀鹽酸和稀 硝酸。硫酸鍶是天青石礦物的主要化學(xué)成分，是生產(chǎn)碳酸鍶的原料，主要用于煙火、陶瓷工業(yè)和作燒堿的脫鐵劑。 碳酸鍶(SrCO3)

比重3.7，熔點(diǎn)1497℃。碳酸鍶是目前運(yùn)用最廣的鍶化合物，用它制造的玻璃能吸收X射線，是生產(chǎn)彩色電視陰極射線管和熒光屏的原料，但碳酸鍶的純度要求高(Sr/BaCO3>98%)。在冶金工業(yè)中可作制取高純鋅精煉的脫鉛劑。

硝酸鍶Sr(NO3)2

比重2.986，熔點(diǎn)570℃。硝酸鍶是氧化劑，與有機(jī)物接觸、摩擦、碰撞、遇火能引起燃燒和爆炸，發(fā)出深色火焰。因此硝酸鍶主要用于制造紅色煙火和各種信號(hào)彈、火焰筒、火柴。

鉻酸鍶(SrCrO4)

比重3.9。向油漆中加入鉻酸鍶，可形成一層防腐層，該防護(hù)層可以有效地保護(hù)鋁，尤其是飛機(jī)機(jī)殼和船體。因此鉻酸鍶主要用于制造防銹顏料。

鐵酸鍶(SrFe12O18)

具有較高的矯頑力、良好的熱阻性、電阻性及化學(xué)穩(wěn)定性，能夠抵抗脫磁，因此鐵酸鍶可生產(chǎn)永久陶瓷磁鐵，廣泛運(yùn)用于直流電機(jī)、揚(yáng)聲器及電磁鐵的生產(chǎn)中。

碳酸鍶礦

鈦酸鍶(SrTiO3)

鈦酸鍶是一種高技術(shù)的鍶陶瓷，在有些半導(dǎo)體中用作基片，在光學(xué)和壓電學(xué)方面用作感光片，亦用于生產(chǎn)電子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。 氧化鍶(SrO)

比重4.5，熔點(diǎn)2430℃，用于煙火、顏料、 醫(yī)藥等方面。

硫化鍶(SrS)

可用在某些發(fā)光性和磷光性顏料中作活性配料。

氯化鍶(SrCl2·6H2O)

可用于煙火、火箭燃料及醫(yī)藥工業(yè)。

氫氧化鍶〔Sr(OH)2〕和鍶水化合物〔Sr(OH)2·8H2O〕

可用于生產(chǎn)鍶潤(rùn)滑膏和肥皂，前者又可用作吸附劑及塑料膠。

鍶是堿土金屬中豐度最小的元素。主要的礦物有天青石和碳酸鍶礦?？捎呻娊馊廴诘穆然J而制得。

(1)海相粘土--碳酸鹽沉積型

礦石礦物組合為天青石、碳酸鍶礦。SrSO4最高可達(dá)92%。礦石呈塊狀、結(jié)核狀、條帶狀、放射狀。

(2)海相、海陸相硫酸鹽沉積型:

礦石礦物組合為天青石、方解石、白云石、石膏、重晶石。SrSO45.5~90%，BaSO40.4~8%。礦石呈塊狀、條帶狀、條紋狀。

(3)陸相硫酸鹽沉積型:

礦石礦物組合有天青石、石膏，含白云石、粘土巖、石灰?guī)r等雜質(zhì)。含礦率0.46~11.53kg/m3，SrSO44.7~87%。礦石呈結(jié)核狀、塊狀、浸染狀、層紋狀。

(4)沉積--熱鹵水熱液型:

礦石礦物組合為天青石、菱鍶礦 、方解石、石英及少量螢石、黃鐵礦。SrSO42.0~90%。BaSO41~50%。礦石呈塊狀、條紋狀、條帶狀、網(wǎng)脈狀。

(5)硫化物--天青石礦物型:

與鉛、銀、鋅、汞等礦物共生。含少量至50%左右天青石。礦石呈塊狀、脈狀、浸染狀。

(6)火山巖--熱液型:

礦物組合為天青石、高嶺石、石英、赤鐵礦、菱鍶礦、重晶石、螢石、磷灰石。SrSO43.0~90%，BaSO42~60%。礦石呈塊狀、膠結(jié)狀、浸染狀。

(7)表生風(fēng)化淋濾型:

礦物組合為天青石、菱鍶礦、重晶石、碳酸鹽。SrSO41.0~66%，BaSO40.7~0.76%。礦石呈塊狀、膠結(jié)狀、皮殼狀。

堿土金屬除鐳外在自然界中分布也很廣泛，鎂除光鹵石外，還有白云石CaC O3·MgCO3和菱鎂礦MgCO3等;鈹?shù)淖钪匾V物是綠柱石3BeO·Al2O3·6SiO2。鈣、鍶、鋇在自然界中存在的主要形式為難溶的碳酸鹽和硫酸鹽，如螢石CaF2、石灰石CaCO3、碳酸鍶礦SrCO3、碳酸鋇礦、石膏CaSO4·2H2O、天青石SrSO4和重晶石BaSO4等。海水中含有大量鎂的氯化物和硫酸鹽，1971年世界鎂產(chǎn)量有一半以上是以海水為原料生產(chǎn)的。

鈹通常是用金屬鎂在大約1300℃下還原BeF2來(lái)制取的，也可以用電解熔融BeCl2(加入堿金屬氯化物作助熔劑)的方法制得。鎂是所有這族金屬中生產(chǎn)規(guī)模最大的金屬，世界年產(chǎn)量在幾十萬(wàn)噸以上。電解法和硅熱還原法是工業(yè)上生產(chǎn)鎂的主要方法。電解法是在750℃的溫度下，通過(guò)電解熔融的MgCl2而獲得鎂。硅熱還原法則是在減壓和1150℃的溫度下，用硅鐵與煅燒過(guò)的白云石進(jìn)行反應(yīng)而制得鎂:

2(MgO·CaO)+FeSi==2Mg+Ca2SiO4+Fe

鈣、鍶、鋇都可以用其氯化物進(jìn)行熔鹽電解制得，鍶和鋇還可以用金屬鋁在高溫和真空條件下還原其氧化物制得。

堿土金屬有著廣泛的用途。鈹具有透過(guò)X射線的能力，常用作X光管的透射材料和制造霓虹燈的元件。鈹也用作原于反應(yīng)推的減速劉，鈹青銅合合的抗拉強(qiáng)度很大，比鋼大9倍，而彈性似彈簧鋼，被稱為"超硬合金"，其機(jī)械性能優(yōu)良，硬度大，彈性好，抗腐蝕能力強(qiáng)，常用于制造氣閥座、手表游絲、高速軸承、耐磨齒輪及精密儀器的零件等。鈹-鎂-鈷合金輕而堅(jiān)硬，常用于航空航天工業(yè)中。鈹及其化合物有毒，能導(dǎo)致嚴(yán)重的肺病和皮膚炎。

鎂離子在機(jī)體中的生化作用是十分重要的。鎂能激活人體中的不少生物酶，對(duì)蛋白質(zhì)的合成起重要作用。鎂是構(gòu)成葉綠素的重要成分。鎂還具有鎮(zhèn)靜作用，在血液中注射鎂鹽可以引起麻醉。在工業(yè)中，鎂主要用于制強(qiáng)度高、密度小的合金，廣泛用于汽車、飛機(jī)制造業(yè)中。

鈣是構(gòu)成人和動(dòng)物骨骼的主要成分，在傳遞神經(jīng)脈沖、觸發(fā)肌肉收縮和激素釋放、血液的凝結(jié)以及正常心律調(diào)節(jié)中，Ca都起著重要的作期。鈣鹽是人休必需的無(wú)機(jī)鹽。人體每天要補(bǔ)充400~1500mg的鈣。如果人體缺鈣就會(huì)導(dǎo)致佝僂病及骨質(zhì)硫松癥。鈣主要來(lái)源于牛奶、干酪及綠葉蔬菜。