1、铁矿 |
铁是有光泽的银白色金属,硬而有延展性,熔点1535℃,沸点2750℃,有很强的铁磁性,并有良好的可塑性和导热性。在今天,对铁的应用已经无处不在。
铁在自然界中分布极广。但铁器时代的来临却比青铜时代晚了数千年。这主要是因为铁易于氧化,所以单质存在的铁在自然接种非常少见。且铁的熔点远高于铜,对冶金技术不成熟的古代人也是一项艰难的挑战。
人类最初的铁,主要来自于铁陨石,所以十分稀少。在铁矿石的冶炼技术成熟以后,铁器材普及起来。
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凡是含有可经济利用的铁元素的矿石叫做铁矿石,种类很多。主要分为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿等
磁铁矿(MagnetITe)
是一种氧化铁的矿石,黑灰色,具有磁性。在选矿(Beneficiation)时可利用磁选法,处理非常方便。但是由于其结构细密,故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。
赤铁矿(Hematite)
也是一种氧化铁的矿石,暗红色,是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别,如赤色赤铁矿(Red hematite)、镜铁矿(SPEcularhematite)、云母铁矿(Micaceous hematite)、粘土质赤铁(Red Ocher)等。
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2、铜矿 |
铜是一种拥有紫红色光泽的金属。熔点1083.4℃,沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能也较好。铜和它的一些合金有较强的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu₂(OH)₂CO₃,也叫铜绿。
铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。铜在地壳中的含量约为0.01%,远低于铁。但铜比铁易于加工,因此被古代人制成了兵器、器皿等用具。对早期人类文明的发展起到极大的作用,今天仍有广泛应用。
可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。由于发现的很早,古人对自然铜的开采就不敷应用了,促使人们学会对矿石的开发利用。含铜的矿石很多,且大多具有鲜艳醒目的颜色。例如:黄铜矿、孔雀石、蓝铜矿等等。其中黄铜矿是最主要的一种。
黄铜矿一般由铜、铁、硫三种元素组成。呈黄铜黄色,表面常有蓝、紫褐色的斑状色块、绿黑色条痕等。有金属光泽,不透明,相对硬度3-4,性脆,相对密度4.1-4.3。
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3、铅矿 |
金属铅是蓝白色的重金属,有毒,质柔软,延性弱,展性强。空气中表面易氧化而失去光泽,变暗。熔点327.5℃,沸点1740℃。主要用于制造电缆、蓄电池,铸造合金,屏蔽电磁波等领域。
铅也是人类最早使用的金属之一,公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。铅是质量最大的稳定元素,在自然界中有4种稳定同位素,还有20多种放射性同位素。
方铅矿(即硫化铅)是比较常见的矿物,是铅矿中分布最广的一种。外观呈铅灰色﹐有强金属光泽﹐摩斯硬度2.5。方铅矿中常常含有银﹐所以中国古代人也会从含银方铅矿中提炼银。
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4、钼矿 |
钼(音:木)是发现得比较晚的一种金属元素,熔点2610℃,沸点5560℃。1792年才由瑞典化学家从辉钼矿中提炼出来。钼是人体和动植物必需的微量元素,同时由于金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,因此很快在工业上得到了广泛的利用。
辉钼矿是最主要的含钼矿产。为铅灰色,有金属光泽,属六方晶系,晶体常 呈六方片状,底面常有花纹,质软有滑感,片薄有挠性,与石墨近似。事实上,直到18世纪末以前,欧洲市场还将石墨和辉钼矿同以molybdenite(辉钼矿)的名称出售。
钼主要用于钢铁工业。在不锈钢中加入钼可以增强耐腐蚀性。铸铁加入钼可以改善强度和耐磨性。此外,因为钼耐高温耐腐蚀的特性,还普遍用于制造火炮内膛、火箭喷口等等领域。是世界各国战略性的重要资源。
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5、锌矿 |
锌(Zinc)是一种浅灰色的过渡金属,熔点为419.5℃,沸点906℃。锌是日常生活中第四"常见"的金属,仅次于铁、铝及铜,但它在地壳中的含量其实并不很多。锌具有很好的导电和导热性,化学性质活泼,也是对人体十分重要的微量元素。锌的外观呈现银白色,在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位,为一相当重要的金属。
锌也是人类自远古时就知道其化合物的元素之一。锌矿石和铜熔化制得合金——黄铜,早为古代人们所利用。但金属状锌的获得比铜、铁、锡、铅要晚得多,一般认为这是由于碳和锌矿共热时,温度很快超过1000 ℃以上。而金属锌的沸点是906℃,故锌即成为蒸气状态,随烟散失,不易为古代人们所察觉。只有当人们掌握了冷凝气体的方法后,单质锌才有可能被取得。世界上最早发现并使用锌的是中国,在10~11世纪首先大规模生产锌。
锌在自然界中,多以硫化物状态存在。主要含锌矿物是闪锌矿。也有少量氧化矿,如菱锌矿,如菱锌矿和异极矿。
闪锌矿是分布最广的锌矿物,几乎总是与方铅矿共生,在地表易风化成菱锌矿。纯闪锌矿近于无色,但通常因含铁而呈浅黄、黄褐、棕甚至黑色。颜色随含铁量的增加而变深;透明度相应地由透明、半透明至不透明;光泽则由金刚光泽、树脂光泽变至半金属光泽。其余比重、硬度等也广受含铁量的影响而改变。
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6、金矿 |
大多数金属呈现银白色,黄金却与众不同。熔点1063℃,沸点2807℃,也是人类最早发现,并第一批加工的金属。早在4000多年前的文物中,已经找到它们的身影,但其实人类对金的应用更早。
金很柔软,容易加工,用指甲都可以在表面留下痕迹。还有所有金属中最强的延展性。一克黄金可以抽成4公里长的金丝。最薄的金箔厚度仅为500万分之一毫米。几乎可以完全透明。但是金的化学性质却非常稳定。除了王水等少数化学溶剂,很难让它发生化学反应。
自古以来,因为其光泽特殊、数量稀少、性质稳定等特点,一直是金属中的“贵族”。在饰品、货币、金融储备等领域至今仍占有主导地位。
金之所以在早期就被人类发现。主要是因为自然界的金矿通常就是纯金。金以游离状态存在,且十分柔软,便于人们的开采和利用。但自然界的金却几乎没有完全纯净的,它们大都含金较多,但总含有少量银,另外还含有微量的钯、铂、汞、铜、铅等。
人们在黄金制品上往往会发现14K、18K等等字样。这表示在每24份重量的合金中,金所占的比重。24K金是最接近纯净的金制品,但以人类目前的技术,还无法得到100%的纯金。
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7、银矿 |
银,顾名思义,拥有银白色的金属光泽。熔点962℃,沸点1750℃。在所有金属中,银的导电性、导热性最高。延展性和可塑性也很好,还具有较强的抗腐蚀、耐有机酸和碱的能力。
和黄金一样,银是一种应用历史悠久的贵金属,至今已超过4000年。由于银独有的优良特性,人们曾赋予它货币和装饰双重价值,英镑和我国解放前用的银元,就是以银为主的银、铜合金。现代的很多精密仪器中也经常使用银制零件。
银易于抛光和造型。还能与许多金属组成合金或假合金。银还具有较强的抗腐蚀、耐有机酸和碱的能力,在普通的温度和湿度下不易被氧化。因此常被制成对精度、耐用性有极高要求的物理仪器器件。银的卤盐化合物还被普遍用作底片的感光物质。
含银矿物多达200余种,但有经济价值、可供白银开采的只有12种。其中主要的有辉银矿,其次是角银矿,也有自然银。
辉银矿呈暗铅灰至铁黑色,金属光泽。摩斯硬度2~2.5,有弱延展性。通常作为其他矿物如铜、铅、锌等的伴生矿物存在。从辉银矿与这些铅、锌矿石中综合提取银,是银的主要来源。
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