Nguyên liệu P được hình thành trong các loại mỏ sau: magma, carbonatit, karno, nhiệt dịch, phong hoá, trầm tích, biến chất.
1. Mỏ magma:
Trong qúa trình thành tạo magma kiềm, siêu bazơ, bazơ dẫn đến những tích tụ quặng apatit. Mỏ điển hình là Khibin (Liên Xô).
5 thành hệ quặng apatit (5 thành hệ này rất có giá trị công nghiệp): - Apatit – nephelin
- Apatit – nephelin TR Trong đá kiềm - Apatit – manhetit
- Apatit – titanomanhetit Trong đá bazơ - Apatit
2. Mỏ skarno:
Thân khoáng phát triển ở đới ngoại tiếp xúc. Apatit ở dạng thấu kính, bướu, ổ, hàm lượng apatit dao động từ 5 25%. Loại mỏ này rất có ý nghĩa công nghiệp, vì ngoài trữ lượng lớn apatit có thể khai được còn lượng lớn một số khoáng vật không kim loại như flogopit, calcit, dolomit.
3. Mỏ nhiệt dịch:
Các thành tạo quặng nhiệt dịch apatit thường phát triển thành mạch, mạng mạch trong tầng carbonat. Apatit thường đi cùng với casiterit nhiệt dịch nhiệt độ cao – trung bình, quy mô nhỏ, ít có giá trị công nghiệp; điển hình ở Trung Quốc, Thụy Điển.
4. Mỏ carbonatit:
Apatit đi cùng flogopit – vermiculit. Thân quặng dạng bướu, ổ nằm trong carbonatit. Loại mỏ này tương đối có giá trị công nghệp. Apatit được khai thác cùng flogopit, vermiculit.
5. Mỏ phong hoá:
Trong quá trình phong hoá hoá học dưới tác động của nước ngầm giàu CO2 và axit humic (hữu cơ), một số apatit trong các muối thuộc phosphat Ca bị hoà tan và chúng lắng đọng trong các hang, phễu kast còn gọi là photphorit hang động, có tuổi C - P. Thân khoáng dạng ở, túi, phễu; hàm lượng P2O5 = 6 – 18%.
Phosphat calci ở trạng thái vô định hình có thể nghiền bón trực tiếp. Miền Bắc Việt Nam có rất nhiều điểm quặng phosphorit thuộc loại hình này nhưng tài nguyên không lớn và nhiều nơi đã bị khai thác cạn kiệt. Trự lượng phosphorit chỉ vài ngàn đến vài chục ngàn tấn P2O5. Tụ khoáng lớn nhất là tụ khoáng Vĩnh Thịnh - Lạng Sơn, có trữ lượng 195.000 tấn, song cũng đã được khai thác gần hết.
Việt Nam có phosphorit ở nhiều nơi như: Cao bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Sơn La, yên Bái.
Chương 15. NHÓM NGUYÊN LIỆU KỸ THUẬT. 15. 1. ASBET.
15. 1. 1. Tính chất vật lý và công dụng.
1. Tính chất
Asbet là nhóm khoáng vật có tính chất vật lý hoá học giống nhau có thể tách thành sợi nhỏ (có đường kính tới 10-4mm và dài từ 0,01 0,1 đến 250 – 300mm), có tính chất cách điện, cách nhiệt (nhiệt độ nóng chảy 1550C), độ bền của sợi rất cao (đến 320 kg/mm2), Chịu được axit, kiềm. Tuỳ thuộc và cấu trúc tinh thể người ta chia ra: crizitin – asbet, serpentin và amfibol.
2. Công dụng
Crizotin – asbet được dùng để sản xuất vải chịu nhiệt, bìa, giấy, sản phẩm asbet – xi măng (tấm để phủ mái nhà, đường ống), vật liệu giảm – cách nhiệt, tấm đệm, cũng như nguồn mang chất xúc tác.
Amfibol – asbet chủ yếu dùng để sản xuất dụng cụ chịu axit và kiềm cũng như nước biển. biến thể của nó như crizotin – asbet, nhò khả năng hấp thụ cao được dùng để làm phin lọc ngăn bụi khí phóng xạ.
Tuy nhiên, những năm gần đây do phát hiện ra các hoạt tính trong asbet có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, một số nước đã cấm sử dụng asbet và bắt buộc phải thay thế hoặc phá bỏ các công trình có sử dụng asbet.
15. 1. 2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trưng.
Asbet là sản phẩm biến đổi nhiệt dịch xảy ra đối với các đá siêu mafic hoặc đá carbonat giàu thành phần magiê. Asbet còn được sinh thành do quá trình tự biến chất trong khối đá siêu mafic có nghĩa là dung dịch tạo asbet được sinh ra từ bản thân đá magma siêu mafic.
Các khoáng vật đặc trưng:
- Actinolit Ca2(Mg, Fe)5 (Si8O22) (OH,F)2
- Tremolit Ca2Fe5 (Si8O22) (OH,F)2
- Amozit (Mg, Mg)7(Si4O11)(OH)
15. 1. 3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng.
Hầu hết các mỏ asbet được thành tạo liên quan với quá trình biến đổi các đá giàu Mg, Fe.
1. Mỏ nhiệt dịch biến chất
Quá trình nhiệt dịch tác động lên các khối magma bazơ sẽ tạo thành asbet. Cùng với quá trình nhiệt dịch còn xảy ra quá trình tự biến chất nên gọi là các mỏ nhiệt dịch biến chất. Thân khoáng là loạt mạch amfibol – asbet, crizotin. Loại này ít có giá trị công nghiệp, quy mô nhỏ, thân khoáng phát triển trong đá siêu bazơ.
2. Mỏ skarno
Gồm các đá crizotin, thân khoáng dạng bướu mạch. Loại mỏ này ít phổ biến, ít có giá trị.
3. Mỏ biến chất
Trong quá trình biến chất khu vực, các đá giàu mg, fe bị biến đổi dẫn đến thành tạo các thân khoáng asbet, amfibol (artinolit, tumolit,…) quy mô lớn, có giá trị công nghiệp. Đá này cung cấp gạch chịu lửa.
Asbet ở Việt Nam phân bố trong các khe nứt liên quan cới quá trình serpentin hoá các đá siêu bazơ, bazơ, có các mạch với quy mô khá phức tạp. Asbet có màu trắng, trắng xám, trắng đục, trắng phớt xanh. Sau đây chỉ mô tả vùng tụ khoáng Khu Quýt và Khu Quốc.
Vùng tụ khoáng Khu Quýt và Khu Quốc: Kéo dài từ Ba Vì (Hà Tây) đến Lương Sơn (Hoà Bình), chiều dài 21 – 25 km, với 20 khối peridotit bị serpentin hoá nằm trong các đá phun trào của hệ tầng Viên Nam (P2 – T1vn), trong đó có 10 khối có chứa asbet. Các khối cách nhau bốn – 5 km, chiều dài 200 – 1. 000m, chiều rộng 20 – 100m. các mạch tremolit – asbet và antophylit asbet có chiều dày từ vài mm đến hàng chục cm. Khoáng hoá công nghiệp chỉ nằm ở độ sâu tối đa vài chục mét. Asbet chủ yếu là tremolit asbet với chiều dài sợi 1 – 10mm, loại tốt 20mm, khó tách nhỏ, kém dẻo nên chủ yếu dùng sản xuất
15. 2. MICA 15. 2. 1. Tính chất vật lý và công dụng.
1. Tính chất
Mica là một trong những khoáng vật phổ biến của các loại đá trong vỏ Trái Đất. Mica là nhóm khoáng vật silicat tạo đá có cấu trúc lớp và thành phần hoá học đa dạng, công thức chung là: XY2-3[Z4O10][OH, F]2, trong đó X là K, Na, ca đôi khi Pb hoặc Ba; Y là Al, Mg, Fe, Mg cũng như Zn, V, Li hoặc Ti, Cr và Zn là Si có thể một phần được thay thế bởi Al hoặc Fe3+. Mica kết tinh dạng tấm hoặc dạng vảy, cát khai hoàn toàn theo một phương, có thể tách ra thành tấm mỏng, có tính chất cách điện (với cường độ khoảng 208 khoáng vật/mm2), cách âm, cách nhiệt, đàn hồi (khả năng chịu nén ép 2000 – 4000 kg/cm2. kích thước các tấm mica từ mm2 đến hàng m2, lớn nhất 7m2.
2. Công dụng
45% sản lượng khai thác mica (muscovit) được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ thuật, chế tạo bản cách điện, vật liệu cách nhiệt, cách âm, sản xuất bột cho công nghiệp công nghiệp giấy, công nghiệp sản xuất sơn; sản xuất các chất độn làm vật liệu xây dựng (giấy dầu). Muscovit có khả năng trao đổi cation nên được ứng dụng dùng sản xuất phân vi lượng để cải tạo đất trồng.
15. 2. 2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trưng.
Mica là tên chung của nhóm khoáng vật alumosilicat lớp, chúng là những khoáng vật có mặt trong nhiều loại đá nhất là nhóm đá axit. Tuy vậy chúng chúng cũng tồn tại dưới dạng các khoáng vật độc lập rất có ý nghĩa công nghiệp.
Các khoáng vật đặc trưng:
- Muscovit KAl2(AlSi3O10) (OH,F)2
- Flogopit K(Mg, Fe)3 (AlSi3O10) (OH, F)2
- Lepidolit KliAl (Si4O10) (OH, F)2
- Vecmiculit (Mg, Fe)[(Si, Al)4 O10] (OH, F)2.4H2O - Biotit K(Mg, Fe)3(AlSi3O10 O10)(OH, F)2
15. 2. 3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng.
1. Mỏ mgama
Trong quá trình thành tạo magma có thành phần axit xuất hiện tích tụ muscovit vảy nhỏ phân bố trong đá. Loại này ít có giá trị công nghiệp.
2. Mỏ pegmatit
Các thành tạo pegmatit axit chứa muscovit vảy rất lớn có những tấm vài m2, những tích tụ này rất có giá trị công nghiệp và khai thác cùng beril, topa, turmalin, felspat. Muscovit công nghiệp tạo thành dạng ổ và tập trung trong các đới pegmatit hạt thô, thường ở phần trên các thân pegmatit.
Việt Nam , các thể pegmatit granit chứa mica có giá trị công nghiệp phân bố trong các đá có tuổi Proterozoi dọc sông Hồng (Lào cai và Phú Thọ) và trong các đá biến chất Proterozoi vùng Đại Lộc (Quảng nam).
3. Mỏ carbonatit
Carbonatit chứa flogopit đi cùng apatit, fuorit, barit, thạch cao. Quy mô mỏ nhỏ, ít có giá trị công nghiệp. Thân khoáng dạng ổ nhỏ chứa flogopit.
4. Mỏ skarno
Skarno chứa flogopit ít có giá trị công nghiệp.
5 Mỏ biến chất
Biến chất khu vực (nhiệt động) hình thành nham tầng đá phiến kết tinh quy mô lớn chứa muscovit. Loại này ít có giá trị công nghiệp.
6. Mỏ phong hoá
Do quá trình phong hoá hoá học các đá chứa biotit, chứa flogopit sẽ bị phong hoá làm xuất hiện mica vermiculit.
Việt có mica ở nhiều nơi như Lào Cai, Phú Thọ, Đại Lộc (Đà Nẵng). Chỉ nêu vùng tụ khoáng Lào Cai.
* Vùng tụ khoáng Lào cai thuộc huyện Bảo Thắng - tỉnh Lào cai: kéo dài 50 km, rộng khoảng 7 km. Trong thời gian 1960 – 1964 đã phát hiện 200 thân pegmatit lớn nhỏ khác nhau đoạn từ Lào Cai đến Bảo Hà trong đó có 50 thân có triển vọng nhưng mới điều tra thăm dò 20 thân, trong đó có 17 thân tính được trữ lượng muscovit. Các thân quặng nằm theo đường phương của đá có kích thước lớn với chiều dài mỗi thân vài trăm mét, rộng xấp xỉ 100m. các thân pegmatit cắt qua đá phiến mica
thường chứa muscovit công nghiệp, còn các thân trong gneis thường giàu felspat nên có triển vọng về kaolin ở phần phong hoá và felspat ở phần nguyên sinh.
15. 3. THẠCH ANH QUANG HỌC VÀ THẠCH ANH ÁP ĐIỆN. 15. 3. 1. Tính chất vật lý và công dụng.
1. Tính chất vật lý
Thạch anh có 2 biến thể: Thạch anh α và thạch anh β
Trong tự nhiên thạch anh có rất nhiều màu sắc khác nhau: không màu trong suốt (thạch anh pha lê); trắng sữa; morion (thạch anh màu đen); améthys (thạch anh màu tím); xitrin (thạch anh màu vàng), ánh kim; rautapa (thạch anh màu ám khói). Màu sắc của thạch anh có thể bị mất đi do tác động của nhiệt độ, ánh sáng (ở nhiệt độ 3500C các màu kể trên thường mất hẳn). Độ cứng 7, tỷ trọng 2,65, vết vỡ vỏ sò. Năm 1880 hai nhà vật lý người Pháp là Pierơ và Jắc Quiri đã phát hiện ra hiệu ứng điện áp trong tinh thể thạch anh (tức là hiệu ứng điện xuất hiện do ép tinh thể thạch anh).
Ví dụ: Cắt một bản thạch anh vuông góc với trục L2, đặt bản này vào giữa 2 tấm kim loại (như hai điện cực) rồi ép theo trục l2, tức thì trên 2 điện cực xuất hiện 2 đại lượng điện tích bằng nhau nhưng trái dấu nhau. Nếu ta căng bản thạch anh ra thì lập tức các cực điện bị đổi dấu điện tích. Đại lượng điện tích xuất hiện tỷ lệ thuận với sức ép hay sức căng mà bảng thạch anh phải chịu.
2. Công dụng
Thạch anh dùng trong công nghiệp nấu thủy tinh, sản xuất pha lê cao cấp, bát thủy tinh cách điện; sản xuất các dụng cụ quang học (nêm thạch anh, lăng kính, thấu kính, kính lúp); sản xuất đồ trang sức. Tinh thể thạch anh trong suốt được sử dụng làm các lin kiện trong kỹ thuật radio, kỹ thuật siêu âm và quang học.
15. 3. 2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trưng.
1. Tính chất địa hoá
Nguyên tố silic (Si) chiếm 29,55) trong vỏ Trái Đất. Silic cùng oxy tạo nên khoáng vật thạch anh.
2. Các khoáng vật của thạch anh:
Thạch anh có 4 biến thể, mỗi biến thể tồn tại trong trong khoáng nghiệt độ nhất định.
- Thạch anh β: T<5730C. - Thạch anh α: T = 573-8700C. - Thạch anh Tridimit T = 573-8700C. - Thạch anh critobalitT = 1470-17100C.
15. 3. 3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng.
1. Mỏ pegmatit:
Những tích tụ tinh thể thạch anh kích thước lớn: thạch anh quang học và áp điện. Thành phần gồm thạch anh màu xám chứa morion, topa, berin, đôi khi có fluorit. Loại này rất có giá trị công nghiệp.
2. Mỏ nhiệt dịch:
Các thành tạo nhiệt dịch nhiệt độ thấp – trung bình – cao. Tinh thể thạch anh tương đối hoàn chỉnh, tạo thành những mạch thạch anh, mạng mạch chứa Sn, W, Mo, Au. Ở trong nhân mạch gặp các khoang nhỏ chứa chứa các tinh thể thạch anh pha lê. Rất có giá trị công nghiệp.
3. Mỏ phong hoá:
Thân khoáng dạng lớp phủ thấu kính, dạng lớp trong trầm tích bở rời tạo thành sa khoáng bờ biển, tương đối có giá trị công nghiệp.
Đến nay đã phát hiện được 29 điểm quặng, phân bố ở các tỉnh: Hà Giang, Thái Nguyên, Cao bằng, Lạng Sơn, Bắc cạn, Quảng Ninh (Đồng mua), Nghệ An (Rú Nhón), Hà Tĩnh, Bình Định, Khaáh Hoà, Phan Thiết, Bình Thuận, Đồng nai (Xuân Tân).
15. 4. GRAPHIT. 15. 4. 1. Tính chất vật lý và công dụng.
1. Tính chất:
Graphit là một biến thể của carbon có kiến trúc đặc biệt. Graphit có tính dẫn điện, dẫn nhiệt như một kim loại. Nhiệt độ nóng chảy 3.8500C; tỷ trọng 1,80 – 2,23; độ cứng 1; giòn khi ở dạng vảy mỏng; sờ trơn tay; làm đen tay đen giấy.
Phân biệt 2 biến thể của graphit: Graphit hạt lớn và graphit ẩn tinh (dạng đất). 2. Công dụng:
Graphit hạt lớn dùng chủ yếu để sản xuất vật liệu chịu lửa như nồi đúc hợp kim nóng chảy, nồi hơi, ống chuyền nước (ống xi phong), điện cực, sản xuất acquy kiềm, các tiếp xúc trượt của máy phát điện., bôi trơn các ổ bi máy gia tốc lớn, vòng đệm pitông. Graphit sạch dùng làm chất hãm trong lò phản ứng hạt nhân, làm các chi tiết trong tên lửa, trong vô tuyến màu, để sản xuất kim cương nhân tạo.
Graphit ẩn tinh dùng trong công nghiệp đúc để phủ bề mặt các khuôn đúc. Số lượng nhỏ graphit dùng làm chất độn trong giấy để sản xuất mực đèn. sản xuất sơn chịu nhiệt trong các nồi hơi, làm bút chì. Do graphit dẫn điện tốt cho nên sử dụng trong chế tạo acquy, pin.