斜锆石

矿石种类

斜锆石矿是一种含游离氧化锆90%以上的天然矿物原料，同时还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2等杂质。斜锆石属单斜晶系，矿石为不规则的块状，颜色呈黄色、褐色或黑色，矿石密度5.5～6g/cm3，熔点2500～2950℃。斜锆石可作为高级耐火材料，也可用于提炼金属锆，还可以制造颜料、化学品、研磨材料和高技术陶瓷。

形状成分

斜锆石的晶体为板状，晶体集合体为不规则的块状。颜色有黄、褐、黑等色调。主要产于与碱性或超基性岩有关的烧绿石碳酸岩矿床中及其风化后形成的砂矿里。

斜锆石含游离氧化锆的天然含锆矿物。因1899年在巴西的卡尔达斯(Caldas)发现了斜锆石的大型矿床，故也将斜锆石称为巴西石。斜锆石的化学式为ZrO2，其中Zr：73.9%，O：26.1%，天然斜锆石一般含ZrO275%～95%。斜锆石的主要产地是巴西和南非，现每年的产量约1万几千吨，其它地方发现很少，在我国未见报道。

产状性质

斜锆石很久以前形成于碱性复合岩等岩石中，经过风化分离形成河砾矿床。常伴生有磁铁矿、锆英石、磷灰石、铜矿等，如在南非，斜锆石即为生产铜、磷的副产品。

斜锆石属单斜晶系，矿石为不规则的块状，晶体呈小板状。颜色自黄色、褐色到黑色，莫氏硬度6.5，比重5.7～6.0，熔点低于2950℃(纯ZrO2熔点为2950℃，由于斜锆石中含有杂质而降低)。

斜锆石为ZrO2，的低温稳定相，将斜锆石加热至1170℃时它转化为四方ZrO2，并产生7%左右的体积收缩；在继续加热，至2370℃时转化为立方ZrO2。人们在1930年开始用斜锆石试制坩埚时，即由于它的晶型转变致使其热震稳定性差而未获得成功。

(1)物化性质

常见晶形为沿(100)板状，沿(001)微长形，外形像板钛矿晶体。在砂矿中呈板状、粒状，致密隐品质集合体和结核状。沿(001)解理完全，沿(110)和(100)解理很差。性脆。断口不平坦到细贝状。硬度6～7，相对密度4.5～5.5。棕色、褐色、黄色、浅黄色、琥珀黄色，少数为绿褐色。条痕白色、暗色斜锆石条痕线黄色。晶体不同程度透明，隐晶质集合体不透明。晶体为金刚光泽，隐晶质矿物为油脂光泽。一般无电磁性，不发荧光。斜锆石与盐酸和硝酸不起作用，长时间加热溶于硫酸，溶于KHSO4。

(2)晶体化学性质

斜锆石是一种氧化锆矿物，属单斜晶系晶体，晶体结构较为复杂，每个锆原子位于七个氧原子之间，氧原子有两种状态：其一，氧原子接近于单体晶胞(100)上，它们与位于三角形角顶的三个锆原子连接；其二，氧原子接近于通过晶胞中心平行(100)的PP’平面上，它们与位于四面体角顶的四个锆原子连接。整个锆石的结构可看成是两种状态的氧与锆结合的原子层沿{100}交替排列而成。Zr-O原子间距对于三角形是0.204nm、0.210nm、0.215nm；对于四面体是0.216nm、0.218nm、0.226nm、0.228nm。

(3)光学性质：折射率n0=2.20，n0=2.19，n0=2.13；重折率0.07；二轴晶负光性，2V=30。；多色性明显。以板状晶和极高正突起与锆石相区别。

结构形态

(一)晶体结构

斜锆石为单斜晶系，晶胞轴长n0=0.5169nm，b0=0.5232nm，c0=0.5341nm；β=99。15’，单位晶胞中分子数Z=4。

合成ZrO2加热到1000℃为四方晶系；在1900℃长时间加热则成为立方变体，但在常温下稳定的变体属单斜晶系。斜锆石的结构，可以看成是两种状态的氧和锆结合的原子层沿{100}交替排列而成，如图1所示，斜锆石晶体如图1所示

(二)晶体形态

晶体通常沿c轴延伸的短状或长柱状，有时沿b轴延伸呈柱状，成{100}、{010}发育的板状、方状晶体、聚片双晶，晶面花纹发育，集合体呈放射纤维状、块状等。

选矿性能

斜锆石主要见于碱性基性岩、碳酸岩以及相应成分的脉岩中，与霞石、霓石、磷灰石、萤石、钙钛矿、锆石烧绿石等共生。在霓霞岩脉中见到的隐晶质锆石，为后期蚀变产物，与沸石、黏土矿物共生。矿物产地有南非帕拉波罗、俄罗斯科夫多尔。

斜锆石在原矿中的品位很低，必须经选矿提纯后才能使用。先将原矿破粉碎，用球磨机进行湿法磨细，以浮选的方法将含铜矿物分离出来。尾矿用水清洗后，用磁选机选别磁铁矿等磁性物。非磁性矿物再经若干次浮选，就能使含铜矿物和磷灰石彻底分离。将剩余的尾矿用离心式选矿机将其中的硅砂分离而得到斜锆石、铀和钍的氧化物等组成的重矿物混合砂。最后再根据它们比重和磁性的差异，利用磁选和酸化的办法将其中的组分分离，水洗和筛分后得到含ZrO296%～98%的斜锆石精矿。

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