《工业矿物与岩石》教学大纲

《工业矿物与岩石》教学大纲（总学时：64讲课学时：40实验学时：24）一、课程教学目的工业矿物与岩石是为材料科学与工程、材料化学及相关专业高年级学生开设的专业主干课程。通过本课程的教学，使学生掌握主要工业矿物的矿物学与鉴定特征、晶体结构与晶体化学、理化性质与工艺技术性能、主要应用领域、原理与途径；了解主要工业矿物的开发应用现状与趋势、性能改善与优化、开采与选矿方法、产出状态与共生组合、主要产地与分布；掌握主要工业岩石原料的岩石类型、矿物组成与岩相学、化学成分与物理性质、工艺技术特性与应用途径；了解主要工业岩石原料的产状与分布、开采与选矿方法、工业应用的技术要求、应用现状与发展趋势、主要产地与分布。二、课程教学的基本内容、要求及学时分配第一章绪论3学时，了解内容包括：工业矿物与岩石的概念、分类。第二章架状硅酸盐5学时，掌握内容包括：石英族、长石族、沸石族等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第三章层状硅酸盐8学时，掌握内容包括：云母族、蛭石、滑石、叶蜡石、高岭石、蒙脱石、坡缕石、海泡石第四章链状硅酸盐3学时，掌握内容包括：辉石族、闪石族、硅灰石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第五章岛状硅酸盐2学时，掌握内容包括：红柱石、蓝晶石、夕线石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第六章单质与卤化物5学时，掌握内容包括：金刚石、石墨、萤石等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第七章其它含氧盐矿物4学时，掌握内容包括：菱镁矿、重晶石、石膏、硬石膏等工业矿物的矿物学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第八章工业岩石原料4学时，掌握内容包括：霞石正长岩、煤矸岩、硅藻土等工业岩石的岩石学特征、工艺技术特性、工业应用、研究现状与趋势等。第九章工业固体废物2学时，掌握内容包括：粉煤灰等固体废物的物相组成、物理-化学性质、工业应用、研究现状与趋势等。第十章晶体光学基础4学时，掌握内容包括：偏光显微镜的结构、工作原理与使用，晶体光学理论及晶体在偏光显微镜下的性质与鉴定。三、实践性教学内容、要求及学时分配偏光显微镜的结构与使用2学时，掌握单偏光镜下解理、多色性、突起等级的观察4学时，掌握正交偏光镜下晶体光学性质观察6学时，掌握锥光镜下晶体光学性质观察4学时，掌握透明矿物的系统鉴定8学时，掌握四、本课程与其他课程的联系及分工学习该课程时，学生应具有初步的普通地质学和材料学基础知识，有较扎实的结晶学、矿物学通论基础，前导课程包括：地球科学概论、材料科学概论、结晶学与矿物学通论。结晶学原理、矿物晶体化学与分类、典型晶体结构等内容在《结晶学与矿物学通论》课程讲授；五、教学方式该课程采用课堂讲授、学生自学和撰写读书报告、课堂实践的形式开展教学。课堂讲授采用多媒体；学生在教师指导下自学和撰写读书报告；实践教学在教师指导下学生独立操作。六、成绩评定办法理论试题成绩占60%；读书报告成绩占10%；实验报告成绩占30%。七、教材及教参，中外文核心期刊名称教材：工业矿物与岩石，马鸿文，2001，地质出版社。教参：工业矿物与岩石，S.J.莱方德（美），1984，地质出版社。工业矿物与岩石，米.库日瓦尔特（俄），1987，地质出版社。中国工业矿物和岩石，陶维屏，张培元，1987地质出版社。应用矿物学，潘兆橹等，1993，武汉工业大学出版社。非金属矿物原料特性与应用，古阶祥，1990，武汉工业大学出版社。非金属矿产开发应用指南，郑延力等，1992，西安：陕西科学技术出版社。IndustrialMineralsandRocks,6th,CarrDD，1994，Colorado.TheIndustrialMineralsHandbook,HarbenPW,1995，England.八、有关网站中国科技网中国期刊网中国玻璃网中国建材信息资源网中国建材工业产品信息网中国专利网中国耐火材料行业网美国研究单位目录世界各地的学校和大学主页://webmineral.comGemDatabase九、教学内容第一章绪论一、概念工业矿物与岩石；矿石；矿物燃料；矿物；岩石；工业矿物与岩石概念的外延二、工业矿物与岩石的特点三、工业矿物与岩石分类用途分类；工业矿物与岩石的成分-成因分类四、工业矿物与岩石的研究内容五、工业矿物与岩石的研究方向六、主要参考文献七、相关网站本章重点1．工业矿物与岩石的概念2．工业矿物与岩石用途分类3．工业矿物与岩石的（结构）成分-成因分类4．工业矿物与岩石的研究内容思考讨论题1．工业矿物与矿物、工业岩石与岩石的异同点是什么？2．为什么工业矿物与岩石有不同分类方法？第二章架状硅酸盐一、石英1.石英（SiO2）的存在状态2.石英变体3.石英（SiO2）材料二、长石1．概述2.长石的工艺技术特性3.长石的用途及质量要求4.长石作为陶瓷-玻璃原料的作用5．长石资源三、沸石1．概述2.沸石的结构3.沸石的工艺技术特性4.沸石的应用5．沸石岩的选矿工艺6.沸石的化学改性7.沸石的合成8.沸石资源本章重点1.石英变体2.长石作为陶瓷-玻璃原料的作用3．沸石晶体结构-性能-应用的关系思考讨论题1.为什么石英发生多晶转变会影响材料的性能？2．长石作为陶瓷-玻璃助熔原料的机理？3．为什么沸石具有分子筛效应和离子交换功能？第三章层状硅酸盐一、云母1.概述2.白云母：工艺技术特性、应用3.金云母：工艺技术特性、应用4．锂云母（鳞云母）5.云母资源二、蛭石1.概述2.工艺技术特性：膨胀性；阳离子交换性和吸附性；隔音性；隔热性和耐火性；耐冻性和抗菌性；化学稳定性3.蛭石的应用：土壤改良；园艺栽培；环境保护；建筑材料；保温材料；畜牧业；药用4．蛭石资源三、滑石1.概述2.工艺技术特性：热学性能；电绝缘性能；化学稳定性；吸附性和覆盖性3.滑石的应用：填料；涂料填料；陶瓷原料；药用滑石4．滑石资源、开采与加工四、叶蜡石1.概述2.工艺技术特性：热辐射性；耐烧蚀性；耐高温性；化学稳定性3.叶蜡石的应用：陶瓷原料；耐火材料；玻璃纤维原料；填料和载体；密封材料和反应腔材料；技术陶瓷原料；雕刻彩石、观赏石和印章石原料4．滑石资源与选矿五、高岭石1.概述2.工艺技术特性：粒度大小、分布及表面积；颜色和白度；可塑性及粘结性；烧结性及耐火度；吸附性和电绝缘性；化学性质；3.高岭石的应用与技术要求：陶瓷原料；造纸原料；橡胶、塑料及油漆填料；耐火材料原料；建筑材料原料炼钢熔剂；合成4A型沸石分子筛原料4．选矿与处理5．研究现状及趋势6．资源状况六、蒙脱石1.概述2.工艺技术特性：表面电性；膨胀性；悬浮性和造浆性；阳离子交换性和吸附性；热稳定性；可塑性和粘结性3.工业应用与技术要求：悬浮剂；冶金工业粘结剂；吸附剂和净化剂；填加剂；稠化剂；工业用粮代用品4．膨润土和蒙脱石的改性：钠化；酸化；有机化；Li化；凝胶化；柱撑七、坡缕石1.概述2.工艺技术特性：比表面积；阳离子交换性和吸附性；悬浮性及流变性；催化性；人工改性3.坡缕石的应用：钻井泥浆原料；稠化剂和稳定剂；吸附剂、脱色剂、净化剂、过滤剂；催化剂；粘结剂和密封剂；填料和调节剂八、海泡石1.概述2.海泡石的性质与应用：本章重点1.白云母的电学特性2.蛭石的膨胀性与应用3．滑石和叶蜡石成分与应用的关系4．高岭石与陶瓷材料5．蒙脱石的改性6．坡缕石与海泡石的悬浮性与流变性思考讨论题1.蛭石的膨胀性与其结构和成分有何关系？2．为什么高岭石被作为陶瓷材料的原料？3．蒙脱石改性处理的目的是什么？4．坡缕石与海泡石作为钻井泥浆原料的主要原因是什么？第四章链状硅酸盐一、透辉石与透闪石1.概述2.工艺技术特性与应用：透辉石；透闪石二、硅灰石1.概述2.工艺技术特性3．硅灰石的应用：陶瓷原料；涂料填料；塑料、橡胶填料；建材原料4．合成硅灰石5．硅灰石资源三、石棉（一）角闪石石棉1．概述2．工艺技术特性：纤维性与劈分性；力学性能；电学性能；耐酸碱腐蚀性；热学性质；3．角闪石石棉的应用：石棉纺织制品；石棉水泥制品；气体和液体净化材料；塑料、橡胶、涂料的填料；橡胶增强材料；涂料填料（二）蛇纹石石棉1．概述2．工艺技术特性：机械强度；热稳定性；电学性质；磁学性质；比表面积；化学稳定性；生物活性；吸附性能；分散成浆性能3．温石棉的应用：石棉水泥制品；石棉纺织品；石棉塑料制品；石棉摩阻材料；石棉沥青制品；石棉接合填料和填塞混合物；石棉保温隔热制品4．石棉的资源与健康本章重点1.透辉石与透闪石与陶瓷原料2．硅灰石形态与应用的关系3．石棉纤维思考讨论题1.为什么透辉石与透闪石可以作为陶瓷原料？2．硅灰石作为陶瓷原料与涂料填料的主要表现有哪些？3．为什么石棉对人体有害？第五章岛状硅酸盐（蓝晶石类）一、概述二、工艺技术特性三、蓝晶石类矿物的应用：莫来石耐火材料；不烧耐火材料；陶瓷原料；宝石原料；硅铝合金本章重点1.蓝晶石类矿物高温相变2.蓝晶石类矿物与耐火材料思考讨论题1.蓝晶石类矿物作为耐火材料原料的主要表现有哪些？2．蓝晶石类矿物对耐火材料物相的贡献是什么？第六章单质与卤化物一、金刚石1.概述2.金刚石的工艺技术特性：光学性质；机械性质；电学性质；热学性质；化学性质3.金刚石的用途：宝石级金刚石—钻石；工业级金刚石4．金刚石的形成条件、产出状态、资源分布、开采与人工合成二、石墨1．概述2．工艺技术特性：耐高温性；吸热性；散热性；导电性；导热性；润滑性；可加工性；涂敷性；化学稳定性；中子减速性能3．石墨的用途：冶金领域；润滑剂；电气工业原料；防腐蚀材料；原子能工业和国防工业原料4．石墨采矿、选矿与资源三、萤石1．概述2．工艺技术特性：光学性质；助熔性；化学性质3．萤石的应用：冶金熔剂；化工原料；建材原料；光学材料本章重点1.金刚石的工艺技术特性2.石墨的热学和电学性质3．萤石的助熔性思考讨论题1.石墨和金刚石的化学成分都是碳，但为什么它们的性质差别很大？2．萤石为什么能助熔？第