基本介紹
- 中文名：斜鋯石
- 外文名：baddeleyite
- 主要產地：巴西、南非
- 形狀：晶體呈板狀、礦石呈不規則形態
- 熔點：低於2950℃
- 選礦方法：離心選礦
形狀及成分,產狀與性質,結構與形態,選礦與性能,
形狀及成分
斜鋯石斜鋯石含游離氧化鋯的天然含鋯礦物。因1899年在巴西的卡爾達斯(Caldas)發現了斜鋯石的大型礦床，故也將斜鋯石稱為巴西石。斜鋯石的化學式為ZrO2，其中Zr：73.9%，O：26.1%，天然斜鋯石一般含ZrO275%～95%。斜鋯石的主要產地是巴西和南非，現每年的產量約1萬幾千噸，其它地方發現很少，在我國未見報導。
產狀與性質
斜鋯石很久以前形成於鹼性複合岩等岩石中，經過風化分離形成河礫礦床。常伴生有磁鐵礦、鋯英石、磷灰石、銅礦等，如在南非，斜鋯石即為生產銅、磷的副產品。
斜鋯石屬單斜晶系，礦石為不規則的塊狀，晶體呈小板狀。顏色自黃色、褐色到黑色，莫氏硬度6.5，比重5.7～6.0，熔點低於2950℃(純ZrO2熔點為2950℃，由於斜鋯石中含有雜質而降低)。
斜鋯石為ZrO2，的低溫穩定相，將斜鋯石加熱至1170℃時它轉化為四方ZrO2，並產生7%左右的體積收縮；在繼續加熱，至2370℃時轉化為立方ZrO2。人們在1930年開始用斜鋯石試製坩堝時，即由於它的晶型轉變致使其熱震穩定性差而未獲得成功。
(1)物化性質
常見晶形為沿(100)板狀，沿(001)微長形，外形像板鈦礦晶體。在砂礦中呈板狀、粒狀，緻密隱品質集合體和結核狀。沿(001)解理完全，沿(110)和(100)解理很差。性脆。斷口不平坦到細貝狀。硬度6～7，相對密度4.5～5.5。棕色、褐色、黃色、淺黃色、琥珀黃色，少數為綠褐色。條痕白色、暗色斜鋯石條痕線黃色。晶體不同程度透明，隱晶質集合體不透明。晶體為金剛光澤，隱晶質礦物為油脂光澤。一般無電磁性，不發螢光。斜鋯石與鹽酸和硝酸不起作用，長時間加熱溶於硫酸，溶於KHSO4。
(2)晶體化學性質
斜鋯石是一種氧化鋯礦物，屬單斜晶系晶體，晶體結構較為複雜，每個鋯原子位於七個氧原子之間，氧原子有兩種狀態：其一，氧原子接近於單體晶胞(100)上，它們與位於三角形角頂的三個鋯原子連線；其二，氧原子接近於通過晶胞中心平行(100)的PP’平面上，它們與位於四面體角頂的四個鋯原子連線。整個鋯石的結構可看成是兩種狀態的氧與鋯結合的原子層沿{100}交替排列而成。Zr-O原子間距對於三角形是0.204nm、0.210nm、0.215nm；對於四面體是0.216nm、0.218nm、0.226nm、0.228nm。
(3)光學性質：折射率n0=2.20，n0=2.19，n0=2.13；重折率0.07；二軸晶負光性，2V=30。；多色性明顯。以板狀晶和極高正突起與鋯石相區別。
結構與形態
(一)晶體結構
斜鋯石為單斜晶系，晶胞軸長n0=0.5169nm，b0=0.5232nm，c0=0.5341nm；β=99。15’，單位晶胞中分子數Z=4。
合成ZrO2加熱到1000℃為四方晶系；在1900℃長時間加熱則成為立方變體，但在常溫下穩定的變體屬單斜晶系。斜鋯石的結構，可以看成是兩種狀態的氧和鋯結合的原子層沿{100}交替排列而成，如圖14-4所示，斜鋯石晶體如圖14-5所示
(二)晶體形態
晶體通常沿c軸延伸的短狀或長柱狀，有時沿b軸延伸呈柱狀，成{100}、{010}發育的板狀、方狀晶體、聚片雙晶，晶面花紋發育，集合體呈放射纖維狀、塊狀等。
選礦與性能
斜鋯石主要見於鹼性基性岩、碳酸岩以及相應成分的脈岩中，與霞石、霓石、磷灰石、螢石、鈣鈦礦、鋯石燒綠石等共生。在霓霞岩脈中見到的隱晶質鋯石，為後期蝕變產物，與沸石、黏土礦物共生。礦物產地有南非帕拉波羅、俄羅斯科夫多爾。
斜鋯石在原礦中的品位很低，必須經選礦提純後才能使用。先將原礦破粉碎，用球磨機進行濕法磨細，以浮選的方法將含銅礦物分離出來。尾礦用水清洗後，用磁選機選別磁鐵礦等磁性物。非磁性礦物再經若干次浮選，就能使含銅礦物和磷灰石徹底分離。將剩餘的尾礦用離心式選礦機將其中的矽砂分離而得到斜鋯石、鈾和釷的氧化物等組成的重礦物混合砂。最後再根據它們比重和磁性的差異，利用磁選和酸化的辦法將其中的組分分離，水洗和篩分後得到含ZrO296%～98%的斜鋯石精礦。
