芒硝矿资源概述

芒硝是一种天然的硫酸盐类矿物，是重要的化工、轻工原料。芒硝是现代矿物学中一个矿物的种名。但在矿物学、岩石学中，芒硝不仅是指一种矿物，而且是指能从其中提取硫酸钠组分的一组矿物。因此从矿床学的角度来说，芒硝矿床称为硫酸钠矿床更为适宜。
    世界上已知含硫酸钠的矿物有10多种，其中最常见并具有工业价值的有芒硝、无水芒硝、钙芒硝、白钠镁矾4种工业矿物和盐湖卤水，此外还有碳酸芒硝、钾芒硝等多种含硫酸钠的矿物。
    芒硝除应用于制造工业无水硫酸钠、硫化碱、洗涤剂和造纸外，还广泛应用于纺织、印染、染料、无机颜料、印刷油墨、医药、鞣革、选矿等领域。因此，它是国民经济中十分重要的矿物原料。

一、 矿物原料特点

    在自然界中，能提取硫酸钠的最主要的矿物有芒硝、无水芒硝、钙芒硝和白钠镁矾。前两者是含硫酸钠的单盐，后两者是复盐。由于组成芒硝类矿物的化学元素均为亲石元素，而亲石元素多为非色素离子，因此芒硝矿物多为无色、白色或灰色。具玻璃光泽，透明—半透明。组成芒硝的化学元素的原子量小，半径大，因而矿物晶体结构中多含结晶水。此外，芒硝矿物还具有比重小、硬度低、折射率低等特点。
    芒硝(Na₂ SO₄·10H₂ O)：又名格劳柏盐，含结晶水55.9%，硫酸钠44.1%。纯矿物含Na₂O 19.3%，SO₃ 24.8%。单斜晶系，通常呈粒状、块状，也有呈皮壳状或被膜状。无色透明，杂质将其染成灰、灰绿、淡黄、乳白、黑色等。玻璃光泽。条痕白色。硬度1.5～2.0。比重1.48。有微苦咸味。在100℃时失去结晶水。在干燥空气中逐渐失水而转变为白色粉末状无水芒硝，燃烧时火焰现深黄色。溶于水和甘油而不溶于乙醇。
    无水芒硝(Na₂SO₄)：不含水，纯矿物含Na₂O 43.68%，SO₃ 56.32%。斜方晶系，晶体呈双锥状或板状。常表现为晶簇或粒状集合体，有时呈致密结晶块状、皮壳状。无色透明至白色，泥灰和铁质将其染为灰色或褐色。玻璃光泽。硬度2.5～3。比重2.67。味咸。熔点884℃。易溶于水和甘油，不溶于乙醇。具较强的吸湿性，在室温和潮湿空气中，易水化成为芒硝而散作粉末，并即失去光泽变混浊。
    钙芒硝(Na₂SO₄·CaSO₄)：纯矿物含Na₂O 22.29%、CaO 20.16%、SO₄²-57.55%。单斜晶系，常呈自形的菱形板状和短柱状以及半自形粒状。集合体常为致密块状。晶体常呈灰色或黄色。有时为无色或因含氧化铁包裹体而呈红色，透明—半透明，玻璃光泽，条痕白色，贝壳状断口。硬度2.5～3.0。比重2.75～2.85。微具咸味，在水中缓慢溶解，淋滤出硫酸钠溶液并同时生成石膏。
    白钠镁矾(Na₂SO₄·MgSO₄)：含Na₂O 18.58%，MgO 12.06%，SO₄²-47.87%，H₂O 21.54%。单斜晶系。常呈块状、粒状和纤维集合体，完好晶体为短柱状，但较少见。晶体无色透明，有时因含有杂质包裹体呈浅灰色或各种不同色调，如黑色、红色和暗绿色。玻璃光泽。微带苦味。硬度2.5～3。比重2.2～2.3。性脆，易溶于水，在空气中风化缓慢。

二、 用途与技术经济指标

    芒硝是轻工、化工工业原料。在化学工业中主要用来制取无水硫酸钠和制造硫化碱，还可用来制取泡花碱、硫酸钡等。它们广泛地被应用于化工、轻工、纺织、建材、医药等20多个行业。在中国，目前芒硝主要用于洗涤剂和硫化碱工业，其次是用于纸浆、人造纤维、玻璃工业。
    硫酸钠的用途十分广泛，主要用于纸浆、洗涤剂、玻璃、染料和纺织等工业部门，也用作水玻璃、群青和其他化工产品的原料。此外，还用于有色金属选矿、皮革、医药、瓷釉、合成纤维、油墨、橡胶及复合肥料、轻质材料的掺合剂及水泥、混凝土的添加剂。在有机化工产品的合成和制备中作催化剂；在氧化铝制造中用以减少或补充氢氧化钠等。
    硫化碱又称硫化钠，在国民经济中用途也很广泛。主要用于造纸、皮革、选矿业，硫化染料制造业、纺织印染业和处理工业废水中用来除汞、铝等。此外，还用于多硫化钠、有机合成、电影胶片等方面。
    对于硫酸钠产品及其技术经济指标，世界上除原苏联和美国对其质量有较严格的要求外，大多数国家无统一的国家标准。国外公司一般只保证主要组分(Na₂SO₄)和水的含量，其他杂质的含量则多根据用户的具体要求而定。
    中国国家标准总局于1992年发布的国家标准(GB6009-92)将无水硫酸钠划分为3类5个级别。具体要求如表4.6.1(另有部分厂家还生产Na₂SO₄含量为85%的粗硝)。

表4.6.1工业无水硫酸钠产品质量标准

    十水硫酸钠(芒硝、格劳柏盐)产品质量参考标准和卫生部部颁药用硫酸钠(泻药)产品质量标准(卫生部部颁兽药标准)如表4.6.2和表4.6.3。

表4.6.2十水硫酸钠(芒硝、格劳柏盐)产品质量参考标准

表4.6.3药用硫酸钠(泻药)产品质量标准(卫生部部颁兽药标准)

三、 矿 业 简 史

    中国芒硝开发利用历史久远。早在2000年以前，中国劳动人民就已发现芒硝的性质和用途，并将其用于医药和制革。秦汉时期，中国最早的医学专著《神农本草经》中记载的41种药用矿物中就有芒硝(当时称为朴硝)，以后一直到清代的各个时期，很多医学著作中如陶弘景(梁)的《名医别录》、苏颂(宋)的《力经本草》、李时珍(明)的《本草纲目》对芒硝的产地、识别方法以及药用价值有较详细的论述。
    中国虽然很早就认识并利用芒硝，然而在本世纪40年代以前，仅有山西运城等几个少数盐湖进行开采。直到50年代以后，有关地质部门才陆续在内蒙古、新疆、青海、甘肃、四川、湖北、湖南、广东、陕西、江苏、安徽等省(区)对芒硝矿床开展了普查、勘探工作。后来，随着石油普查勘探工作的大规模开展，相继在四川常宁盆地发现了形成于震旦纪的世界上最古老的钙芒硝占有很大比例的盐矿床，在东部发现了第三纪—白垩纪的大型与石盐共生的钙芒硝矿床，在云南侏罗纪地层中发现了罕见的特大型钙芒硝矿床。
    在开发方面，世界上对盐类矿床的开采已有千余年的历史。自1658年德国化学家J.R.Glauber发现了芒硝后(后称为格劳柏盐)，许多国家在盐水中和固体盐矿中陆续发现了芒硝。此后，在1880年，由于在造纸生产中发明了用硫酸钠回收废液中碱的生产工艺，硫酸钠的工业生产也随之兴起，从此芒硝作为精制硫酸钠的工业原料而进入工业市场。二次大战后，由于合成洗涤剂的问世，无水硫酸钠作为合成洗涤剂中三聚磷酸钠的载体，其需求量剧增，并逐步超过了造纸工业的用量。