地球上的矿产资源还有多少

地球上的矿产资源还有多少,第1张

矿产资源

地球是人类栖身之所,衣食之源。地球上的矿物已知有3300多种,并构成多样的矿产资源。人类目前使用的95%以上的能源、80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料都是来自于矿产资源。

矿产资源一般分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产等,有固体、液体、气体三种形态。

地球资源是有限和不可再生的,对矿产资源的过度掘取和不合理的开发利用,必将带来资源的枯竭和对地球生态环境的负面影响。合理有效地利用地球资源,维护人类的生存环境,已经成为当今世界所共同关注的问题。

矿产资源被誉为现代工业的“粮食”和“血液”,是人类社会发展的命脉。矿产资源不仅是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,更是全球经济的产业基础。

不仅在经济领域,矿产资源同样在政治领域显示着其重要的价值。纵观上个世纪大大小小几百次战争,无论是两次世界大战,抑或是海湾战争,除了对领土的争夺外,各种矿产资源的占有权更是常常成为引发战争爆发的导火索。而为了保证国家在非常时期的安全,世界上有许多国家很早就着手进行矿产资源的战略储备。

人口资源环境

环境问题的三种主要类型是资源利用、人口增长和环境污染。

资源利用:人们所利用的环境中的任何东西都是自然资源。一些自然资源能在一个相对比较短的时间内自然地恢复或再生,称为可再生资源。可再生资源包括阳光、风和树木等。一些自然资源是不能被恢复或再生的,我们称它们为不可再生资源,如煤、石油和其它金属和非金属矿产资源。当不可再生资源被过度开发利用时,最终必将会枯竭。

人口增长:随着医学、农业的发展和卫生条件的改善,人的寿命得到延长,死亡率开始下降,全球人口数量在不断增长。但是,随着人口的不断增长,对资源均需求也同步增长。因此,人口与资源是人类社会发展的一大矛盾。

环境污染:环境对生物产生负面影响的任何变化称为环境污染。环境污染经常是伴随着有益于人类的活动而产生的,例如煤来发电带来了大气污染,用杀虫剂杀死农作物的害虫带来了土壤环境污染等。环境污染的重要因素是人类活动对地球的侵害。

能源

能源是可以为人类提供能量的自然资源,是人类赖以生存和社会赖以发展的物质基础。

煤炭:煤是由远古的植物因埋在地下而形成的一种固态化石燃料。

虽然煤炭的燃烧造成环境污染,但在未来的100年里,煤炭仍然是一种主要的能源。洁净煤燃烧技术成为当前能源领域开发的热点,许多国家都在开发保持空气清洁的煤炭燃烧技术。

石油:石油又叫原油,它是一种浓稠的黑色液体,由几亿年前生活在海洋中和较浅的内海中的小动物、海藻、原生生物形成的。大多数的石油储藏在地下砂岩层或石灰岩层的小孔中。石油的形成需要几亿年的时间,从这一点上讲,它是一种不可再生的资源。

把地下石油开采出来后,通过加热蒸馏,从原油中可以分离出燃料和其他产品。石油占全世界能源消费的1/3以上,它是大多数汽车、飞机和轮船的燃料。许多家庭也用石油取暖。塑料、油漆、药品和化妆品等都是从原油中提取的。

天然气:天然气是储存于地下多孔岩石或石油中的可燃气体,它的成因与石油的成因相似。由于它比石油轻,所以常位于石油上部。我国西部也有单独成矿的天然气矿藏。

天然气具有清洁、价格低廉和供应安全等特点,它的缺点是极易燃烧,气体泄露会引起爆炸,并发生火灾。

开发清洁能源:像其他活动一样,自然资源的生成需要消耗一定的能量,大规模的用水、土地的恢复、地貌的改造等都离不开大量的能源消耗。大量使用化石能源而造成的环境恶化危害着地球。人类惟一的出路就是寻求替代能源——可再生能源。

可再生能源:包括水电能、风能、波动能、潮汐能、地热能、生物能、太阳能等等。

石膏是单斜晶系矿物,是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。

石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性,使之具优良的隔音、隔热和防火性能。

基本介绍 中文名 :石膏 外文名 :Gypsum 别称 :生石膏 类别 :含水硫酸盐 化学式 :CaSO4·2H2O 分子量 :172 颜色 :白色、无色,含杂质时显黄-红色 光泽 :玻璃、绢丝或珍珠光泽 透明度 :透明到半透明 条痕 :白 晶系 :单斜 解理 :极完全 断口 :贝壳状, 有时纤维状 硬度 :2 脆性 :具弯性 晶体惯态 :板状、纤维状、块状或细粒 矿物密度 :231~233 套用 :建筑、医用等  分布 :分布广泛 分类,基本性质,化学成份,结构形态,资源现状,主要产地,成矿类型,鉴别特征,医学套用,药理作用,用药禁忌,药物配伍,中医方剂,临床套用,常用配方,食品工业套用,工业套用,工业生产, 分类 一般所称石膏可泛指生石膏和硬石膏两种矿物。生石膏为二水硫酸钙(Ca〔SO4〕·2H2O),又称二水石膏、水石膏或软 石膏,理论成分CaO326%,SO3465%,H2O+209%,单斜晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或纤维状, 白色 或灰、 红、褐色,玻璃或丝绢光泽,摩氏硬度为2,解理平行{010}完全,密度23g/cm3;硬石膏为无水硫酸钙(Ca〔SO4〕),理论成分CaO412%,SO3588%,斜方晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或粒状,白、灰白色 ,玻璃光泽,摩氏硬度为3~35,解理平行{010}完全,密度28~30g/cm3。两种石膏常伴生产出,在一定的地质作用下又可互相转化。 基本性质 天然二水石膏(CaSO4·2H2O)又称为生石膏,经过煅烧、磨细可得β型半水石膏(2CaSO4·H2O),即建筑石膏,又称 熟石膏 、 灰泥 。若煅烧温度为190 °C可得模型石膏,其细度和白度均比建筑石膏高。若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧,即得地板石膏,其凝结、硬化较慢,但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。 通常为白色、无色,无色透明晶体称为 透石膏 ,有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。 条痕 白色。透明。 玻璃光泽 ,解理面 珍珠光泽 ,纤维状集合体 丝绢光泽 。解理极完全,和中等,解理片裂成面夹角为66和114的 菱形 体。性脆。 硬度 15~2。不同方向稍有变化。相对密度23。 偏光镜下:无色。二轴晶(+)。2V=58。Ng=1530,Nm=1523,Np=1521。随 温度 升高2V减小,在大约90℃时2V为零。

加热时存在3个排出 结晶水 阶段:105~180℃,首先排出1个水分子,随后立即排出半个水分子,转变为 烧石膏 Ca[SO4]·05H2O,也称 熟石膏 或半水石膏。200~220℃,排出剩余的半个 水分子 ,转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]·εH2O(006<ε<011)。约350℃,转变为Ⅱ型石膏Ca[SO4]。1120℃时进一步转变为Ⅰ型硬石膏。 熔融温度 1450℃。 化学成份 理论 组成(wB%):CaO 325,SO3 466,H2O+ 209。成分变化不大。常有 粘土 、有机质等 机械 混入物。有时含SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、CO2、Cl等 杂质 。 结构形态 单斜晶系 , a0=0568nm,b0=1518nm,c0=0629nm,β=11823';Z=4。 晶体 结构由[SO4]2-四面体与Ca2+联结成(010)的双层, 双层间 通过H2O 分子联结 。其完全 解理 即沿此方向发生。Ca2+的配位数为8,与相邻的4个[SO4] 四面体 中的6个O2-和2个H2O分子联结。H2O分子与[SO4]中的O2-以氢键相联系,水分子之间以 分子键 相联系。

斜方柱晶 类,C2h-2/m(L2PC)。晶体常依 发育 成板状,亦有呈粒状。常 简单 形: 平行双面 b、p,斜方柱m、l等; 晶面 和常具 纵纹 ;有时呈 扁豆 状。双晶常见 ,一种是 依 (100)为双晶面的 加里 双晶或称燕尾双晶,另一种是以(101)为双晶面的巴黎 双晶 或称 箭头双晶 。集 合体 多呈 致密粒状 或 纤维状 。 细晶粒状块 状称之为雪花石膏 ;纤维状集合体称为 纤维石膏 。少见由扁豆状 晶体形成 的似 玫瑰花 状集合体。亦有 土状 、片状集合体。 资源现状 天然石膏是自然界中蕴藏的石膏石,主要为二水石膏和硬石膏。中国石膏矿产资源储量丰富,已探明的各类石膏总储量约为570亿吨,居世界首位,分布于的23个省、市、自治区,其中储量超过10亿吨的有10个,依次是:山东、内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、西藏、安徽、江苏和四川,石膏资源比较贫乏的是东北和华东地区。

中国石膏资源主要是普通石膏和硬石膏,其中硬石膏占总量的60%以上,作为优质资源的特级及一级石膏,仅占总量的8%,其中纤维石膏仅占总量的18%。因此,我们是石膏储量大国的同时,又是优质石膏储量的穷国。优质石膏资源主要分布于湖北应城和荆门、湖南衡山、广东三水、山东枣庄、山西平陆等地区,部分矿点已过度开采接近枯竭,部分因与低品位石膏混杂难以分离而造成优质资源浪费。因此,中国实际能够开采并有效利用的优质石膏资源比例更少。

中国石膏工业虽然起步较晚,基础较差,但发展很快,1995年石膏产量就猛增至2659万吨,超过美国,成为世界第一石膏消费大国。至2004年,全国石膏原矿年生产3000万吨以上,总计石膏消费量约为3500万吨。中国现有石膏开采矿山500多个,年产量10万吨以上的大中型矿山约50个,其产量占总产量的40%,乡镇小型矿山产量约占总产量的60%。按生产方式分,露天开采约占30%,地下开采约占70%。在地下开采的石膏矿山中,因种种原因使平均回采率低于30%,得到优先开采的优质资源并未得到合理开发和有效利用,资源浪费严重,令人痛心!

天然石膏中用途最广的是二水石膏,其有效成分为二水硫酸钙,一般根据矿石中二水硫酸钙含量对石膏进行等级划分。石膏套用领域较宽,产品种类也较多,不同的用途对石膏原料的质量有着不同的要求,高品位石膏多被用于特种石膏产品的生产原料,如食用、医用、艺术品、模型和化工填料等;二水硫酸钙含量低于60%的石膏矿则很少得到套用;高于60%的石膏矿石,则根据其含量的不同,被用于建材、建筑等各个领域。

世界不同国家对石膏的消费结构不同,已开发国家石膏深加工产品的消费占较大比重,其石膏消费结构为:产制品占45%,水泥生产占45%,其它各领域占10%。开发中国家多偏重于矿石的初级套用,依赖于水泥工业,石膏制品的比重随经济发展有逐步增大的趋势。中国的消费结构大致为:84%用作水泥生产的缓凝剂,65%用于陶瓷模具,40%用于石膏制品、墙体材料,55%用于化工及其它行业;随着中国水泥产量的不断增大,对石膏的需求相应增大,同时随着中国经济的高速增长,石膏产业尤其是石膏制品将存在着一个极大的发展空间,各种石膏产制品及石膏墙体会得到高速的发展,石膏的需求量必将猛增,随着传统的陶瓷及其它特种行业的发展,优质石膏资源不断减少,石膏资源的开发利用将被愈加重视。因此,为了保证整体石膏行业的可持续发展,绿色的、环保的、健康的石膏建筑材料及产制品更广泛的套用于人民生活中,必须对有限的石膏资源进行最佳化利用。 主要产地 世界上最大石膏生产国是 美国 。在美国, 石膏矿床分布在22个州,共有69座矿山,最大产地在阿依华州道奇堡;其次是加拿大 ; 法国在欧洲石膏生产中居领先地位;再次为德国、 英国 、西班牙。 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿产出。探明储量的矿区有169处,总保有储量 矿石 576亿吨。从地区分布看,以山东石膏矿最多,占全国储量的65%;内蒙古、青海、湖南次之。主要石膏矿区有山东枣庄底阁镇,内蒙古 鄂托克旗 、湖北应城市 、吉林浑江、 江苏南京、山东大汶口、 广西钦州、山西太原 、 宁夏中卫石膏矿等。 成矿类型 石膏矿以沉积型矿床为主,储量占全国90%以上,后生型及热液交代型石膏矿不很重要。石膏矿在各地质时代均有产出,以早白垩纪和第三纪沉积型石膏矿为最重要。

主要为化学 沉积作用 的产物,常形成巨大的矿层或透镜体,赋存于 石灰岩 、红色页岩和 砂岩 、泥灰岩及 粘土岩 系中,常与硬石膏、 石盐 等共生。硬 石膏层 在近地表部位,由于外部压力的减小,受地表水作用而转变为石膏:CaSO4+2H2O—— CaSO4·2H2O;同时体积增大约30%,引起石膏层的破坏。 鉴别特征 低硬度,一组极完全解理,以及各种特征之形态可以鉴别。致密块状的石膏,以其低硬度和遇酸不起泡可与碳酸盐区别。 硬度分类中标准矿物之一。 医学套用 药理作用 1 解热作用 生石膏对正常体温无降温作用, 而对人工发热动物具有一定的解热作用, 对人工发热家兔有明显的退热作用, 其退热作用可能与其主要成分钙的作用无关。生石膏煎剂 15g/kg 灌胃对注射伤寒五联菌苗所致的发热家兔无退热作用;如果先给兔灌胃生石膏煎剂 15g/kg, 再注射伤寒五联菌苗则不能引起体温大幅度升高。石膏具有迅速但维持时间较短的解热作用, 对伤寒菌苗引起的发热兔, 5g/kg生石膏的降温效果与 02g/kg 安替比林相似, 以服药后半小时体温下降为显著, 在1~15小时作用最强。 白虎汤和单味石膏煎剂对实验性致热家兔都具有一定的退热作用;不含石膏的知母甘草合剂和去钙白虎汤等均未见明显退热效果, 可以认为石膏是白虎汤退热作用的主要药物, 石膏作用可被处方中的其他药物所加强, 但不随石膏的用量增加而增加。对实验动物给药前后血钙水平进行测定, 表明血钙升高水平与退热作用关系密切。有报导指出, 石膏与知母合用的退热效果较单用为强, 知母的解热成分为芒果甙, 纯硫酸钙无效, 因此推测石膏的解热作用为其所含硫酸钙以外成分所致。实验表明: 麻杏石甘汤及石膏再用(煎煮后碾碎再次使用)麻杏石甘汤的退热作用均强于石膏及石膏再用水煎液。 亦有报导, 以生石膏的 1:1 煎液的上清液部分及上清液加生石膏粉给予伤寒菌苗引致的发热家兔, 未见明显退热作用。国外有用实验性发热大鼠的实验证明: 石膏灌服、皮下注射或静脉注射均未见有明显的解热作用, 但当以禁止饮水、内毒素引致发热、给予利尿剂、喂饲食盐以及以辐射热等方法造成动物“口渴”状态时, 石膏可以减少大鼠的饮水量, 即可减轻其“口渴”状态。 2 对心血管系统的作用 石膏浸液对蛙的在位心脏无影响, 小剂量石膏浸液对于离体蟾蜍心及兔心有兴奋作用, 大剂量则产生抑制作用, 换液后心脏可恢复正常。静脉注射4%石膏上清液01ml/kg时, 对家兔、猫的呼吸、血压及血流量无影响, 而注射1ml/kg以上时, 呈现呼吸抑制、血压下降、血流量减少、心率减慢。静脉注射石膏液02ml/kg可使家兔和猫的大腿动脉的血流量呈一时性减少, 其后增加, 并使冠状动脉血流量减少。 3 对平滑肌的作用 小剂量石膏上清液使家兔的离体小肠和子宫振幅增大, 大剂量则紧张性降低, 振幅减小。石膏还可以使小鼠尿排出量增加, 小肠推进功能减慢, 并增加大鼠和猫的胆汁排泄。 4 其他作用 石膏内服经胃酸作用, 一部分变成可溶性钙盐, 至肠吸收入血能增加血清内钙离子浓度, 可抑制神经应激能力(包括中枢神经的体温调节功能), 减低骨骼肌的兴奋性, 缓解肌肉痉挛, 又能减少血管通透性。 在体外培养实验中, 1:1 的石膏 Hanks 液能明显增强兔肺泡巨噬细胞对白色葡萄球菌及胶体金的吞噬能力, 并能促进吞噬细胞的成熟。Ca++ 可提高肺泡巨噬细胞的捕捉率, 加强其吞噬活性和加速其对尘粒的清除, 在维持巨噬细胞生理功能上具有重要意义。因此可以认为, Ca++ 在石膏的上述功能中起重要作用。 长期喂饲石膏, 可使大鼠垂体、肾上腺、颚下腺、胰脏及胸腺等的钙含量增高。而对摘除甲状腺、副甲状腺的大鼠, 则可使胸腺钙含量增加, 脾脏含量减少。 石膏在体内 ATP 存在下, 经酶和 APG 的作用, 产生硫同位素的分馏, 使34S 的血药浓度增大, 从而起到抗病毒作用。 石膏性凉,有清热解毒 用药禁忌 1、脾胃虚寒及血虚、阴虚发热者忌服。

2、《本草经集注》:“鸡子为之使。恶莽草、马目毒公。”

3、《药性论》:“恶巴豆,畏铁。”

4、用量过大,服后会出现疲倦乏力、精神不振、胃口欠佳等情况。

5、石膏属大寒之品,易伤阳气。

6、石膏不宜与下列西药同时运用:

①四环素族抗生素,石膏会使该族抗生素溶解度降低而吸收率减少。

②不宜与异烟肼同服,会使其疗效降低。

③不宜与强的松同服,能降低其生物利用度。 药物配伍 1、配桑叶,清宣肺热;

2、配桂枝,表里双解;

3、配白芷,清热泻火、消肿止痛;

4、配知母,清热除烦;

5、配半夏,肺胃双清、降逆化痰;

6、配甘草,清肺止咳;

7、配竹叶,清热除烦。 中医方剂 1、白虎汤《伤寒论》:阳明气分之热;

2、竹叶石膏汤《伤寒论》:伤寒解后、余热不清;

3、麻杏石甘汤《伤寒论》:外感风邪、肺热咳喘。

4、双玉散《素问病机保命集》:痰热而喘、痰涌如泉。

5、玉露散《小儿药证直诀》:小儿伤热吐泻黄瘦。

6、石膏散《普济方》:热甚咳嗽者。 7,石膏降压枕据明朝李时珍《本草纲目》第九卷记载“石膏亦称细理石,又名“寒水石”,主治中风寒热, 有解肌发汗,除口干舌焦,头痛牙疼等功能,乃祛瘟解热之良药。据中医理论及民间使用证明:高血压属热症,石膏性大寒,用石膏磨制而成的石膏降压枕,以寒克热能自然调节脑神经和人脑正常温度,使脑血管正常工作,可有效地控制血压升高。在中国人们早就用天然石膏制成枕头,唐朝薛逢有诗《石膏枕》“表里通明不假雕,冷于春雪白于瑶。朝来送在凉床上,只怕风吹日炙销。”石膏枕头是采用天然石膏矿石中的精品纤维石膏(透明)为原料,手工精心雕刻,磨制而成的一种具体降压护脊、除烦镇痛、助眠安神等多重保健药用功效的枕头。 临床套用 1、用于温热病、肺胃大热、高热不退、口渴、烦燥、脉洪大等症。石膏药性大寒,善清气分实热,故适用于肺胃实热的症候,常与知母相须为用,以增强清里热的作用。

2、用于温病高热,身发斑疹。温病发斑,多由胃火旺而血热炽盛所致,此是气血两燔的现象。在临床上遇到此种症候,常用清热泻火较强的石膏,配合凉血解毒的药物如玄参、丹皮、赤芍、鲜生地、板蓝根等同用。

3、用于胃火亢盛所致的头痛、齿痛、牙龈肿痛等症。石膏能清泄胃火,故胃火亢盛所引起的疾病,可配合知母、牛膝、生地等同用。

4、用于肺热咳嗽、气喘。邪热袭肺,身发高热、咳嗽、气急鼻煽、口渴欲饮等症,可用石膏清泄肺热,佐以麻黄、杏仁等宣肺、止咳平喘等品(即麻杏石甘汤)。

5、用于湿疹水火烫伤,疮疡溃后不敛及创伤久不收口。石膏研末外用,治疗以上诸外科病,有清热、收敛、生肌的作用,常合升丹、黄柏、青黛等同用。 常用配方 1、治三阳合病腹满身重难以转侧口不仁面垢谵语遗尿发汗则谵语下之则额上生汗手足厥冷若自汗出者:知母六两石膏一斤(碎)甘草(炙)二两粳米六合。上四味以水—升煮米熟汤面去滓。温服一升日三服。(《伤寒论》白虎汤) 

2、治温病初得其脉浮而有力身体壮热并治感冒初起身不恶寒而心中发热者:生石膏二两(轧细)生粳米二两半。上二味用水三大碗煎至米烂熟约可得清汁两大碗乘热尽量饮之使周身皆汗出病无不愈者。若阳明腑热已实不必乘热顿饮之徐徐温饮下以消其热可也。(《衷中参西录》石膏粳米汤) 

3、治小儿夹惊伤寒头痛壮热涎潮惊悸多哭气粗心烦及治气壅膈节不通:石膏、寒水石各一两脑麝各半字。上为末灯心汤调下。大小加减服之。(《普济方》红桃散) 

4、治伤寒发热涎潮上厥伏留阳经头疼眩晕不可忍者:石膏(煅研细)每服葱白点茶凋下二钱。小儿量大小加减与之。(《三因方》玉屑散) 

5、治阳明内热烦渴头痛二便闭结温疫斑黄及热痰喘嗽等证:石膏六两(生用)粉甘草一两。上为极细末每服一二三钱新汲水、或热汤、或人参汤调下。此方加朱砂三钱亦妙。(《景岳全书》玉泉散) 

6、治太阴温病不可发汗发汗而汗不出必发斑疹汗出过多者必神昏谵语发斑者:石膏一两知母四钱生甘草三钱玄参三钱犀角二钱白粳米—合。水八杯煮取三杯日三服渣再煮一钟夜—服。(《温病条辨》化斑汤) 食品工业套用 按我国食品添加剂使用卫生标准,石膏作为凝固剂用于罐头和豆制品生产中,用量按正常生产需要添加。用于制造豆腐,豆浆中加入量为2~14g/L,过量会产生苦味,即夏季用石膏约为原料的225%,冬季用约为原料的41%。用于制造干豆腐时,夏季用石膏量约为原料的2%,冬季约为原料的43%。在生产番茄和马铃薯罐头时,硫酸钙可用做组织强化剂,按生产配方需添加01%~03%。 按FAO/WHO1984规定,在番茄罐头中,作为凝固剂使用,用量为:片装,08g/kg;整装,045g/kg(单用或与其他凝固剂合用)。 工业套用 石膏属单斜晶系,解理度很高,容易裂开成薄片。将石膏加热至100~200°C,失去部分结晶水,可得到半水石膏。它是一种气硬性胶凝材料,具有 α和 β两种形态,都呈菱形结晶,但物理性能不同。 α型半水石膏结晶良好、坚实; β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体,结晶很细,比表面积比 α型半水石膏大得多。 生产石膏制品时,α型半水石膏比β型需水量少,制品有较高的密实度和强度。通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是 α型半水石膏,也称高强石膏;用炒锅或回转窑敞开装置煅炼而成的是β型半水石膏,亦即建筑石膏。工业副产品化学石膏具有天然石膏同样的性能,不需要过多的加工。半水石膏与水拌和的浆体重新形成二水石膏、在干燥过程中迅速凝结硬化而获得强度,但遇水则软化。

石膏是生产石膏胶凝材料和石膏建筑制品的主要原料,也是矽酸盐水泥的缓凝剂。石膏经600~800°C煅烧后,加入少量石灰等催化剂共同磨细,可以得到硬石膏胶结料(也称金氏胶结料);经900~1000°C煅烧并磨细,可以得到高温煅烧石膏。用这两种石膏制得的制品,强度高于建筑石膏制品,而且硬石膏胶结料有较好的隔热性,高温煅烧石膏有较好的耐磨性和抗水性。 石膏板 利用建筑石膏生产的建筑制品主要有:

① 纸面石膏板。在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间,再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韧性好,不燃,尺寸稳定,表面平整,可以锯割,便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等,但耐水性差,不宜用于潮湿环境中。

② 纤维石膏板。将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆,用缠绕、压滤或辊压等方法成型后,经切割、凝固、干燥而成。厚度一般为8~12毫米,与纸面石膏板比,其抗弯强度较高,不用护面纸和胶粘剂,但容重较大,用途与纸面石膏板相同。

③ 装饰石膏板。将配制的建筑石膏料浆,浇注在底模带有花纹的模框中,经抹平、凝固、脱模、干燥而成,板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果,还可制成带穿孔和盲孔的板材,常用作天花板和装饰墙面。

④ 石膏空心条板和石膏砌块。将建筑石膏料浆浇注入模,经振动成型和凝固后脱模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60~100毫米,孔洞率30~40%;砌块尺寸一般为600×600毫米,厚度60~100毫米,周边有企口,有时也可做成带圆孔的空心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑,施工方便,常用作非承重内隔墙。 工业生产 石膏矿石 来自USGS“矿物年鉴”的数据称2004年全球开采且消费的天然石膏达到10600万吨。美国的开采量最大,达到1800万吨,占全球开采量的17%;其后依次为伊朗(108%),加拿大(85%),西班牙(71%),中国(65%即690万吨)(但根据中国有关部门统计为2900万吨,主要用于水泥生产),其它进入前10位的国家有泰国、澳大利亚、法国和德国,这10个国家的开采量加起来占全球的72%。 根据德国OneStone咨询公司的资料,全球天然石膏开采量约45%被加工成熟石膏。世界熟石膏年产量大约6650万吨,其中60%即4000万吨来自于天然石膏,40%即2650万吨来自于合成石膏及回收重复利用的废石膏。据估计世界合成石膏年产量大约16000万吨,其中,大约3500万吨来自于发电站脱硫系统生产的脱硫石膏,约11000万吨是磷肥生产的副产品磷石膏,约1500万吨是钛石膏及其它化学石膏。石膏工业所利用的合成石膏有90%来源于脱硫石膏。 对于石膏工业来说,大约有80%的熟石膏被用来生产建筑墙板。约20%用来生产石膏抹灰料或其它石膏产品。 对于石膏板工厂来说,石膏较短的凝结时间很重要。闪烧、磨细和煅烧联产工艺通常被使用。对于使用脱硫石膏而言,煅烧炉与相关配套锤式磨机由各厂根据自己的工艺设计。粉磨和煅烧系统及与其匹配的垂直滚筒辗粉机大约占到40%的市场份额。市场的领导者是Claudius Peters工艺,在过去的两年,他收到了9个EM粉磨机系统订单。GebrPfeiffer AG的MPS石膏磨机实际上能够满足任何的生产要求,并且允许在煅烧过程中加入高达45%的脱硫石膏。 石膏板工厂通过顺流烘干机或逆流烘干机干燥。对于纤维石膏板干燥来说,则是通过干筛机干燥。石膏板在所占空间尽量小的干燥机达到32~40分钟的保留时间,每组设计6~16个板面,3个干燥区域。顺流烘干机喂料装置的精确性非常重要。首先,将板切割以后布置到一系列的板面上,随后开始堆垛;紧随其后的板必须保持“随进随出”的原则并保持质量稳定。 石膏板工厂机器 *** 作越来越重要。这涉及到湿料末端设备、干燥喂料设备和卸垛设备的协调,也包括协调干燥末端设备和堆垛设备。这些设备必须能够d性 *** 作以生产不同尺寸、厚度和品质的石膏板。生产不同产品时手动 *** 作必须满足安全要求。尽管在现代化工厂中机械化生产方法的转变几乎能保证生料准备和纸的 *** 纵,板的 *** 作完全实现自动化。然而,高速的生产速率也要求在生产末端配置完善的码垛体系。

在当前阶段,美国地质调查局的境外地质工作已经转型,重点开展一些能够发挥国际领导作用的全球项目,并且整体的工作也从供应驱动转向需求驱动,从矿产调查评价转向环境和水资源调查。但是,在美国地质调查局的历史上,也曾经开展了大量的以境外矿产资源调查评价为重要内容的境外地质工作,实际上,他们在这个发展阶段的境外地质工作对我们更有借鉴意义。

美国国家研究委员会系统评价了美国地学在国际领域的三大历史作用,一是制定国家外交政策,二是保障国家经济权益,三是维护国家科学权益。该委员会的研究报告最后得出三条结论:第一,需要加强国际地学工作以支持美国的国家利益;第二,在制定美国国家外交政策时需要更有效地利用地学家及其地学知识;第三,通过提高美国地学家在美国国际项目中的参与程度,可以进一步强化美国的经济利益和科学利益。

(一)美国外交政策中的国际地学活动

国际地学计划对美国外交政策的形成和实施,起到了重要的作用。国际贸易、对外投资、原材料、海底资源开采、国际边界划分等问题,均涉及相应的地质工作。有害废物处置、减轻环境危害、土地利用、减灾防灾等活动,均需要地学知识。这些国际问题以及其他许多国际问题的政策,必须基于大量的地学信息和地学家意见。

能源和矿产安全供应对于美国非常关键,在几次供应中断危机中,由于国际地学知识不足使美国外交应对失当。随着美国矿产对外依存度的提高,需要开展更多的国际地学项目。特别是,对发展中的资源国进行地学援助计划,以评价并稳定其供应能力。

美国地学计划和倡议,对外交政策起到了重要作用。例如,开始于1945年的对巴西铁矿石资源的系统调查,旨在加强美国与那些重要的战略矿产供应国的伙伴关系的重要手段。20世纪50年代和60年代,在土耳其、伊朗和巴基斯坦开展的地质和矿产项目,是美国在中央条约组织(CENTO)国家中双边安全战略的一部分,美国国务院专门强调,在CENTO平台设立矿产开发工作组。1982年和1984年由美国地调局和夏威夷大学开展的西南太平洋油气资源海洋调查,是澳大利亚/新西兰/美国三方安全条约的任务之一。报告分析了地学国际作用的演化。

第一次世界大战期间和第一次世界大战后,对矿产资源的全球争夺成为世界政治和美国外交关系的重要因素,这期间,美国政府聘用了3名杰出的地质学家(CKLeith,GOSmith和JESpurr)作为政府顾问。并且这3位地学家提出的建议,对美国外交政策和矿产政策的制定和实施发挥了卓越的贡献。在第一次世界大战和第二次世界大战期间,特别是在“国联”(联合国前身)中,3名地学顾问发挥了突出的作用,同时,促成了在1928年成立了国家矿产顾问委员会。

随着第二次世界大战的邻近,地学家提出预防矿产供应中断的建议,于是1939年美国建立了战略矿产储备,1942年,当时的经济福利局资助了1个计划,到拉美采购矿产并鼓励拉美的矿业开发。在这些活动中,美国地学家作为政府顾问,作为拉美采购委员会成员,或者作为美国政府代表去资源国调查。

美国对拉美矿产生产和供应的关注,导致美国地学家首次大规模开展境外地质工作,其方式是通过1938年成立的部门间科学和文化合作委员会(ICSCC)。美国地学家开始在拉美国家开展矿产调查评价,包括圈定战略矿产的位置。第二次世界大战期间,经济福利局及其更名后的对外经济管理局也提供了大量的资金。期间,美国地调局组织了60多位资深的地质学家,在16个拉美国家开展了矿产调查评价。此外,政府还委派了大量地质学家,在欧洲、非洲、亚洲、南美和西太平洋开展地形分析、工程研究和水文调查,以支持现实和潜在的军事目的。这导致美国地调局组建了军事地质分局,支持美国军事部门的战略规划。

(二)美国地质调查局支撑开发利用国外矿产资源

利用经济援助和技术合作,为美国跨国公司的矿业跨国经营打开通道,打开市场,为跨国公司的投资创造良好的市场环境和政策环境,并为跨国公司的投资和经营决策提供充分的、有效的信息服务。

1在技术援助和经济合作的名义下输出矿业资本,对全球矿产资源加强资本和技术控制

(1)美国国际开发署(USAID)明确委托早在1879年成立的美国地质调查局,在探明矿产资源能够导致跨国矿业公司进行投资的国家进行矿产资源评估。

(2)美国国务院声称要利用地质调查局作为推行外交政策的工具。

(3)美国国务院要求内政部对有关外派外交人员进行矿产资源方面的培训。

这样,美国在全球矿产战略方面的战略意图,昭然若揭。

第二次世界大战后,美国政府推行的“国际地质计划”,就是利用自己的地质勘查技术优势,以“援助”为条件获取受援国的矿产资源信息,为美国的境外投资和矿产品贸易选择目标。在执行“国际地质计划”过程中,发现了哥伦比亚、巴基斯坦和泰国的斑岩铜矿,哥伦比亚的铅、锌矿,泰国的大钾盐矿。在巴西、菲律宾、印度和巴基斯坦等国,利用各种先进技术,对这些国家的铬、锰、镍和铁等资源进行了详细的评价。通过对沙特阿拉伯区域地质填图的援助,强化了它在沙特石油业中的地位。

美国地质调查局与世界上几乎所有的资源国,在矿产资源形势分析、矿产资源调查评价等方面进行了合作。但其目的是,为美国的经济和政治利益服务,为跨国公司的矿业跨国经营服务,降低企业在国外勘查开发的风险。美国地质调查局的这项工作卓有成效。

2建立和维护全球矿产资源信息系统,为跨国公司的矿业跨国经营提供全方位的支持和服务

让我们仅看看美国地质调查局的出版物系列。主要包括:分析标准;通报;通讯;数字化数据系列;矿产实况与问题;地质调查系列;信息手册;矿物原料流;金属工业指标;矿产品概要;矿产工业调查;矿产年报;公开文档系列;调研报告系列;定期统计信息;统计和信息;矿产品专门研究报告;国别专门研究报告;矿产资源在线空间数据;图件系列;矿产年鉴;矿床模型系列;矿产资源可得性系统;全球重要矿产矿床数据库;战略矿产国际清单……不胜枚举。特别是收集、整理、提供国外地质矿产资源条件、矿业政策、法规,以及税收金融等方面的信息,对各国投资环境进行综合比较、分析,编制国外矿产资源风险勘探开发投资指南等。美国地调局有百余名专家专门负责矿种(全球)和国别(世界各国),对于全世界矿产资源的资源/储量,供给、需求、消费以及消费结构等,进行持续监视,对于世界上的矿山进行系统监视,这一方面是为制定美国的资源对内对外总体战略提供依据,另外,也可以减少美国企业境外运作的风险。美国地质调查局这些产品的用户主要是矿业公司。如2009年地调局就其所建立的矿产资源数据库(MRDS,此数据库建立于1972年,内含全世界95000多个矿床、矿点的信息)的用户情况进行了统计分析,结果是:矿业公司(经营决策)(35%)、政府机关(20%)、公众(30%)、其他私人部门(15%)。

3通过跨国矿业公司在世界范围内对矿业权市场的角逐,对主要资源国的矿产资源进行强有力的资本控制和技术控制

美国的跨国矿业公司领世界潮流。从地缘上,各地区一般都是美国公司率先进入的,由此而获得巨大利益。加拿大的矿业发展,靠的是美国的矿业公司;澳大利亚的矿业发展,靠的还是美国垄断资本。这一轮世界范围矿业法调整后,最早进入拉美勘查开发的,仍然是美国(和加拿大),最早深入哈萨克斯坦、俄罗斯这些转轨国家的,还是美国的矿业公司。从勘查开发商业文化上,美国跨国矿业公司所实行的简直就是国际惯例,这又给美国公司带来了巨大的便利。在国外从事矿产资源勘查开发的跨国公司中,美国公司的后台又是最硬的。自1993年以来,国际矿业界流行并购,每年的并购额均在150亿美元以上,涉及的大型矿业项目和矿业权数十个,也是由美国矿业公司主宰的。这样,即便是美国政府对境外矿产资源勘查开发不给任何的财政、金融和税收优惠政策,也比世界上其他任何国家的矿业公司在国际上有竞争力,何况美国政府还根据国内资源供求状况,对于到境外勘查开发国内短缺的矿产实行优惠的耗竭补贴政策,实际上是从税前扣除勘查支出,给予企业税收优惠。在20世纪70年代,美国还曾一度实行过风险勘查开发补助金制度。此外,美国还有世界上最完善的资本市场,最健全的矿业信息市场,最发达的矿业中介组织,这样,美国的矿业公司运行矿业权市场、矿业资本市场、矿产品市场,可以游刃有余。

(三)美国地质调查局开展的“全球矿产资源评价计划”

美国地质调查局正在开展一项国际性合作项目,评价全球未发现非燃料矿产资源的潜力。“全球矿产资源评价计划”(GMRAP)将研究和测试用于评价全球未发现矿产资源潜力的方法。项目的主要目标是,确定某几种未发现矿产资源的全球潜在分布地区,并且确定1km深度内这些未发现矿产资源的潜在数量。

目前,超过70种化学元素在100多种矿床类型中被发现。“全球矿产资源评价计划”项目第一批重点关注的矿种是:铜,铂族元素,钾盐资源。第二批评价考虑的矿种是铅、锌、镍、金和磷酸盐岩。

对于铜资源,重点评价斑岩铜矿和以沉积岩为容矿岩石的铜矿,这两种类型的矿床占全球铜资源的80%。铂族金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)6种金属。铂族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称;与金、银合称“贵金属”。铂族金属供应相对稀缺,具有重要经济价值和环境保护意义,在高技术产业中也具有重要作用。这是美国地质调查局优先选择开展铂族金属调查评价的原因。钾盐与粮食安全有一定关系,美国钾盐的80%以上靠进口。这是美国地质调查局在第一批调查评价的矿种中就选择了钾盐的原因。

当前全球经济条件下,一个国家的经济安全取决于各种来源的矿产资源供应的充足性。尽管在近期非燃料矿产资源的供应从全球看不会出现短缺,但随着发展中国家工业化进程的加快,矿产资源的需求量将会大幅度增加。但是,矿产资源的全球发现难度加大,开发难度也日益加大,土地利用冲突也日益加剧,这是美国地质调查局开展“全球矿产资源评价计划”项目的背景和依据。

“全球矿产资源评价计划”(GMRAP)的目标是:①根据最新可得资料,对全球非燃料矿产资源进行连续性和综合性的信息分析;②研究提出并且不断改进开展大区域调查评价的方法;③研究提出用于分析全球矿产资源评价的新模型和预测性工具,并且将分析结果运用于解决可持续资源开发和环境管理相关问题;④通过将成矿作用研究和大地构造分析相结合,推动对成矿系统起源和演化的理解和认识;⑤通过加强政府间和非政府组织、矿业界的合作,推动全球矿产资源调查评价领域的国际合作。

美国地质调查局“全球矿产资源评价计划”(GMRAP)的组织:一是按矿产品类型组织;二是按地理区组织。为此,美国地质调查局和包括中国地质调查局在内的众多国家的地质调查机构签订了相关的研究合作协议。

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