分散在各处含铁的岩石,经过长期的日晒雨淋,风化崩解,里面的铁同时也被氧化,这些氧化铁溶解或悬浮在水中,随着水的流动,被带到较平静的水中沉淀聚集在水下,成为铁较集中的矿层;在沉淀聚集过程中,许多生物,特别是铁菌的活动起了很大的作用。这样形成的铁矿叫沉积铁矿。世界上大多数的大铁矿都经过这样的聚集过程。如河北的宣龙式铁矿就是这样形成的。
沉积型铁矿床形成后,往往还会受到地壳运动和岩浆活动的影响,发生多次变化。比如地壳中的高温高压作用,有时还会将含矿物质多的热液参加进来,使这些沉积铁矿变质,形成规模很大的铁矿。这样形成的铁矿属于沉积变质铁矿。举世闻名的鞍山大铁矿,就是这样形成的。因而这类铁矿在我国便称作“鞍山式铁矿”。
实际上由于大部分铁矿形成的年代久远,这期间影响的因素极为复杂,因而很少有受单一因素影响形成的铁矿床,它们大都是经历了复杂的地质作用的产物。
据估计,全世界具有开采价值的铁矿只有1000余个,其中储藏量5亿吨以上只有100多个。全世界铁矿石储量超过100亿吨的国家只有7个,我国就是其中之一。我国的铁矿储量相当可观,总储量达440亿吨,比英、美两国的总和还要多,仅次于原苏联和巴西,居世界第三位。不过,我国铁矿储量虽然可观,但由于多为含铁率在30%左右的贫矿,这给我国铁矿的利用带来诸多不便。
我国储量可观的铁矿资源,在地区分布上具有分布广泛的特点。全国近2/3的省区,都拥有大型铁矿床。但在普遍分布之中,又有相对集中的特点,有5204%的铁矿储量集中于辽宁、河北和四川三省。辽宁的鞍山、本溪、辽阳一带,是我国铁矿储量最为集中的地方,探明储量在100多亿吨。该地最厚矿层达300米以上,是世界性大矿。其中,辽阳的弓长岭铁矿,又是我国为数不多的著名富集矿。矿石品位达60%以上。由于这一地区的铁矿分布集中又接近地表,易于开采,因而成为我国最大钢铁基地——鞍山、本溪钢铁基地的铁矿石供应地。
河北铁矿储量仅次于辽宁,主要分布在河北东部的迁安、滦县和北部的宣化、赤城、龙关一带,它主要是首都钢铁公司和唐山钢铁公司的铁矿基地。
内蒙古的白云鄂博铁矿是一个由铁和稀土等多种元种组成的综合矿床,具有可能综合利用的元素多达20余种,综合利用前景引人瞩目。它的铁矿主要供包钢使用。
西南地区铁矿储量以四川最为丰富。主要有攀枝花、西昌、宜宾和綦江等铁矿区,它们是攀枝花钢铁公司和重庆钢铁公司的铁矿基地。其中,攀枝花是大型钒钛磁铁矿。据勘测,攀枝花-西昌一带蕴藏着全国20%的铁、87%的钒和93%的钛。目前,攀枝花钢铁公司,已成为我国十大钢铁基地之一,也是世界最大的钒、钛加工基地之一。
其他像安徽的马鞍山铁矿、湖北的大冶铁矿、江苏的梅山铁矿、甘肃的镜铁山铁矿和山西的岚县、五台山铁矿等,也是全国著名的铁矿产区。
另外,在海南岛西部的昌江和崖县地区,著名的石碌铁矿,是我国最大的富铁矿。
铁矿是钢铁工业的“粮食”。因而,我国钢铁工业的分布与我国铁矿的分布密切相关,大型的钢铁基地一般都分布在大的铁矿区附近。
新中国成立40多年来,我国的钢铁工业得到了飞速的发展。目前,我国的年钢产量已突破8000万吨大关,居世界第四位。是1949年的500余倍,也就是说,我国现在一天的钢产量比1949年一年的都多。
化学工业之母——盐
在人类的生活中,是须臾也离不开盐的。人的血清中含盐009%,所以浓度为009%的食盐溶液就叫作生理盐水。人必须每天吃盐,以维持体液的这一盐浓度,这样才能正常地进行新陈代谢。成年人每天需要10~12克食盐,正在成长发育的儿童需用量更多。盐在人体内的新陈代谢中起着重要的作用,胃液中的盐酸就是盐产生的,盐酸不仅有消化作用,而且有杀菌作用,它能杀死随食物进入胃里的细菌。所以食盐不仅是重要的调味品,也是人体正常生理活动所必不可少的物质。现在人们往往把食盐当作价钱便宜的极平常的物质,殊不知在人类历史上,很多地方曾经把盐当作非常珍贵的财产,有的用盐做重要的奖品,有的用盐来支付工资,在古代阿比西尼亚还曾以盐砖做通用货币,用3~5块盐砖买回一个奴隶。
虽然自然界里有各种各样的盐类,但是,却没有一种能够在食物营养上代替食盐。正是由于这一点,有人说,盐业是地球上“永恒”的行业。食盐不仅是人类不可替代的食用品,而且在化学工业生产上还有着极为广泛的用途,被人们称为“化学工业之母”。
食盐在化学工业上之所以如此重要,这是因为我们常见的5种基本化工原料——硫酸、硝酸、盐酸、烧碱和纯碱中,有3种是用食盐生产出来的,这就是盐酸、烧碱和纯碱。
盐酸、烧碱和纯碱的用途是十分广泛的。像冶金工业、造纸工业、纺织工业、玻璃陶瓷工业、制药工业……都是它们的用武之地。此外,生产合成洗涤剂、塑料、肥皂、染料、橡胶、尼龙、味精、酱油……也都离不开它们。
通常情况下,我们只要把食盐电解,就可得到烧碱、氯气和氢气等物质。
氯气是浅黄绿色的有毒气体,有一股强烈的刺鼻的气味,是生产漂白粉和有机农药必需的原料之一。生产聚氯乙烯、多晶硅等也离不开氯气。在生产中,通常是让氯气在氢气中燃烧,得到氯化氢,然后再让氯化氢溶于水,得到盐酸。盐酸的用处很多,像合成橡胶的生产,染料、皮革、药品、化肥等的制造和生产,都需要它。通常每生产1吨尼龙就需要半吨多盐酸。如果我们把氨气和二氧化碳放在一起,食盐还可生产出纯碱,如果再与合成氨厂携手合作,还可以生产出氯化铵等。氯化铵不仅是肥料,而且还可以做药物、干电池等。
纯碱的用途很大,像生产1吨钢,一般就需要10千克~15千克纯碱;如果生产1吨铝,则需要半吨左右的纯碱。此外,化肥、造纸、纺织等工业部门同样也需要大量的纯碱。
说到烧碱,它与我们的关系也是很密切的。把烧碱加入到动植物油中,再在锅里煮一下,就可制造出肥皂和甘油。把植物纤维溶于烧碱后便可生产出人造丝。此外,像颜料的生产啦,玻璃的生产啦,都离不开烧碱,甚至精炼石油时,也需要烧碱。
由此可见,食盐是化学工业的基本原料。它在化学工业的发展上真是太重要了!
电解食盐除了可以得到氯气、氢气、烧碱外,还可以得到金属钠。金属钠是一种银白色的金属,它非常软,我们用普通的小刀,就能把它切成薄片。它“生性”极为活泼,很容易与其他物质化合在一起。所以在自然界中,你很难找到金属钠。如果把金属钠扔入水中,它就会浮在水面上飞速旋转,剧烈地放出气泡,并发出强烈的爆鸣声。原来,钠与水作用可以生成烧碱和氢气,同时产生大量的热,致使氢气燃烧而发出爆鸣声。所以,如果把大量的钠放入水中,我想你一定会想到,那将发生强烈的爆炸。因而我们在储存金属钠时,只好把它浸在煤油里,不让它与水接触。
也正因为金属钠有如此活泼的性格,所以在冶炼某些稀有金属的时候,常请它来帮忙。原来,许多稀有金属都与氧结合在一起形成氧化物,在提炼过程中,如果加入金属钠,钠便可以把这些氧化物中的氧原子“夺”过来,使那些稀有金属“解放”出来。
用钠我们还可制造出钠光灯。由于钠光灯发出的黄光射程远,发光效率高,因而铁路上用的信号灯,许多就是使用钠光灯。
大量的金属钠还被用于合成橡胶的生产和飞机、舰艇的制造。此外,金属钠的过氧化物对解决高山和水下缺氧,有其独特的作用,它能把人们呼出的二氧化碳吸收,同时又能放出人们所需要的氧气。这便使得潜水员在水下作业时,就不必带有“长气管的面具”,大大延长了潜水员在水下工作的时间,提高了工作效率。
可见,盐,这个极为普通的矿物,用途可真不小啊!
我国的盐资源极为丰富,品种齐全,分布广泛。无论是海盐,还是井盐、岩盐和湖盐,在我国都有着丰富的蕴藏。
海盐业是世界上最主要的制盐业,其产量占世界盐总产量的60%以上。我国是世界上海盐生产最发达的国家,产量目前居世界首位。我国海盐生产已有几千年的历史了。在我国漫长的海岸线上,北起辽东半岛,南到海南岛,许多地方都适合于建滩晒盐,尤其是北方盐区的渤海、黄海沿岸,产盐最多,其中长芦盐场是我国最大的盐场。我国南方盐区最大的盐场是海南省的莺歌海盐场。1962年,郭沫若曾写下这样的诗句对莺歌海进行了描绘:“盐田万顷莺歌海,四季常青极乐园,驱遣阳光充炭火,烧干海水变银山。”这真是一幅海盐生产绚丽多彩的画卷。你不难想象出,在那平展展的海滩上,有一排排像稻畦般的池子,这就是蒸发池。趁涨潮的时候,让海水流进蒸发池中,经过风吹日晒,水分不断蒸发,盐的浓度逐渐升高。接着把这些浓海水用水泵抽进结晶池中,经继续蒸发后,池底就结晶出一层白花花的盐。然后便可以把它们运往全国各地。
我国除了有规模很大的海盐生产外,井盐和岩盐也很丰富,已探明储量达500多亿吨,远景储量可达万亿吨之巨。我国的井盐和岩盐主要分布在四川、云南、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、河南、山东、广东等10个省。其中四川省是我国井盐、岩盐储量最多、产量最大的重要基地。自贡市素有“盐都”之称。
近年来,在我国找到储量达千亿吨之巨的大盐矿的报道层出不穷。据报道,1987年在江苏淮阴发现储量4000亿吨的大盐矿;1988年在河南平顶山市发现储量2000亿吨的大盐矿,在四川省万县、渠县发现储量1500亿吨和1000亿吨的大盐矿。这些报道有力地证明了我国盐矿资源是十分丰富的。
我国的湖盐和海盐、井盐、岩盐一样,也是很丰富的。目前探明储量已达500多亿吨,其中西北地区占90%以上,青海省最多。而青海省又以柴达木盆地最为丰富。柴达木盆地被称为“盐的世界”。这里仅察尔汗一个盐湖的盐,就够全世界的人食用千年以上。据估计,察尔汗盐湖蕴藏了11万亿元的财富。在这里,你可以见到盐场工人用盐块盖成的一排排银白色的盐屋,这些房子内外皆白,冰清玉润,闪闪发光。屋子里在电灯的照耀下,四壁像水晶般眩目,各种器物都闪烁着淡蓝色光芒,人的脸好似蒙了面纱,朦朦胧胧,若幻若梦,这些只有神话传说中才能见到的景象,却实实在在地存在于柴达木。这种盐屋不仅经久耐用,而且冬暖夏凉,被这里的人称为“水晶宫”;在这里,你还可以见到用盐修建的飞机场和修建在察尔汗盐湖的青藏铁路以及用盐修的篮球场等。
总之,从我国东海之滨,到西部高原盆地;从中州大地,到南国海疆,都蕴藏着丰富的盐。它们的开发为我国化学工业的发展提供了充足的“食粮”,为我国化学工业的腾飞插上了有力的翅膀。
因误会而得名的金属——稀土
稀土金属存在于科技迅速发展的生活的各个领域中,并以其神奇的魅力受到人们的宠爱。
如果有人问你稀土是什么,你要是望文生义地回答“稀土就是稀少的土”,那你可就大错特错了。其实,稀土并不是什么稀少的土,它和金、银、铜、铁一样,也是金属,只不过它不是一种金属元素,而是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇共17种元素的统称。“稀土”这个名字是因200多年前的一个误会而叫出来的。
1789年,一个名叫卡尔·阿连纽斯的军官,在斯德哥尔摩附近于特比镇发现了一块乌黑发亮的矿石,他不知道是什么矿石,便命名它为于特比矿。5年后(1794年),一位34岁的芬兰化学家加多林对这块矿石做了分析鉴定,他发现这块矿石中有2/5元素叫不出名字。他还发现这些固体氧化物均不溶于水,又有金属光泽。而人们常常习惯把这些不溶于水的固体氧化物统统叫作“土”,再加上当时看来这些元素又极为稀少,所以把它们都叫作“稀土”。从此稀土金属的名字一直沿用到今天。
现已查明,稀土金属在地壳中的含量并不算太少,平均为万分之一点五,比锌、镍、铜、锡、铅等许多金属元素的含量都多。
含有稀土金属的矿物种类很多,目前已知有250多种,主要有氟碳铈镧矿、独居石和鄂博矿等。也就是说,稀土并不稀少!
稀土金属从外表上看,也没有什么特别之处,它们大都有副朴素的银灰色外表,具有金属光泽,硬度都比较低;它们不仅外表长得相像,而且化学性质也都比较活泼,性格十分近似,常常共生在一起,要想把它们一一分开,分离出纯的单一稀土的化合物一般是很困难的。因而工业上往往直接利用混合稀土金属。