第四节　生产钠盐的矿产原料

钠盐是一个比较广泛的名称，包括内容也较广，在此仅阐述硫酸钠和硫化钠产品生产的有关原料。钠盐在化学工业上是十分重要生产原料，广泛用于造纸、玻璃、洗涤、印染、油漆、橡胶、人造纤维、医药等部门，目前其生产原料主要来自盐湖和盐类矿床中的芒硝、无水芒硝、钙芒硝和白钠镁矾等。这类矿床在我国主要分布在内蒙古、甘肃、青海等地，资源颇丰，可满足市场需要。

一、芒硝mirabilite

芒硝的化学分子式为Na2SO4·10H2O，晶体呈板状和针状，集合体呈粒状、块状、皮壳状和被膜状，无色透明，有时微带黄、绿色，玻璃光泽，味苦，易溶于水，干燥空气中失水成白色粉末状无水芒硝，莫氏硬度为1.5～2.0，相对密度为1.48。

芒硝主要用于化学工业，制造硫化钠、硫酸钠和元明粉（无水芒硝）。硫化钠又称硫化碱，主要用于制硫化染料、有机药品、纸浆、皮革、人造丝、橡胶，并用于选矿、冶金和有机合成工业。硫酸钠用于制纸浆、玻璃、水玻璃、纺织、瓷釉、洗涤剂、缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂。元明粉是高纯度的硫酸钠，是一种中药材，能清热泻火。

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、橡胶及复合肥料等工业及水泥、混凝土的添加剂。

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、硫化染料制造、纺织印染等行业，及工业废水处理中用来除汞、铝等。

芒硝矿业简史　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）。很多医学著作中，如陶弘景的《名医别录》、苏颂的《力经本草》、李时珍的《本草纲目》对芒硝的产地、识别方法以及药用价值均有较详细的论述。

中国虽然很早就认识并利用芒硝，然而在20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，在东部发现了大型的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。第二次世界大战后，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。

资源与特点　中国芒硝类矿产资源极为丰富，储量居世界前列，其主要特点如下。

①资源丰富，矿石类型齐全，分布广泛。中国探明的芒硝类矿产矿种有芒硝、钙芒硝、无水芒硝，还有白钠镁矾和含硫酸钠卤水矿，和世界其他国家相比，矿种齐全且探明储量极为丰富，产地分布广泛。

②以大中型矿区为主。在中国芒硝矿区中，有80％以上为大中型矿区，其储量占总储量的99％以上。储量在10×108t以上的超大型矿床有青海茫崖大浪滩梁中芒硝矿、互助县硝沟芒硝矿区、内蒙古达拉特旗芒硝矿和四川新津金华芒硝矿等。

③矿石品位较高，易开采。中国芒硝矿和钙芒硝矿的质量一般均较佳。芒硝矿床（含一定量的无水芒硝）平均品位为40.75％，钙芒硝矿平均品位为24.34％。四川钙芒硝矿质量尤佳，平均品位达34.74％，因此矿石一般易水解和风化，大多属易开采矿。芒硝矿一般为露采，伴生或共生的钙芒硝矿和无水芒硝矿大多适合水采。

④北方以第四纪现代盐湖芒硝矿为主，南方以第三纪及古代钙芒硝为主。现代盐湖芒硝矿呈固相或固、液相并存产出，主要分布于青海、内蒙古、西藏、新疆等省（区），合计保有储量占全国芒硝矿的98.98％，为Na2SO4总量的48％；而钙芒硝矿主要分布于青海、四川、湖南、云南四省，再加湖北、江苏，这六省保有储量占全国钙芒硝总量的98.98％，占Na2SO4总量的50.6％。四川以钙芒硝单一矿为主；湖南、湖北、云南多为与岩盐伴生或共生矿。

质量标准　据国土资源部2002年12月发布的地质矿产行业标准DZ/T 0212—2002《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》的规定，芒硝矿一般分为卤水矿和固体矿，其工业要求见表2-16和表2-17。目前在行业中通常将芒硝分为3个品级，各个级别质量要求见表2-18所列。

开发与保护　芒硝矿勘查首先要分清是卤水矿还是固体矿，而卤水矿还要分清是表面卤水矿还是浅藏或深藏卤水矿，它们之间所采用的勘查网度与方法有所差别。表面卤水矿是按其出露面积与卤水深度决定勘查网度和采样数量，一般卤水面积小于10km2的网度为2m×1m，采样一般每深0.5～1m取1个样。浅藏卤水矿一般勘查网度为4km×2km，当水深大于1m时，可分上、中、下或上、下采取2～3个样品。固体矿和深藏卤水矿工程间距一般为2～3km，采用连续分层采样，样品长度0.5～2.0m。

芒硝矿基本分析项目为Na、Mg、Ca、Cl、、、H2O、水不溶物等。在组合分析项目中要注意Li、B2O3、Sr等组分。在同一盐湖中，样品采集要限定在3～5d内完成。矿床多采用钻井水溶法或露天开采。选矿与加工方法较多，通常多采用洗涤法、溶解结晶法和硝田日晒法等。精矿要及时包装、储运，防止受潮和污染。

产状与产地　中国的芒硝矿不仅种类齐全，而且储量极为丰富，它广泛地分布于青海、四川、湖南、内蒙古、云南、西藏、湖北、江苏、新疆、安徽、山西、甘肃、山东、陕西14个省（区）。

青海是中国现代盐湖芒硝矿产资源最丰富的省份。芒硝矿主要分布于海西州和大、小柴旦等地。其中芒崖镇大浪滩梁中矿区和察汗斯拉图芒硝矿属特大型芒硝矿区。此外，在西宁市的北山寺、泮子山、互助县硝沟及平安县三十里铺等地还蕴藏有丰富的钙芒硝矿。该省芒硝、钙芒硝矿保有储量（Na2SO4）87.06×108t，占全国总保有储量的近50％。

内蒙古自治区内盐湖甚多，芒硝资源比较丰富，现已探明芒硝产地21处，保有储量以矿石量计35.44×108t（折Na2SO412×108t），分布于鄂尔多斯，估计蕴藏量（Na2SO4）在30×108t以上。其余产地规模一般较小，储量多为数十万吨，少数产地200～600×104t。

新疆是现代盐湖芒硝资源丰富的省区之一，已探明产地15处，其中4处以矿石量计保有1.29×108t和11处以Na2SO4计保有0.31×108t（合计折Na2SO4约1.4×108t），主要分布于达坂城盐湖、艾丁湖、七角井盐湖及白沙窝、吐鲁番、罗布泊等地。此外在玛纳斯湖、艾比湖、阿尔泰库巴色古尔湖等处也发现有大量芒硝矿，估计储量（Na2SO4）在5×108t以上。

四川是钙芒硝矿产资源最丰富的省，已探明矿区24个，保有矿石量153.2×108t（折Na2SO446×108t以上），主要分布于成都以西的新津、眉山、名山、彭山、洪雅以及丹棱、雅安等地。矿带南北长170km，东西宽40～60km，面积约1000km2。

湖南古代盐湖芒硝矿为盐矿共生矿，资源较丰富，已探明矿区6处，主要分布于衡阳和澧县，保有Na2SO4储量7.1×108t。

云南探明钙芒硝矿6处，主要分布于富民者北、禄丰黑井和阿陋井、禄劝硝井、武定小井等地，保有量以矿石量计30.6×108t（折Na2SO44×108t以上）。此外，在禄丰一平浪和禄丰阿陋井还探明有芒硝储量0.1×108t。

湖北共探明与盐矿伴生的钙芒硝产地19处，主要分布于枣阳、应城、云梦、汉川、松滋-公安、天门等地，保有Na2SO4储量7.5×108t。

除上述诸省区外，安徽、广东、山西运城、云南安宁等地也有钙芒硝资源，但储量较少。

二、无水芒硝thenardite

无水芒硝（Na2SO4，图2-7）：不含水，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。

鉴定特征　硬度和密度高于芒硝，味微咸，易溶于水。

主要用途　其一般用来制硫化钠、纸浆、玻璃、水玻璃、瓷釉，也用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。化工上用于制造硫化钠、硅酸钠等。实验室用于洗去钡盐。工业上用作制取　NaOH和H2SO4的原料，也用于造纸、玻璃、印染、合成纤维、制革等。其在有机合成实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。

组成与结构　主要成分为硫酸钠，分子式为Na2SO4，斜方晶系，晶形呈双锥体，常为块状或晶簇状集合体。

物化性质　无色、白色，常因含泥质或氧化铁而变成灰色或褐色；透明，玻璃光泽至油脂光泽；莫氏硬度为2.5～3.0；密度为2.68～2.69g/cm3；易溶于水，当40℃时溶解度为388g/L，味苦咸，带热感；易潮解，在室温和潮湿空气中易水化变成白色粉末状的芒硝而失去光泽。

综合利用　常与石盐、芒硝共生，在选矿与加工中可回收与利用。

质量标准　无水芒硝与芒硝不但经常共生，而且往往因气候关系而变换，所以国土资源部2002年12月发布的地质矿产行业标准中二者做同一处理，也就是讲其一般工业要求与芒硝矿相同，详见本章芒硝质量标准部分。目前市场上将无水芒硝分为4级，各个品级质量要求见表2-19所列。

开发与保护　基本上与芒硝矿相同，详细内容参见本章芒硝开发与保护部分。

产状与产地　在含硫酸钠卤水盐湖中结晶沉淀而成，与芒硝、泻利盐、白钠镁矾、钙芒硝、石膏、泡碱、石盐等共生。结晶温度高于芒硝，一般在33℃以上。如果溶液中存在氯化钠和其他可溶性盐类，则可在更低的温度下沉淀。主要产地有新疆哈密七角井；内蒙古查干里门诺尔；山西运城；云南安宁。

三、钙芒硝glauberite

钙芒硝（Na2SO4·CaSO4），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。

根据钙芒硝（图2-8）的产状、组构及共生关系至少可以分为四种类型：①层状钙芒硝；②斑状钙芒硝；③与石盐共生的钙芒硝；④脉状钙芒硝。

组成与结构　主要成分为硫酸钠和硫酸钙，分子式为Na2SO4·CaCO3，单斜晶系，晶体呈菱面体，常为致密块状或肾状集合体。

物化性质　灰色、黄色，有时因含铁质而呈粉红色；条痕白色，贝壳状断口；玻璃光泽。莫氏硬度为2.5～3.0；密度为2.70～2.85g/cm3；在水中缓慢溶解，并沉淀出石膏，溶液微具咸味。

综合利用　常与石芒、石膏、芒硝等共生，在选矿与加工中可回收利用。

主要用途　主要用于生产元明粉，用于造纸、皮革、橡胶和医药生产上。

质量标准　据国土资源部2002年12月发布的地资矿产行业标准DZ/T 0212—2002《盐湖和盐类矿产地资质勘查规范》的规定，钙芒硝矿按开采方式其一般工业要求见相关规定。水溶系列有害组分最大允许量同芒硝矿。

开发与保护　钙芒硝矿床的开发与勘查和芒硝矿床基本相同，详细内容可参阅本章“芒硝矿床的开发与利用”部分。

产状与产地　主要产地有四川新津大岭；云南武定小井。

四、白钠镁矾bloedite

白钠镁矾是一种含水的钠镁硫酸盐矿物，亦是芒硝矿床（别称硫酸钠矿床）的主要矿物之一；无色透明，有时为白色、浅蓝、浅红、灰色、绿色或褐色；性脆；玻璃光泽；贝壳状断口。白钠镁矾主要产于内陆盐湖沉积物中，通常与石盐、芒硝、光卤石、杂卤石、泻利盐或钾盐镁矾共生。

一般易溶于水，但通过蒸发器产生的白钠镁矾因形态稳定因而难溶于水，在工业上会形成难以除去的白垢。

制备或来源　钻井抽卤和盐团结白钠镁矾方法。

组成与结构　主要成分为硫酸钠和硫酸镁，分子式为Na2SO4·MgSO4·4H2O，单斜晶系，完好晶体呈短柱状，但很少见到，通常为致密块状、粒状与纤维状集合体。

物化性质　无色，常因含杂质而呈蓝绿色或浅红色；玻璃光泽；莫氏硬度为2.5～3.0；密度为2.2～2.3g/cm3；易溶于水，味苦咸；在空气中不易风化，受热爆裂，生成白色薄膜。

综合利用　常与芒硝、无水芒硝共生，或与石盐、钾盐镁矾、光卤石等共生，可在矿石选矿和加工中回收利用。

主要用途　主要用于生产元明粉以及用于提取金属镁、生产镁的化合物，用于化学工业与轻工业有关生产部门。

质量标准　据国土资源部2002年12月发布的地质矿产行业标准DZ/T 0212—2002《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》的规定，白钠镁矾矿床的一般工业指标见表2-20所列。

水溶系列有害组分最大允许含量与芒硝、无水芒硝相同，见表2-19。

开发与保护　勘察工作和芒硝矿、无水芒硝矿基本相同，但白钠镁矾矿床多以露天开采为主，矿石可采用冷冻法、盐析法和真空蒸发法进行选矿，将其与其他组分分离。选出精矿应及时包装处理，妥善保存。

产状与产地　山西运城；青海大柴旦；新疆哈密；湖北潜江等地。