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铜铀云母
英文名	Torbernite
化学式	Cu(UO2)2(PO4)2·8 - 12 H2O
分类	磷酸盐
晶系	四方晶系
硬度	2
比重	3.2
颜色	翡翠绿色苹果绿色
条痕	浅绿色
光泽	金刚光泽，玻璃光泽，蜡状光泽，珍珠光泽
折射率	n = 1.590 - 1.592 n = 1.581 - 1.582
透明度	透明，半透明
解理	完全云母、不清楚
断口	脆性
晶体常态：面理化朴实的群众，结壳的板状晶体;
地质环境：在辅助区域铜轴承铀矿的稀有矿产。

铜铀云母

矿物名片

含水的铜、双氧铀磷酸盐(Cu(UO2)2，铜铀云母（Torbernite）是一种主要的含铀矿物，可以用来提炼铀。它为绿色晶体或像云母样的块体。是铀云母类矿物中的一种重要铀矿物，属磷酸盐型。常存在于内生矿床的氧化带中，具有典型的层状云母构造。矿物呈翠绿色或碧绿色，性脆而硬度低。加热至75摄氏度可逸出4分子水变成变铜铀云母。

基本概述

　　类别：磷酸盐
　　晶系：四方晶系
　　化学分子式：Ca(UO2)2(PO4)2·8—12H2O
　　解理：极完全底面解理
　　断口：参差状
　　颜色：黄色—绿色
　　条痕：黄色
　　光泽：玻璃光泽至珍珠光泽
　　荧光：黄色—绿色

物理特性

铜铀云母性状(3张)　　四方晶系复四方双锥晶类。板状、短柱状晶体，横断面四边形或八边形。姜黄色、祖母绿色、苹果绿色，颜色鲜艳，条痕较浅。透明。玻璃光泽，解理面珍珠光泽。摩氏硬度2-2.5，比重3.22-3.60，解理{001}完全。性脆，具强放射性。紫外光下发黄绿色荧光。镜下多色性明显，一轴正晶。

资源特点

　　晶质铀矿具萤石型结构，晶形以立方体或八面体为主，但少见；一般成细粒状产出。黑色，条痕棕黑色。
　　半金属光泽，风化面光泽暗淡。贝壳状断口。摩氏硬度约5.5。比重7.5～10.0。氧化程度深的,颜色趋于暗棕,比重明显偏小。呈致密块状、葡萄状等胶体形态，并具有沥青光泽的隐晶质变种称为沥青铀矿。晶质铀矿主要产于高温热液矿脉中。产于中－低温热液脉中的,特征性地总是沥青铀矿,一般不含钍和稀土元素；呈良好自形晶体产于伟晶岩中的晶质铀矿，则钍和稀土元素含量较高，但一般不形成有工业价值的矿床。晶质铀矿常蚀变或风化淋滤而形成颜色鲜艳的脂铅铀矿或钙铀云母、铜铀云母等铀的次生矿物，可作找矿标志。晶质铀矿，特别是其变种沥青铀矿，是铀的最重要矿石矿物。此外，晶质铀矿还用于提取镭。加拿大、美国、南非、扎伊尔等是最主要的铀矿生产国。

结构分类

　　云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称
　　。主要包括白云母、黑云母、金云母、锂云母等。工业上应用的云母矿物原料是白云母和金云母中的片云母和碎云母及绢云母，使用较多的是白云母，其次为金云母。由于云母具有较高的电绝缘性、较好的透明度、极好的可剥分性、较高的化学稳定性、较好的还原性以及在高温状态下能保持上述优良的物理化学性能，因而它主要作为一种非常重要的绝缘材料广泛用于电子、电机、电讯、电器、航空、交通、仪表、冶金、建材、轻工等工业部门，以及国防和尖端工业领域。 70年代以来，由于在电容器、电动机的绝缘支撑材料及电介质材料中，使用的片云母已被由碎云母为原料制成的云母纸所代替，通讯电子管的绝大部分已被半导体集成电路所取代，引起消费结构发生根本变化，因此使片云母的需求量大幅度下降，而碎云母的需求量日渐增长。随着科学技术的发展，近年来云母矿物在建材、地质勘探、润滑、油漆、食品、化妆品等方面的应用不断扩展，碎云母和绢云母矿物原料将具有广阔的应用前景。

矿石研究

　　钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。普遍存在多型性，其中属单斜晶系者常见，其次为三方晶系，其余少见。云母族矿物中最常见的矿物种有黑云母、白云母、金云母、锂云母、绢云母等。云母通
　　常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异，主要随Fe含量的增多而变深。白云母无色透明或呈浅色；黑云母为黑至深褐、暗绿等色；金云母呈黄色、棕色、绿色或无色；锂云母呈淡紫色、玫瑰红色至灰色。玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽。莫氏硬度一般2～3.5，比重2.7～3.5。平行底面的解理极完全。白云母和金云母具有良好的电绝缘性和不导热、抗酸、抗碱和耐压性能，因而被广泛用来制作电子、电气工业上的绝缘材料。云母碎片和粉末用作填料等。锂云母还是提取锂的主要矿物原料。 铜铀云母矿物由于晶体大，色彩艳丽，很早就被人类利用。敦煌莫高窟中唐112窟所用的颜料闪光发亮，经X射线衍射分析，是天然白云母经细碎研磨而成。显色效果极佳。

开发历史

　　虽然中国很早就已认识和利用白云母和金云母，但对云母矿床正规的勘查工作是在中华人民共和国建立以后，从1952年开始相继对四川丹巴及内蒙古土贵乌拉的白云母矿床进行了普查勘探并取得了较好成果。1958年在山西繁峙召开了全国云母会议，决定大力开展云母的普查勘探工作，当年，新疆阿勒泰云母矿床的发现，在中国云母资源的开发方面起了很大作用，同时也为云母矿床的普查勘探工作积累了经验。随后，江苏东海镁硅白云母矿床的发现并被工业所利用，在中国增添了新的工业云母种属。内蒙古乌拉山、大别山、秦岭、辽宁、四川及云南等地的云母矿床相继发现，扩大了云母资源。80年代以来，建材、地矿等部门开展对碎云母、绢云母矿的普查。经详查，探明了河北灵寿谭庄乡山门口碎云母矿，在内蒙古、辽宁、湖北等地发现绢云母矿点，在碎云母和绢云母的工业应用研究方面也取得了进展。
　　中国在20世纪50年代至70年代中期，曾将白云母、金云母列为战略资源，最早开采的是四川丹巴云母矿，以后新疆、内蒙古、山西、河北、山东、河南、陕西、云南等省、自治区的云母矿相继开采。主要国有矿山有新疆阿勒泰、四川丹巴、内蒙古土贵乌拉等矿山，还有上百个县办、乡镇及个体矿山。1978年前，工业原料云母的年产量为1700～2500t，1978年后，产量逐年下降，原因是云母消费结构发生了根本变化所致。

地理分布

　　中国铜铀云母矿产分布不均匀，全国20个省、市、自治区虽都有分布，但绝大部分集中在新疆、四川和
　　内蒙古。全国已发现产地184处，其中新疆88处，占全国储量的67%，四川27处，占全国储量的11.4%；内蒙古15处，占全国储量的8.6%；其余54处，占全国储量的13%，分布于河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、云南、西藏、青海及陕西等地。 工业云母矿床分为白云母矿床和金云母矿床两大类，每一大类可各分为两个亚类，另外还有碎细云母矿床。矿床类型及地质特征如下：

花岗伟晶岩型白云母矿床

　　矿床多产在角闪岩相变质岩地区，含云母伟晶岩脉普遍发育混合岩化和花岗岩化，围岩是各种富铝、硅的片麻岩、变粒岩或片岩。矿脉带常成群出现，构成伟晶岩带或伟晶岩田。按伟晶岩的组构和含矿性可分为：①结晶型白云母伟晶岩：岩脉内白云母呈巨晶，片较大，面积可达60—100cm2，从中可获取大片的白云母，且云母片的剥分性能良好；②交代分异型稀有金属素白云母伟晶岩：云母晶体一般较小，但透明度较好，杂质含量低，且其中伴生的含稀有元素矿物如绿柱石、铌钽铁矿、电气石、锂云母等可综合利用。世界上有工业价值的白云母矿床基本上产于以上两种伟晶岩中。

伟晶岩接触交代型镁硅白云母矿床

　　我国的镁硅白云母K2{(Fe2+Mg)(Fe3+Al)3〔Si7AlO20〕(OH)4}矿床位于江苏东海。矿床赋存在深大断裂带并有榴辉岩产出的变质岩地区。含镁硅白云母伟晶岩脉在榴辉岩、角闪片岩和片麻岩中均有产出。但主要的工业矿体产于榴辉岩中。镁硅白云母的电气性能完全符合工业要求，为我国增添了新的工业云母种属。

镁碳酸盐矽卡岩型金云母矿床

　　矿床多分布在太古代、元古代或古生代的结晶片岩、片麻岩及大理岩中。矿区内花岗岩发育，常伴生有交代作用产生的一系列杂岩体，如方柱石-透辉石岩、透辉石-金云母岩等。我国这一类型矿床很多，如大同、通化、镇平和内蒙古的许多矿区均属此类型。

超基性-碱性杂岩体型金云母矿床

　　矿床产于超基性-碱性杂岩体中。杂岩体面积由几十到千余平方公里，且具有环带构造。该类矿床规模较大，金云母可达几百万吨，含矿率较高，每立方米由几百千克至1吨，云母晶片面积可达5—6m2。矿床上部因水化作用形成的蛭石，也可开采利用。这一类型是近年来新发现的一种金云母矿床，从金云母储量、规模和远景来看，都有很重要的工业价值。在原苏联，它已成为金云母的重要来源，但到目前为止，在我国尚未发现该种类型的金云母矿床。

综合利用

　　云母矿石的选矿是生料云母的富集过程。生料云母是指原矿中轮廓面积大于或等于4cm2的任意厚度的
　　云母晶体。原矿中生料云母含量的多少称为生料云母含矿率，通常用单位矿石体积内含生料云母的重量(kg/m3)来表示。经选矿所得精矿中生料云母的总重量与原矿中所含生料云母总重量之比称为回收率。
　　工业上主要是直接利用云母自然晶体加工成所需产品。没有缺陷的云母晶体愈大，其经济价值愈高，因此在云母矿石选矿过程中，要尽可能地保护云母自然晶体不受破坏。
　　目前，对于晶体轮廓面积大于4cm2的片云母的选矿，主要根据云母晶体与脉石在形状和摩擦系数方面的差异来进行，常用的方法有手选、摩擦选、形状选。对于晶体轮廓面积小于4cm2的碎云母，则主要是根据它与脉石表面物理化学性质的差异来进行分选的，采用的方法为浮选法。 手选：工人在采矿工作面或坑口矿石堆上，拣选已单体分离的云母；云母与脉石的连生体用手锤敲碎，再选出其中的云母。
　　摩擦选矿：根据成片状的云母晶体的滑动摩擦系数与浑圆状脉石的滚动摩擦系数的差别，而使云母晶体和脉石分离。所用设备之一为斜板分选机。该机是由一组金属斜板组成，每块斜板长1350mm、宽1000mm，其下一块斜板的倾角大于上一块斜板的倾角。每块斜板的下端都留有收集云母晶体的缝隙，其宽按斜板排列顺序依次递减。缝隙前缘装有三角堰板。在选别过程中，大块脉石滚落至石堆；云母及较小脉石块经堰板阻挡，通过缝隙落下一斜板。依次在斜板上重复上述过程，使云母与脉石逐步分离。目前，摩擦选矿工艺及设备尚不完善，因此在云母矿石选矿中，该法尚未得到广泛应用。
　　形状选矿：根据云母晶体与脉石的形状不同，在筛分中透过筛子的筛缝、筛孔的能力不同，使云母和脉石分离。选别时，采用一种两层以上不同筛面结构的筛子，一般第一层筛筛网为条形；第二层筛筛网为方形。当原矿进入筛面后，由于振动或滚动作用，片状云母及小块脉石可以从条形筛缝漏至第二层筛面；因第二层是格筛，故可筛去脉石留下片状云母。形状选矿法具有流程简单、设备少、生产率高、分选效果好等优点，因而在云母矿山中得到了广泛应用。 浮选：依据云母与脉石的表面物理化学性质的不同进行分选。矿石经破碎、磨矿使云母单体解离，在药剂作用下，云母成为泡沫产品而与脉石分离。云母浮选可以在酸性或碱性矿浆中进行，长碳链醋酸胺类的阳离子和脂肪酸类的阴离子为云母的捕收剂。云母浮选工艺流程中需经过三段粗选、三段精选，才能获得云母精矿。因此，云母矿石浮选用以回收伟晶岩和云母片岩中14目以下的云母和细粒云母。在我国，云母矿石浮选尚未得到生产应用。
　　风选：云母风选多通过专用设备来实现。其工艺过程一般为：破碎→筛分分级→风选。矿石经过破碎之后，云母基本上形成了薄片状，而脉石矿物长石、石英等呈块状颗粒。据此，采用多级别的分级把入选物料预先分成较窄的粒级，据其在气流中的悬浮速度之差异，采用专用风选设备进行分选。风选法适用于水源缺乏地区，已用于实际生产。

居里夫人的研究

　　居里夫人对很多种矿物标本逐个检验有无放射性。检验了几百种物质，都没有放射性。但当她检验到一种沥青铀矿和一种铜铀云母矿时，发现它们有很强的放射性，其强度比根据其中铀或钍的含量所预计的强度大得多。她又根据天然铜铀云母矿精确分析得到的组成，自己合成了铜铀云母，发现天然铜铀云母的放射性是人工合成试样的4．5倍。这两种矿物的异常的放射性，只能解释为其中含有某种含量很少但比铀和钍的放射性强得多的新元素。
　　1896年6月，居里夫妇开始合作搜索这种新元素。他们先到沥青铀矿中去找。他们把这种矿石分解后，用系统的化学分析程序把其中的各种元素按组一组一组逐步分开。每经过一步分离，就测定两部分的放射线，根据溶液和沉淀有无放射性或放射性的大小来确定新元素在哪一部分中。经过几次淘汰搜索的范围逐步缩小，最后他们发现在沥青铀矿中有两种而不是一种新的放射性元素。1898年7月他们根据放射性证实了一种新放射性元素的存在，当时他们还只得到了一点富集了这种新元素的硫化铋，它的放射性远比金属铀的放射性大得多。要知道在沥青铀矿中这种新元素的含量只有一亿分之一，用一般的化学方法把它富集起来是何等艰巨啊！玛丽为这个新元素命名为“Polonium”（钋），这是为了纪念她的祖国波兰。五个月后，居里夫妇又根据放射性发现了另一种新的放射性元素，它已富集在氯化钡结晶里。这种混有新元素的晶体比金属铀的放射性竟大九百倍。居里夫妇给该元素命名为“Radium”（镭），意思是“赋予放射性的物质”。钋富集在硫化铋沉淀中，镭富集在氯化钡晶体中，这说明它们的化学性质分别很象铋和钡，而与铀相差很远。但是，这时居里夫妇还没有得到一点点纯的镭或钋的化合物。他们决定下一阶段的工作是从沥青铀矿制取纯的镭化合物。他们估计从沥青铀矿中提取了铀以后钋和镭可能原封不动地存留在废矿渣中，因为钋和镭的化学性质与铀相差很远。于是他们便从奥地利处理沥青铀矿的国营矿场买到了便宜的废矿渣。从1899年到1902年底，居里夫妇在物理学校的矿烂工棚里艰苦地工作了45个月，一公斤一公斤地处理了两吨废矿渣。经过几百万次的溶解、沉淀和结晶等提炼工作，终于得到仅仅100毫克的光说纯氯化镭。它的放射性强大得令人吃惊，竟是铀盐的二百万倍！把它放在玻璃瓶里，玻璃瓶就放出紫色的荧光，它也能使金刚石、红宝石、萤石、硫化锌、铂氰化钡等发出磷光。他们对镭的原子量进行了初步测定，大约是225，从而确定了它在周期表中处于ⅡA族钡的下面。
　　1903年6月25日，36岁的玛丽·居里夫人在巴黎大学通过了博士论文答辨，论文题目是《放射性物质的研究》。这年11月，英国皇家学会授予居里夫妇载维金质奖章。12月10日居里夫妇和贝克勒一道荣获这一年的诺贝尔物理学奖，分享奖金。^[1]