硅酸盐热力学导论

《硅酸盐热力学导论》属“北京市高等教育精品教材立项项目”，也是“矿物材料科学系列教材”之一，反映了近20年来有关矿物资源绿色加工技术原理的最新成果。主要内容包括：矿物-材料概述，典型矿物结构与化学，硅酸盐熔体热力学，硅酸盐共生相分析，硅酸盐陶瓷设计，高温/水热/水化过程平衡反应热力学，以及非平衡过程反应动力学等。重点阐述了基于硅酸盐体系质量平衡、能量守恒、反应速率研究，创新矿物资源绿色化工的技术途径；其中包括著者团队长期研究钾、铝、磷、镁、锂、硅资源高效清洁利用关键技术的大量实例。这些内容对于深入研习矿物资源化工技术原理至关重要，亦是推进技术成果工程化的重要理论基础。因此，本书除可作为材料科学与工程、材料化学和结晶岩岩石学、矿物学、矿床学等专业研究生课程的教材外，也适合于材料类、地学类高校教师、研究生和科技人员作为参考书使用。

马鸿文，中国地质大学（北京），二级教授，矿物材料国家专业实验室主任，近20年来，著者先后承担原国家教委《跨世纪**人才计划》基金、原地矿部《百名跨世纪人才培养计划》基金、教育部博士学科点基金课题、国家科技支撑计划项目等10余项。内容主要为 “天然矿物原料合成13X分子筛及其应用”、“非水溶性钾矿提取碳酸钾综合技术”、“沸石分子筛用于含重金属、氨氮废水深度净化技术”、“高铝粉煤灰制备氧化铝清洁生产关键技术”、“非水溶性钾矿资源高效利用技术”等。出版专著、教材6部。发表论文170余篇。取得国家发明专利8项，其中已授权6项。 承担北京市教改项目“矿物岩石材料学教学团队”。本教材即为团队建设的“矿物材料学系列教材”之一。

第一章　矿物-材料九说 / 1 第一节 石英族-硅化合物-硅系材料 3 第二节 钛矿物-钛化合物-钛系材料 5 第三节 铝矿物-铝化合物-铝系材料 7 第四节 铁矿物-铁化合物-钢铁材料 9 第五节 镁矿物-镁化合物-镁系材料 13 第六节 钙矿物-钙化合物-钙系建材 16 第七节 钠矿物-钠化合物-氯碱工业 20 第八节 钾矿物-钾化合物-钾盐工业 24 第九节 磷矿物-磷化合物-磷盐工业 29 参考文献 32 第二章　典型结构与晶体化学 / 35 第一节 岛状结构硅酸盐 36 第二节 环状结构硅酸盐 39 第三节 链状结构硅酸盐 41 第四节 层状结构硅酸盐 46 第五节 架状结构硅酸盐 50 第六节 其他典型结构矿物 56 参考文献 64 第三章　硅酸盐熔体结构与热力学 / 65 第一节 硅酸盐熔体结构模型 65 第二节 硅酸盐熔体Fe3+-Fe2+平衡及结构作用 73 第三节 含水硅酸盐熔体结构及作用机理 75 第四节 硅酸盐熔体结构-物性表征 79 第五节 硅酸盐熔体密度与状态方程 84 第六节 硅酸盐熔体不混溶作用模拟 88 参考文献 94 第四章　硅酸盐体系共生相分析 / 97 第一节 共生相分析的基本原理 97 第二节 工业岩石原料的物相组成分析 102 第三节 膨润土中蒙脱石含量的对比分析 106 第四节 两种共存长石的成分与含量计算 110 第五节 硅酸盐陶瓷配料组成计算 114 第六节 硅酸盐制品物相组成分析 116 参考文献 120 第五章　硅酸盐陶瓷设计原理 / 122 第一节 硅酸盐陶瓷共生相分析 122 第二节 烧结过程的热力学表征 126 第三节 晶体-熔体平衡的热力学描述 130 第四节 共生相分析的数学模型 135 第五节 实验设计与过程模拟 136 第六节 硅酸盐陶瓷设计示例 139 参考文献 144 第六章　高温过程反应热力学 / 146 第一节 热力学原理与参数 146 第二节 硅酸盐熔融反应 149 第三节 硅酸盐烧结反应 153 第四节 钾长石烧结反应 158 第五节 氧化镁铝热还原反应 165 第六节 氧化硅碳热还原反应 167 参考文献 169 第七章　水热过程反应热力学 / 172 第一节 水溶液热力学模型 172 第二节 钾长石碱液分解反应 181 第三节 钾霞石酸解晶化反应 184 第四节 硬硅钙石水热晶化反应 187 第五节 高铝飞灰碱溶脱硅反应 190 第六节 锂辉石碱液分解反应 192 参考文献 197 第八章　水化过程反应热力学 / 200 第一节 Cemdata18数据库概要 200 第二节 胶凝材料热力学数据 201 第三节 C-S-H固溶体模型 212 第四节 Cemdata18数据库新功能 217 第五节 矿聚胶凝材料固化反应 221 第六节 硅酸钠钙碱渣水解反应 224 参考文献 226 第九章　非平衡过程反应动力学 / 231 第一节 反应速率和速率方程 232 第二节 硅酸盐烧结反应 233 第三节 钾长石-Ca(OH)2-H2O体系水热分解反应 237 第四节 钾长石-NaOH-H2O体系水热分解反应 239 第五节 微晶玻璃晶化反应 243 第六节 分子筛离子吸附反应 245 参考文献 249 附录一　常见矿物晶体化学计算 252 附录二　常见氧化物、元素的摩尔质量和氢当量 265 附录三　常见矿物和熔体、流体相端员组分热力学性质 268 附录四　复杂矿物热力学性质计算模型 290