3.2.4 源于生物质及矿物质 的化工原料.

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1 3.2.4 源于生物质及矿物质 的化工原料

2 一、含淀粉的物质 山楂 葡萄糖 大米、麦类、玉米、薯类等粮食不宜大量用作化工原料，但可广泛利用山梨、山渣及废糖蜜等野生植物的根和果实，经水解后可获得麦芽糖、葡萄糖。如淀粉中加入某种酵母使其发酵，可得乙醇或丙酮、丁醇等。

3 将植物中所含的多糖用水使之转化为简单的单糖 （C6H1005）n(淀粉) + nH2O（水） n（C6H1005）（单糖）
1、水解（糖化）： 将植物中所含的多糖用水使之转化为简单的单糖 （C6H1005）n(淀粉) + nH2O（水） n（C6H1005）（单糖） C12H22O11（糖蜜） + H2O（水） C6H12O6 2、单糖发酵，即转变为酒精 C6H12O C2H5OH + 2CO2 酵母菌

4 二、含纤维素的物质 纤维素是制造人造纤维、纤维素塑料制品的重要原料。将麦秆、稻草、竹、木柴、芦苇等放入含酸的水中加热，可发生水解反应制得葡萄糖。 如同煤的干馏，木材在隔绝空气的密闭设备中加热，可使木材中的组分热分解为木炭和木焦油，以得到燃料、制活性炭的木炭以及燃料气（CO、CO2、CH4 ）等，而从木焦油中可提取酚、醚、木材防腐油等，也可分离出醋酸、甲醇和丙酮等有机产品。

5 三、含戊聚糖的物质 戊聚糖主要存在于棉籽壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等农副产品中。经过加工可以提取糠醛。糠醛是有机合成的重要原料，可以用来生产顺丁烯二酸酐、丁二烯等。 棉籽壳 玉米芯

6 四、含油脂的物质 油脂是油和脂肪的总称。在常温下，从油菜籽、蓖麻籽、桐籽等植物果实中榨出的油都为液态，而从牛、猪、羊等动物中获得的是脂肪，常温下多为固态。油的主要成分是不饱和脂肪酸与甘油生成的甘油酯，而脂肪的主要成分是饱和脂肪酸与甘油生成的甘油酯。非食用油脂在工业上可作油漆、油墨等溶剂，是制造肥皂和多种脂肪酸的原料。

7 生物质的化工利用途径

8 五、源于矿物质的化工原料 自然界的矿物种类约有3000余种，其中大部分以固体形式存在，目前被人们利用的仅200余种。
作为无机产品起始原料的化工矿物质在化学工业中处于十分重要的地位。化学工业中最基本的“三酸两碱”由食盐、黄铁矿、煤、石灰石等化工矿物质加工制成；氮肥、磷肥、钾肥是由煤、磷矿石、钾盐、硝石等加工制成。由此可见，化工矿物质与发展化工产品有着密切的联系。

9 主要的化工矿物及其特性表 矿物名称 主 要 成 分 主 要 特 性 岩 盐 NaCl
岩 盐 NaCl 纯品为无色，工业矿因含其他杂质而呈灰色、粉红色或褐色等。味咸，立方晶体，有时也呈致密块状或疏松集合体。密度[1]2.1～2.2，硬度[2]2.5。是制造烧碱、纯碱、氯气等的主要原料。 钾石盐 KCl和NaCl 白色颗粒，具有玻璃光泽，性脆。工业矿因含其他杂质呈砖红色等。密度1.97～1.99，硬度1.5～2.0。易潮解，易溶于水。味苦咸且涩。是生产氯化钾的主要原料。 光卤石 KCl·MgCl2·6H2O 纯品无色，含杂质后呈粉红色。常呈致密块体和粒状集合体。具脂肪光泽，味苦，性脆。密度1.6，硬度2～3。在空气中吸收水分易潮解。用于提炼金属镁，氯化钾，氯化镁以及制造肥料和盐酸等。 钾盐镁矾 KCl·MgSO4·3H2O 在钾盐矿中自然产出。有白色、灰白色或带粉红色。味苦咸。密度2.05～2.19，硬度2.5～3.0，易溶于水。该品可直接用做肥料，也可用于制钾盐。

10 主要的化工矿物及其特性表 矿物名称 主 要 成 分 主 要 特 性 钾长石 K2O·Al2O3·6SiO2
通常简称长石，呈晶体。肉红色或浅玫瑰色，有时白色或灰色，常以致密块状形式出现。具有玻璃光泽，性脆。密度2.54～2.57，硬度6。水化后变成高岭土等粘土矿物。是制造玻璃和陶瓷的原料，也用作磨料等。 明 矾 石 K2SO4·Al2(SO4)3 ·4Al(OH)3 白色、灰色、浅黄或粉红色。成粒状、土状或致密块状集合体。断口不平正，具玻璃光泽或珍珠光泽，透明或半透明。密度2.58～2.75，硬度 3.5～4.0，难溶于水。用于提取明矾、硫酸铝、硫酸钾和氧化铝等。 天 然 碱 Na2CO3·NaHCO3·2H2O 常为无色、白色或因杂质而呈黄色，晶体，有玻璃光泽。密度2.11～2.14，硬度2.5～3.0。易溶于水。可用作洗涤剂，也可用作制造纯碱、小苏打和烧碱的原料。 黄 铁 矿 FeS2 俗称硫铁矿，是含硫量较高的铁矿石（纯矿含Fe 46.6% ，S 53.4% ），为草黄色或金黄色晶体，有较强金属光泽。密度4.95～5.17，硬度6.0～6.5。 风化后变为褐铁矿。主要用于制造硫酸和提炼硫磺。

11 主要的化工矿物及其特性表 矿物名称 主 要 成 分 主 要 特 性 天然硫磺 S
系硫矿物中较为重要的一种品种，为淡黄色固体，性脆。密度1.9～2.1， 硬度1.5～2.5。不溶于水，稍溶于乙醇和乙醚，溶于二硫化碳、四氯化碳和苯。较易熔化。可用于制造硫酸、硫化物、黑色火药、提炼高纯度硫磺等。 硼 砂 Na2B4O7·10H2O 为白、浅灰色或浅黄色的短柱状体，有玻璃光泽，无臭，味咸。密度1.73，硬度2.0～2.5。稍溶于冷水，较易溶于热水，微溶于乙醚。用于制造特种光学玻璃、搪瓷、瓷釉、硼酸及其盐类、人造宝石等。 磷 灰 石 Ca5(PO4) 或Ca5(PO4)3Cl 主要有氟磷灰石Ca5(PO4)和氯磷灰石Ca5(PO4)3Cl。两者物理性质相似。有亮绿色、蓝绿色或褐绿色，也有褐色和紫色的变种。成柱状、板状或块状体。密度3.15～3.27，硬度4.0～5.0，用于制造磷肥、磷酸和磷酸盐等。

12 主要的化工矿物及其特性表 矿物名称 主 要 成 分 主 要 特 性 萤 石 CaF2
萤 石 CaF2 又称氟石，常呈灰、黄、绿、紫等色，多为立方晶体，也有致密块状结合体。透明，具有玻璃光泽，性脆。密度3.01～3.25，硬度4。烧热时在暗处发蓝、红火绿色荧光。主要用途：冶金工业上作助溶剂，化学工业上用作制备。氟、氢氟酸及其他氟化学品的原料。 石 灰 石 CaCO3 因所含杂质不同而呈灰色、灰黑色或浅黄、浅红色等固体。密度2.2～2.9。不溶于水，能与酸反应。加热易分解成生石灰CaO和CO2气。建筑工业上用作石料或烧制石灰，冶金工业上用作冶炼钢铁等的溶剂，硅酸盐工业上制水泥，化学工业上制纯碱和沉淀碳酸钙。 芒 硝 Na2SO4.10H2O 为白色或无色晶体，有玻璃光泽，味苦咸，性脆。密度1.4～1.5，硬度1.5～2.0，在干燥空气中会逐渐失去结晶水而成白色粉末。用于制造玄明粉、硫化碱、纯碱等。 蛇 纹 石 3MgO·2SiO2·2H2O 或 Mg6[Si4O10]（OH)8 为暗绿、浅黄或淡橄榄绿色，一般包括两种不同晶形的矿物：叶片状和纤维状，前者可剥离成片状，后者可剥离成细长的纤维（即石棉）。密度2.5～2.65， 硬度2.5～4.0，有时可高达5.5。由于它具有耐热、抗拉和抗挠等特性，工业上常用作耐火保温材料。颜色鲜艳的可用作装饰品。

13 主要的化工矿物及其特性表 矿物名称 主 要 成 分 主 要 特 性 重 晶 石 BaSO4
工业矿因混入杂质常呈灰色、灰白色，有时带天蓝色。成粗粒致密的块状或完整的板状晶体。性脆。密度4.3～4.6，硬度2.5～3.5。 用于制造钡的化学品、重晶石粉和锌钡白等。 白 云 石 MgCa（CO3）2 常呈各种颜色，大多为白、黄或灰白色。成致密块状晶体，有玻璃光泽，密度2.8～2.95，硬度3.5～4.0。可用作建筑材料、耐火材料、冶金溶剂及橡胶、油漆的填充物等。 生 石 膏 CaSO4·2H2O 常呈白色（雪花石膏）、粉红、淡黄或灰色。透明或半透明，成板状或纤维状，也成细粒块状，有玻璃光泽，性脆。解理极完全。密度2.31～2.32，硬度2。用于制造水泥、硫酸、烧石膏、油漆、纸张的填充料和农业肥料等。如加热至可得熟石膏，熟石膏具有类似水泥的坚固耐久性能，可用作石膏塑像、胶结科等。