山西矿物导热油价钱表_导热油价格多少一吨
1.山西昔阳县那里有卖导热油的地方
2.什么是金属矿产资源?
3.硅藻土矿床地质
4.硅藻土(Diatomite)
5.铝土是矿产么
6.非金属矿物加工现状
山西昔阳县那里有卖导热油的地方
昔阳县旺兴化工有限公司、昔阳县天瑞物资经销部。根据查询百度地图显示:
1、昔阳县旺兴化工有限公司:位于山西省晋中市昔阳县大寨镇北亩村东头,主营化工产品和导热油的售卖。
2、昔阳县天瑞物资经销部:位于山西省晋中市昔阳县乐平镇杨家峪村底街3号,主营化工产品和导热油的售卖。
什么是金属矿产资源?
矿产资源是指在地质作用过程中形成并存于地壳内(地表或地下)的有用的矿物或物质集合体,其质和量适合于工业要求,并在现有的社会经济和技术条件下能够被开采和利用的自然资源。
矿产资源是一种非常重要的非再生性自然资源,是人类社会赖以生存和发展的不可缺少的物质基础。它既是人们生活资料的重要来源,又是极其重要的社会生产资料。据统计,当今世界95%以上的能源和80%以上的工业原料都取自矿产资源。矿产资源依其组成成分可分为金属矿产和非金属矿产。
金属矿产指含有金属元素的可供工业提取金属有用成分或直接利用的岩石与矿物。包括:黑色金属9种,有色金属13种,贵金属8种,放射性金属3种,稀有稀土和稀有金属33种。下面简单介绍几种重要的金属。
黑色金属铁是世界上发现较早、利用最广的金属,是钢铁工业的基本原料。
有色金属铜具有良好的导电和导热性能,延展性好,耐腐蚀性强,并易于铸造,用于电气、建筑、运输、机械制造、军事等工业。
稀土元素和稀有金属广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、磁性材料、电子工业、原子能工业、电光源、医药、轻纺、建材以及农业等部门。金矿山在超导技术方面的应用前景正日益扩大。
黄金是人类最早发现和使用的贵金属。大量用作硬通货、储备、装饰及珠宝首饰,在工业上也有广泛用途,近年来在空间、电子等尖端技术领域用量日增。
根据金属的不同颜色,人们把金属分为黑色金属和有色金属两大类。铁、锰、铬和一切以铁为主的金属都叫黑色金属,黑色金属以外的其他所有金属都称为有色金属,如铜、铅、锌、铝、钨、锑等。有色金属矿物种类繁多,用途很广,是发展工业不可缺少的原料。
我国的有色金属矿产丰富,主要有铜、铅、锌、铝、镍、钴、钨、锡、铋、钼、汞、锑、金、银等。其中,以一种或数种为主的共生、伴生矿较多。
我国矿产分布较广,但又相对比较集中。地质勘探表明,有色金属矿产主要集中分布在过去岩浆活动比较频繁的南岭、天山、祁连山、秦岭、横断山、长白山等山地地区,其中在横断山区的川、滇、青、藏四省区交界的金沙江、澜沧江、怒江地区,发现了一条南北长900多千米,面积约55万平方千米的多金属成矿带,其中有铁、铜、铅、锌、锡、镁、汞、锑、钨、钼等多种金属矿产。
我国钨的储量为世界总储量的3/4,江西省的大余和湖南省的柿竹园的钨矿是世界上最大的钨矿。湖南省的冷水江是世界上最大的锑矿。云南省的个旧有“锡都”之称,是我国锡矿的重要产地。我国重要的铜矿产地是甘肃省的白银、湖北省的大冶、云南省的东川、江西省的德兴和安徽省的铜陵。主要的铅锌矿产地是湖南的水口山、云南的兰坪,青海的锡铁山。主要的铝土矿基地有山西中部、河南巩县、山东淄博、广西苹果等。
硅藻土矿床地质
一、成矿地质条件
硅藻大部分生于淡水,少部分生于海水,还有过渡的半咸水硅藻。硅藻在生命活动过程中,借助于光合作用可以产生其些细胞质物质,并分泌硅质,形成自己的介壳。硅藻经历了它的自然繁殖过程后最后死亡,有机物腐烂,其骨骼沉入水底,于是形成硅藻土堆积。据计算,1 立方英寸的硅藻土至少有 4000 万个独立介壳。在适宜的沉积环境和地质条件下,湖泊和海洋中的硅藻均可堆积成巨厚的硅藻土层。
硅藻土成矿条件首先是沉积盆地。新生代以来中国东部断裂及升降运动发育,形成一系列断陷盆地,为大型湖盆提供了先决条件,湖泊为硅藻的生存及遗骸堆积准备了良好的场所。
成矿条件之二是古地理环境。气候温暖湿润,雨水较充沛,能使湖盆常保持着一定的水量。但水深度不很大,一般不超过 35m。这可从硅藻土中常含有石英、长石、云母及炭质碎屑,也与黄铁矿、磷矿结核等伴生,并含丰富的动植物化石等特征得到证明。浅水有利于光合作用的进行,如生长在湖泊中的硅藻,湖泊不仅给浮游硅藻的光合作用提供充分的阳光,而且亦有利于底栖硅藻的生长。在海洋中,为了使硅藻沉积物持续堆积,形成厚层的硅藻土,亦必须保持浅水条件。开阔的海洋是浮游硅藻生活的最好环境。
成矿条件之三是物质来源。硅藻的生长、繁殖需要水中有溶融的 SiO2,而且有长期稳定的来源。中国东部地区新生代广泛发育基性岩,硅藻土矿多形成于喷发间歇期,火山活动为可溶性 SiO2提供了丰富的物质来源。西部地区例如,云南省的硅藻土矿则与火山活动无关,而是风化分解某些湖盆外围岩石而提供可溶性硅质。
从硅藻土的生存条件出发,带入湖盆的水不能含有高浓度的酸、碱及其他有毒害的物质。高质量的硅藻矿的形成还要求带入湖盆中的碎屑矿物很少。
硅藻土矿成矿时间分布很局限,硅藻的最老记录仅在侏罗纪早期,但含工业意义的大矿床则限于古、新近系及第四系。硅藻土矿在空间上分布很广泛,除寒冷的南极洲外,其他各大洲均有硅藻土矿床。硅藻种属十分多,约有 1. 2 万 ~1. 6 万种。几乎各种水域都有硅藻分布,现存硅藻可生长在海草上形成凝胶状薄膜,也可附于某些种属的腹部,既可栖息于海水的浮冰块上,也可以生活于湿土壤及热泉中,因此,可以在十分广泛的空间堆积成矿。
中国主要硅藻土矿集中形成于中新世至更新世,其中以中新世为主导。云南寻甸县和吉林长白县大型硅藻土矿皆属中新世矿床。矿床分布受新生代断陷盆地控制。
二、矿床主要成因类型及地质特征
世界硅藻土矿床类型有海相沉积与陆相沉积两大类,中国硅藻土矿皆为陆相湖泊沉积类型。湖盆可归纳为三种,即火山盆地 ( 如吉林省长白县、山东省临朐县、浙江省嵊县等) 、断陷盆地 ( 如云南省昆明) 及山间盆地 ( 如四川省米易县) 。含矿地层沉积类型属淡水湖的生物化学沉积型,特点是有较多的动、植物化石,与炭质碎屑粉砂层、粉砂质粘土层及硅藻粘土层共生。硅藻土矿层层理发育,岩性、岩相变化不大,矿体呈层状、似层状、透镜状、扁豆状产出,产状平缓,并由四周向盆地中心倾斜。硅藻种属为淡水型,例如,颗粒直链藻、中国小环藻、冰岛直链藻等。
根据SiO2来源不同,可分成两个亚类。一个是火山物源硅藻土矿床,另一个亚类是陆源沉积硅藻土矿床。前者矿床所需SiO2主要来自火山,硅藻形成于玄武质火山喷发间歇期的湖盆中,以含矿岩系中夹有玄武岩层为特征,如吉林长白、敦化,山东临朐,浙江嵊县等中国东部的一系列矿床均属此亚类。
陆源沉积硅藻土矿床的SiO2主要是岩石经风化分解、搬运提供的。矿床内含矿岩系没有玄武岩层,但周围常有时代较早的玄武岩层,它是SiO2的物源岩石。例如,云南寻甸、四川米易等地的硅藻土矿床。此外,广东雷州半岛发现了半咸水型硅藻土矿床,表明除了上述淡水湖相沉积矿床外,还有沼泽相和深湖相沉积类型。
1.陆相湖泊沉积火山物源矿床类型
该类为陆相湖泊沉积硅藻土矿类型中的火山物源矿床亚类,为中国已知的最大矿床,其规模世界少见。矿床空间分布受古构造格局控制。喜马拉雅期大量火山喷溢后形成的大型火山景观凹地,为硅藻的沉积提供了空间条件。古盆地不同部位及湖水盆地内的水下地形直接控制了矿床的展布。盆地边缘区由于受河流干扰,沉积环境不稳定,不利于硅藻的生存和堆积。盆地中心则由于水较深,阳光不足,因此同样也不利于硅藻生存所需的光合作用。中心与边缘过渡带阳光照度、沉积环境和水中SiO2含量均有利于硅藻的繁殖和堆积,可以形成质优的工业矿体。
矿床实例1:吉林长白县西大坡硅藻土矿
含矿岩系为马鞍山组沉积层,分布面积4.2km2,厚度1.36~57.58m。矿层赋存于含矿岩系内,垂直方向有明显的韵律,从下向上的完整韵律序列为:硅藻粘土→粘土质硅藻土→含粘土硅藻土→硅藻土→含粘土硅藻土→粘土质硅藻土→硅藻粘土,其间为渐变关系。韵律中心硅藻含量高,单层多,厚度大,粘土含量低;韵律上、下则粘土含量递减。中部矿层有三层,下面为第一矿层,厚0.88~5.67m,平均2.83m;第二矿层厚1.20~14.71m,平均6.9m;上面为第三矿层,不稳定,厚0.7~4.5m。
矿石主要矿物成分为硅藻蛋白石,少部分有再结晶现象,向玉髓方向转化。硅藻之间有少量粘土充填,粘土以水云母居多,也有高岭石及伊利石。含少量石英、长石、黑云母、菱铁矿等碎屑矿物。石英粒有溶蚀现象。黑云母已向蛭石、绿泥石转化。矿石化学成分中SiO273.1%~90.86%,Fe2O31%~5%,Al2O32.30%~6.67%,CaO0.67%~1.36%,烧失量3.58%~8.31%。矿区内已发现硅藻22个种属,68种以上,占绝对优势的是圆盘形小环藻属和圆筒形直链藻属、桅杆藻属和舟形藻属,羽纹目的棒杆藻属也常见。其次还有卵行藻属、弯杆藻属等。
矿床实例2:浙江嵊县硅藻土矿
该矿属于陆相湖泊沉积硅藻土矿类型中的火山物源矿床亚类,主要分布于浦桥、福泉山、崇仁、逵溪、广利、大湾、四亩岭等地,出露面积35km2,目前仅东南郊浦桥至福泉山约5km2范围进行了较详细的地质工作。
矿层赋存于玄武岩喷溢间歇期形成的河湖相沉积层中。下伏地层为下白垩统期朝川组与部分上侏罗统黄尖组,在它的剥蚀面上沉积了古、新近系上新统嵊县组地层,上覆第四系残坡积层。地层自上而下为:
非金属矿产地质与勘查评价
不整合
白垩系下统朝川组紫红色粉砂岩
硅藻土产于嵊县组第二沉积层中,含矿两层。出露地表部分风化为白色或灰白色,其余为蓝灰色。上矿层厚26~65m,出露面积40km2。下矿层厚度不到30m,出露面积约30km2。矿体产状近于水平,呈层状、似层状,见图16-1。
图16-1 浙江嵊县硅藻土矿床剖面示意图据浙江绍兴地质队,1999)
硅藻土含硅藻遗骸60%~80%,此外为粘土矿物及少量粉砂。蓝色硅藻土(称为蓝土)粘土矿物相对含量多少依次为:高岭石、埃洛石、水云母、蒙脱石;白色硅藻土(称为白土)则依次为蒙脱石、高岭石、埃洛石、水云母。
上、下两层硅藻土的主要化学成分基本相同,不同颜色硅藻土间也无明显变化,只是白土因混入粉砂、粘土,使其SiO2含量相对较低,Al2O3、Fe2O3含量相对较高。矿层中部化学成分比较均匀,平均w(SiO2)63.94%,w(Al2O3)16.16%,w(Fe2O3)4.07%,w(TiO2)0.8%~1.01%,w(CaO)0.39%~1.22%,w(MgO)0.14%~1.38%。
硅藻种属以直链属的冰岛直链藻占优势,约占95%,此外为湖沼圆筛藻、蛛网藻,见个别舟形藻和瑞士桥穹藻,可能还有短缝藻。均为淡水种群。
硅藻土堆密度:上矿层蓝土0.56g/cm3,白土为0.70g/cm3,原土孔体积0.6cm3/g。比表面积46.5m2/g。主要孔半径50~800nm。耐火度1470~1510℃。导热系数0.297~0.2W/(m·K)。原土脱色力33~144。
嵊县硅藻土矿的特点是矿层分布面积广、厚度大、连续性好、品位均匀、硅藻种属单一。沉积环境稳定,属淡水湖泊相生物化学沉积矿床。
2.陆相湖泊沉积陆源沉积矿床
矿床实例:云南寻甸先锋硅藻土矿
该矿床属于陆相湖泊沉积类型中的陆源沉积矿床亚类,位于昆明市东北60km寻甸县先锋新生代构造盆地内。盆地呈近东西向梭形,长9.5km,宽0.5~2km,面积12.5km2。含矿岩系为新近系中新统小龙潭组,厚约1000m,由砂质泥岩、粉砂质泥岩、泥岩、硅藻土、褐煤及透镜状砂岩组成。自下而上可分为四个岩性段:①含砾砂质泥岩段;②下含煤段;③硅藻土段;④上含煤段。含有植物化石及孢粉、硅藻等化石,与下伏地层下寒武统呈不整合接触,上覆第四系。
硅藻土赋存于新近系中统小龙潭组第三岩性段中。矿层顶、底板为褐煤层。东西长6.5km,南北宽0.5~2km,面积10km2。但是,矿层既厚质量又优而达工业要求的仅在17勘探线以东部分,面积3.2km2。矿体自下而上分五个亚段:①N3lg1亚段,厚113.59m;由黑褐色含炭含粘土硅藻土、褐灰色含粘土硅藻土和粘土质硅藻土组成;②N3lg2亚段,厚151.09m,由灰色含粘土硅藻土和粘土质硅藻土互层组成;③N3lg3亚段,厚57.10m,由绿灰色粘土质硅藻土夹硅藻质粘土组成;④N3lg4亚段,厚105.98m,由灰绿色粘土质硅藻土夹含硅藻粘土组成,底部有一层厚1.03~1.33m的褐煤;⑤N3lg5亚段,厚110.49m,由灰绿色硅藻质粘土夹粘土质硅藻土及含硅藻砂质泥岩组成。矿层产状与围岩一致,界线清晰,但倾角有所变化,北翼倾角15°~25°,南翼倾角25°~50°,矿体埋深0~825m。
硅藻土有灰色、褐灰色、绿灰色、灰绿色等四种颜色。质地细腻、均一,孔隙度高,密度低,吸附性强,熔点高。呈硅藻遗骸堆积结构,块状或薄层状构造。矿物成分中硅藻蛋白石含量为50%~80%,粘土矿物15%~30%,有机质17%~32%。陆源碎屑有石英、白云母、玄武岩屑,由微量至5%。偶尔见电气石、白钛矿、磁铁矿和锆石等颗粒。自生矿物有方解石、菱铁矿、黄铁矿和软锰矿,局部还有三水铝石,一般含量由微量至10%。次生矿物有褐铁矿等。
硅藻土在化学成分上的特点是高烧失量,比正常硅藻土高2~4倍之多,主要由有机质引起。化学组分如表16-5所示。
表16-5 寻甸先锋硅藻土成分 变量及单位:wB/%
续表
(据徐则达等,1989)
硅藻土富含有机质,发热量3333~5719J/g,松散密度0.g/cm3,孔体积1.34mL/g,比表面积23.7m2/g,硅藻孔径50~3000nm。硅藻个体大小1~100μm,其中10~100μm占50%,可塑指数19.77,液限72.20%,塑限52.52%。吸水率18.15%~211.17%,平均69.15%,孔隙率90.2%,白度20.93%,pH值3.12~3.75,松散系数1.39。
矿石自然类型有:含粘土硅藻土、粘土质硅藻土和硅藻质粘土3种。前两个类型层厚、储量大,品位达工业要求,后一类型层薄,无工业价值。硅藻土经氧化作用后,由于有机质的氧化、淋失,硅藻相对富集,SiO2含量提高7.9%,烧失量降低3.26%,矿石质量变好。氧化带深度一般6~9m,最深达13.69m。矿石中硅藻共有17属37种,绝大部分为中心目,淡水型。矿石质量下部好于上部,东部好于西部。由此划分出东部富矿带,中部分叉变化带,西部不稳定薄层带,如图16-2所示。东部富矿带主要是下部层位,矿层厚,矿石质量好,较稳定,宜于露天开采,又处于富煤带。
图16-2 寻甸先锋硅藻土矿矿带变化剖面示意图据徐则达等,1999a)
总之,矿床特点有以下四点:①矿体厚度大,储量集中,矿床规模特大。相伴褐煤亦为大型矿床;②含有机质高,为高烧失量型;③为陆相山间盆地的淡水湖泊,但还大量存在着喜盐环境里的圆筛藻,还有少量诺尔曼辐环藻盐生变种,与直链藻、桅杆藻和针杆藻共生,反映高有机质的特殊环境;④原矿石SiO2含量较低,但经煅烧后质量显著变好,易精选。
3.沼泽相和深湖相沉积类型
该矿位于雷州半岛,包括火山湖沉积的海康青桐洋、九斗洋,徐闻田洋等矿床及海滨沼泽相、深湖相沉积的徐闻九亩、海康卜昌等矿床。
矿床实例:广东海康-徐闻硅藻土矿
矿层赋存于第四系,其层位如下:
下更新统湛江组(Q1z):灰白、灰黄、褐红等杂色砾石、砂、砂质粘土、杂色粘土互层,主要为河流相沉积,少部分为河口三角洲相或湖相沉积,其中夹有1~2层玄武岩,称湛江期火山岩。
中更新统早期石峁岭期火山岩(β3B(1)6s):玄武岩喷发,同时沉积了河流相北海组地层。下部为砂砾层,上部为杂色粘土质砂或含砂粘土层,有淡水藻和半咸水藻发现。
中更新统晚期—晚更新统早期田洋组(Q2-3t):为火山口塌陷形成的湖盆沉积。底板为层凝灰质角砾岩或玄武岩,顶板为有机质粘土及泥炭,再上则为粘土、砂质粘土等。该组是富集硅藻土的主要层位。
晚更新统中晚期下录组(Q3x):为泥炭、粘土和砂质粘土层,属海滨泥炭沼泽相沉积,与田洋组连续沉积。
全新统坡残积层(Qedl4):为深灰色淤泥,属于近代滨海、海湾相沉积,其中有咸水种属的硅藻分布。
破火山口受北西及北东向断裂交会点控制,火山湖沉积特征见图16-3。
图16-3 田洋火山湖沉积示意图据徐则达等,1999b)
N2x—上新统下洋组;β3B(1)6s—石峁岭期火山岩
矿体呈水平层状分布。厚层矿层除含少量硅藻的粘土外,常见夹有薄层玄武岩或崩塌堆积玄武岩角砾及砂层等。矿层厚50~200m。矿石中除硅藻外还含有粘土,少量石英、玄武岩屑、有机质及植物残骸。矿石化学成分为:w(SiO2)55.57%~90.94%,w(Al2O3)2.09%~19.78%,w(Fe2O3)0.70%~10.05%,w(CaO)0.22%~2.93%,w(MgO)0.32%~0.60%,烧失量9.84%~24.59%。硅藻以中心目为主,羽纹目次之;淡水种为主,亦有少量半咸水—咸水藻。硅藻层内含有石油,田洋组平均含油率为TC5.81%~6.26%。
三、资源分布及成矿规律
世界上有20多个国家产出硅藻土矿。中国硅藻土矿资源较丰富,位居世界前列。中国硅藻土矿分布较广(图16-4),保有储量的省、自治区有10个,此外在黑龙江、山西、海南皆发现了硅藻土矿。矿床分布有一定区域性,即东部和西南地区较多,西北地区较缺乏。这除了成矿条件以外也与地质工作程度有关。其中吉林省矿床数最多,保有储量也最多;其次是云南省。
图16-4 中国硅藻土矿床分布
硅藻土矿经常与粘土矿共生,粘土可以单独成层,也可与硅藻土相杂,形成粘土质硅藻土或硅藻质粘土。一般说粘土是有害组分,但在某些用途中则是有益组分。硅藻土矿与褐煤、泥炭层共生以云南先锋矿区最为典型。
硅藻土矿成矿时代一般较新,埋藏多数不深,因此主要是露天开采,仅部分矿床采取地下开采。有的从水下挖出,以矿泥形式泵取。
硅藻土(Diatomite)
一、概述
硅藻土俗称山粉、化石粉或放射虫粉,是一种生物成因的硅质沉积岩,主要由硅藻和其他微生物的硅质遗骸所组成。英文译名较多,见诸于报刊的有:Tripoli、Tripolite、TripoliEarth、Tripoli-Powder、Diatomite。
二、矿物性质
硅藻土的主要化学成分为硅酸盐。SiO2的含量是硅藻土矿石中硅藻含量的量度标志之一,SiO2高则质优。我国主要产地硅藻土的化学成分见表2-49-1。硅藻土含水1%~5%,胶体水失水温度110~250℃。
表2-49-1 中国硅藻土的化学成分(wB/%)
硅藻土一般呈白色土状,含杂质时常被铁的氧化物或有机质污染而成灰、白、黄、绿至黑色。大多数硅藻土质轻,易破碎,硬度1~1.5(硅藻骨架4.5~5)。硅藻土孔隙度和表面积大,密度很小,仅0.4~0.9g/cm3,能浮于水面。折射率1.40~1.46,熔融煅烧后可达1.49。质纯硅藻土熔点一般1400~1650℃。硅藻土对液体吸附能力强,摩擦性能适中。除溶于HF外,不溶于其他酸类,易溶于碱类。对声、热、电的传导性极低。硅藻土矿物质组分主要为硅藻,其次为水云母、高岭石、蒙脱石等粘土矿物,常混入石英、长石、黑云母等碎屑矿物。也常含有有害组分有机质及盐类。硅藻土具有颗粒孔结构。该结构与硅藻密切相关。硅藻个体很小,一般1~100μm。硅藻壳种类繁多,形态各异,有圆盘状、椭圆状、筛管状、舟状、针状、棒状、堤状等。由于壳体上微孔密集,堆密度小,比表面积大,硅藻具有较强的吸附力和过滤性能,能吸附大量微细的胶体颗粒,滤除0.1~0.2μm以上的粒子和细菌。各地硅藻土孔结构的分布见表2-49-2。
表2-49-2 中国硅藻土孔结构的分布情况
硅藻土作为固体酸,显微弱的酸性,可与弱碱发生反应。硅藻土表面为大量硅羟基所覆盖,并有氢键存在,OH基团也在硅藻土细孔内表面分布。这些OH基团是使硅藻土具有表面活性、吸附性和酸性的本质原因。硅藻土表面有自由水和束缚水。单分子水与单个SiOH键合,红外谱带位于1627 cm-1处,为自由水;由氢键而形成的水分子簇与孔表面SiOH基团以氢键键合形成网状结构,这种水位于红外谱带3400 cm-1处,为束缚水。自由水与SiOH结合较弱,温度较低即可除去;束缚水与SiOH形成网状结构,键合力强,高温才能除去。硅藻土经热处理后,孔体积增大,小孔因熔结而失去孔性质。400℃时比表面积最大,温度大于600℃开始有熔结现象。温度继续升高至900~1250℃结构发生变化,无定形SiO2失水结晶为方石英。当用γ射线辐射以后,原子发生重排,有新的强度线出现。
三、用途
硅藻土具特殊的结构和化学稳定性,适用于很多领域。不同生物种属组成的硅藻土和用途有一定的关系。硅藻土经选矿加工的终端产品称硅藻土粉、精土、焙烧级硅藻土及熔剂焙烧级硅藻土,各有一定的技术指标,用途十分广泛,产品达500余种之多。
1)助滤剂。硅藻土具有独特的微孔结构和颗粒分布特征,可形成高度渗透性的过滤层,从而能够截留各种杂质微粒,滤除最细小的悬浮固体,甚至可以滤除1~0.1μm大小的微粒杂质,使滤液达到高度洁净。所以,硅藻土是一种理想的过滤介质,将它作为助滤剂已成为其应用的新的发展方向。目前,硅藻土助滤剂广泛应用于许多工业部门的固液分离和液体净化。例如,用于酒类、饮料、酱油、醋、酶制剂、糖、糖浆等食品及饮料的过滤;用于润滑油、动物油、植物油、切削油、变压器油等油类的过滤;用于油漆、染料、甲醇、酸类、电镀液、胶液、溶剂等化工产品的过滤;用于医药、注射液、链霉素、四环索等医药产品的过滤;用于处理污水、工业废水、饮用水、游泳池水等水的过滤。采用低酸并添加活化剂工艺,能将硅藻土制成高效活性白土,可用于工业脱色过滤等。
2)功能填料。硅藻土的第二大用途是作功能填料。硅藻土的独特硅藻结构、低密度、高吸附能力、大的比表面积、较低的磨蚀性,使之可用于涂料、油漆、纸张、橡胶、塑料、医药、牙膏、化学剂等制品的填充剂,隔热材料、农药、催化剂载体,色谱固定剂、抛光剂、磨料、增光剂等,例如作结构填料可以调节涂层的光泽度和辉度;作磨料可以在银抛光粉中使用,抛光金属表面,在国民经济中有相当重要的作用。
3)隔热保温原料。硅藻土多孔、重量轻,是制造优质隔热保温材料的良好原料。利用硅藻土制成隔热产品的导热系数几乎比粘土质和高铝质制品低一半。而且,工艺简单,不需要复杂的设备,耗能量少,价格较低。硅藻土隔热制品中氧化硅含量高,可耐1000℃左右的高温,能满足工业窑炉中隔热材料的耐高温要求,因而被广泛用于冶金、化工、建材,电力、石油化工等部门。以硅藻土为原料生产的硅酸钙板是极好的隔热保温材料,可经受650~1000℃的高温,在高层建筑等工程中使用量很大。
4)催化剂载体。天然硅藻土的多孔结构,使其具有较好的比表面积、孔隙体积、孔径分布等特性,从而成为生产硫酸用的钒催化剂优良载体,使活性加大、热稳定性好,能提高强度和延长使用寿命。硅藻土还是一种不可缺少的水泥混合材料,将硅藻土粉在800~1000℃温度下焙烧,与硅酸盐水泥按重量以4∶1相混合,即成耐热混合材料。用硅藻土制成的特种水泥,可供石油钻井用作低比重水泥,或供在裂隙与多孔洞的地层中使用,以防止水泥浆漏失和避免水泥浆过重而堵塞低压油气层。
5)吸附剂。它还可作吸附剂,吸附相当于自身重量2.5倍的水。经特殊加工的硅藻土粉甚至在加入本身重量50%的水后仍然似乎是“干”的。
6)改性材料。将硅藻土作为改性材料,加入沥青路面混合料中,可改善沥青路面混合料的强度、黏性、热压缩致密性等性能,造价低,施工工艺与普通沥青路面的施工完全相同,混合料的动稳定度较大,水稳性能得到大幅度提高,抗裂性有了明显改善,能提高沥青路面的抗老化和疲劳性能。
几种主要硅藻土产品对硅藻土质量的要求见表2-49-3。
表2-49-3 主要硅藻土产品对硅藻土质量的要求
四、地质特征
我国硅藻土矿经常与粘土矿共生,优质矿较少。粘土可以单独成层,也可与硅藻土相杂,形成粘土质硅藻土或硅藻质粘土。一般说粘土是有害组分,但在某些用途中则是有益组分。硅藻土矿与褐煤、泥炭层共生,云南先锋矿区最为典型。
中国硅藻土矿皆为陆相湖泊沉积类型。湖盆可归纳为3种,即火山盆地(如吉林长白、山东临朐、浙江嵊县等)、断陷盆地(如云南昆明)及山间盆地(如四川米易)。含矿地层沉积类型属淡水湖生物化学沉积型,特点是有较多的动、植物化石,与炭质碎屑粉砂层、粉砂质粘土层及硅藻粘土层共生。硅藻土矿层理发育,岩性、岩相变化不大。矿体呈层状、似层状、透镜状、扁豆状,产状平缓,并由四周向盆地中心倾斜。硅藻种属为淡水型,例如颗粒直链藻、中国小环藻、冰岛直链藻等。此外,广东雷州半岛发现了半咸水型硅藻土矿床,表明除淡水湖相沉积矿床外,还有沼泽相和深湖相沉积类型。
根据SiO2来源的不同,可分成2个亚类。一是火山物源硅藻土矿床,二是陆源沉积硅藻土矿床。①火山物源硅藻土矿床,SiO2主要来自火山,硅藻形成于玄武质火山喷发间歇期的湖盆中,以含矿岩系中夹有玄武岩层为特征。吉林长白、敦化,山东临朐,浙江嵊县等中国东部的一系列矿床均属此亚类。②陆源沉积硅藻土矿床,SiO2主要是由岩石风化分解、搬运提供的。矿床内含矿岩系没有玄武岩层,但周围常有时代较早的玄武岩层,它们是SiO2的物源岩石。例如云南寻甸、四川米易等地的硅藻土矿床。
据矿物组分含量的不同,把矿石分为如下3种类型:①硅藻土:硅藻含量大于90%,粘土矿物含量小于5%,矿物碎屑1%左右,属于优质矿石。②含粘土硅藻土:硅藻含量75%~90%,粘土矿物5%~25%,矿物碎屑2%左右。矿石质量较差。③硅藻粘土:硅藻含量30%~40%,粘土矿物量大于50%,矿物碎屑3%~10%。这种类型为硅藻土与粘土的过渡类型,经选矿后方可为工业利用。
表2-49-4 中国硅藻土矿分布一览表
五、矿床分布
我国硅藻土矿分布较广,仅次于美国,查明资源储量的11个省区,主要分布在我国东部地区和云南、四川一带,其中吉林和云南矿床(点)最多,资源储量最丰富,其次是浙江、河北、广东、四川、内蒙古、福建、黑龙江、江西、山东。在辽宁、陕西、山西、河南、海南、湖南、贵州等地也有分布(图2-49-1)。
图2-49-1 中国硅藻土矿床分布示意图
硅藻土矿成矿时间分布很局限,硅藻的最老记录仅在侏罗纪早期,但含工业意义的大矿床则限于古近纪和新近纪。硅藻土矿在空间上分布很广泛,除寒冷的南极洲外,其他各大洲均有硅藻土矿床。硅藻种属十分多,约有12 000~16 000种。几乎各种水域都有硅藻分布。现存硅藻可生长在海草上形成凝胶状薄膜,也可附于某些种属的腹部,既可栖息于海水的浮冰块上,也可以生活于湿土壤及热泉中,因此,可以在十分广泛的空间堆积成矿。
中国主要硅藻土矿集中形成于中新世至更新世,其中以中新世为主导。云南寻甸和吉林长白大型硅藻土矿皆属中新世矿床。矿床分布受新生代断陷盆地的控制。
六、可供资源
我国查明51个硅藻土矿床,资源储量42.16×108t。其中,大型矿床(资源储量大于等于1 000×104t) 30个,中型矿床[资源储量(200~1 000)×104t]15个,小型矿床6个。
我国30个大型矿床查明资源储量41.40×108t,占98.19%。其中以吉林长白西大坡矿规模最大,详查区及外围普查区合计资源储量15.87×108t;其次是云南寻甸先锋矿,资源储量7.67×108t。资源保证程度较高。
铝土是矿产么
是的
铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿的应用领域有金属和非金属两个方面,是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛。
铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。 铝土矿是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。 铝土矿
铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛。例如:化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面;活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂;用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用;玻璃组成中有3%~5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度;研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料;耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。 金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属,1995年世界人均消费量达到3.29kg。由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能,因而广泛应用于国民经济各部门。目前,全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门,占铝总消费量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。 重点讨论的是生产金属铝的铝土矿及其矿床。至于作耐火粘土用的铝土矿及其矿床见非金属矿“耐火粘土”中讨论。
编辑本段主要成分
三水铝石(Gibbsite)Al(OH)3三水铝石是铝的氢氧化物结晶水合物,在铝土矿中它是 铝土矿
主要的成分。三水铝石的晶体极细小,晶体聚集在一起成结核状、豆状或土状,一般为白色,有玻璃光泽,如果含有杂质则发红色。它们主要是长石等含铝矿物风化后产生的次生矿物。 化学组成为Al(OH)3﹑晶体属单斜晶系P21/n空间群的氢氧化物矿物。与拜三水铝石(bayerite)和诺三水铝石(nordstrandite)成同质多象。旧称三水铝矿或水铝氧石。以矿物收藏家C.G.吉布斯(Gibbs)的姓于1822年命名。晶体结构与水镁石相似,由夹心饼干式的(OH)-Al-(OH)配位八面体层平行叠置而成﹐只是Al3+不占满夹层中的全部八面体空隙,仅占据其中的2/3。三水铝石的晶体一般极为细小,呈假六方片状,并常成双晶,通常以结核状﹑豆状﹑土状集合体产出。白色,或因杂质染色而呈淡红至红色。玻璃光泽﹐解理面显珍珠光泽。底面解理极完全。摩斯硬度2.5~3.5﹐比重2.40。三水铝石主要是长石等含铝矿物化学风化的次生产物﹐是红土型铝土矿的主要矿物成分。但也可为低温热液成因。俄罗斯南乌拉尔的兹拉托乌斯托夫斯克的热液脉中产出有达5厘米大小的晶体。用途见铝土矿。
编辑本段形态特性
铝土矿(晶体化学)理论组成(wB%):Al2O365.4,H2O34.6。常见类质同像替代有Fe和Ga,Fe2O3可达2%,Ga2O3可达0.006%。此外,常含杂质CaO、MgO、SiO2等。 单斜晶系:a0=0.8nm,b0=0.507nm,c0=0.972nm;Z=8。晶体结构 铝矾土
与水镁石相似,属典型的层状结构。不同者是Al3仅充填由OH-呈六方最紧密堆积层(∥(001))相间的两层OH-中2/3的八面体空隙,因为Al3具有比Mg2高的电荷,故以较少的Al3数即可平衡OH-的电荷。 斜方柱晶类:C2h-2/m(L2PC)。晶体呈假六方板状,极少见。主要单形:平行双面a、c,斜方柱m。常依(100)和(110)成双晶。常见聚片双晶。集合体呈放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状或鲕状、豆状、球粒状结核或呈细粒土状块体。主要呈胶态非晶质或细粒晶质。 物理性质:白色或因杂质呈浅灰、浅绿、浅红色调。玻璃光泽,解理面珍珠光泽。透明至半透明。解理极完全。硬度2.5~3.5。相对密度2.30~2.43。具泥土臭味。偏光镜下,无色。二轴晶。Ng=1.587,Nm=Np=1.566。 产状与组合:主要由含铝硅酸盐经分解和水解而成。热带和亚热带气候有利于三水铝石的形成。在区域变质作用中,经脱水可转变为软水铝石、硬水铝石(140~200℃);随着变质程度的增高,可转变为刚玉。
编辑本段资源特点
中国铝土矿除了分布集中外,以大、中型矿床居多。储量大于2000万t的大型矿床共有31个,其拥有的储量占全国总储量的49%;储量在2000~500万吨之间的中型矿床共有83个,其拥有的储量占全国总储量的37%,大、中型矿床合计占到了86%。 铝土矿
中国铝土矿的质量比较差,加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。在保有储量中,一级矿石(Al2O360%~70%,Al/Si≥12)只占1.5%,二级矿石(Al2O351%~71%,Al/Si≥9)占17%,三级矿石(Al2O362%~69%,Al/Si≥7)占11.3%,四级矿石(Al2O3>62%,Al/Si≥5)占27.9%,五级矿石(Al2O3>58%,Al/Si≥4)占18%,六级矿石(Al2O3>54%,Al/Si≥3)占8.3%,七级矿石(Al2O3>48%,Al/Si≥6)占1.5%,其余为品级不明的矿石。 中国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多,据统计只占全国总储量的34%。与国外红土型铝土矿不同的是,中国古风化壳型铝土矿常共生和伴生有多种矿产。在铝土矿分布区,上覆岩层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪等多种有用元素。在有些地区,上述共生矿产往往和铝土矿在一起构成具有工业价值的矿床。铝土矿中的镓、钒、钪等也都具有回收价值。 中国铝土矿,地质工作程度比较高,截至1994年底,中国铝土矿保有储量中属于勘探阶段的占32.5%,属于详查阶段的占55.8%,两者合计,详查以上工作程度的储量占全国总保有储量的88.3%。
编辑本段发现过程
铝元素是在1825年由丹麦物理学家H.C.奥尔斯德(H.C.Oersted)使用钾汞齐与氯化铝交互作用获得铝汞齐,然后用蒸馏法除去汞,第一次制得金属铝而发现的。金属铝的生产,初期是 铝土矿
化学法。即1854年法国科学家H.仙克列尔戴维里(H.SainteClaireDiwill)创立的钠法化学法和1865年俄国物理化学家H.H.别凯托夫(Н。Н.Бекетов)创立的镁法化学法。法国于1855年采用化学法开始工业生产,是世界最早生产铝的国家。铝土矿的发现(1821年)早于铝元素,当时误认为是一种新矿物。从铝土矿生产铝,首先需制取氧化铝,然后再电解制取铝。铝土矿的开采始于1873年的法国,从铝土矿生产氧化铝始于1894年,采用的是拜耳法,生产规模仅每日1t多。到了1900年,法国、意大利和美国等国家有少量铝土矿开采,年产量才不过9万吨。随着现代工业的发展,铝作为金属和合金应用到航空和军事工业,随后又扩大到民用工业,从此铝工业得到了迅猛发展,到1950年,全世界金属铝产量已经达到了151万吨,1996年增至2092万吨,成为仅次于钢铁的第二重要金属。
编辑本段成因规律
按照廖士范等人的意见,中国铝土矿矿床可分为古风化壳型铝土矿矿床和红土型铝土矿矿床。 中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。第一阶段是陆生阶段,是在大气条件下由风化作用形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质, 铝土矿
例如钙红土层、红土层或红土铝土矿,此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段;第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段,有的立即为海水(或湖水)淹没,有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没,逐渐深埋地下,经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层;第三阶段是表生富集阶段,是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用,使硅质淋失、铝质富集,形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。中国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。本类型铝土矿矿床的形成,都与侵蚀间断面的古风化壳有关。一般来说,侵蚀间断时期长的,特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩),所形成的矿床往往矿石品位富,矿层厚,矿体规模大。 至于红土型铝土矿矿床,一般认为是现代气候条件下由含铝岩石经风化作用形成的。红土型铝土矿矿床只有一个亚类,称漳浦式红土型铝土矿床,是第三纪到第四纪玄武岩经过近代(第四纪)风化作用形成的铝土矿床,其储量很少,仅占中国铝土矿总储量的1.17%。中国现代红土型铝土矿主要形成在低纬度地区,如福建、海南及广东一些地区。这些地区天气炎热、雨量充沛,又有易于风化的玄武岩,故能形成现代红土型铝土矿。至于中国的南沙群岛、中沙群岛虽然也在低纬度,有形成铝土矿的气候,但这些岛屿上升为陆的时间不长,仅1~3万年,经受风化作用的时间短,故难以形成铝土矿矿床。
编辑本段成因规律分类
(1)修文式碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床,又称碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床。其成因与碳酸盐岩喀斯特红土化古风化壳有关。又由于铝土矿与下伏碳酸盐岩基岩之间有数米厚的湖相铁矿扁豆体沉积,铝土矿不是原地堆积的,而是这个已接近干枯的湖泊附近的红土化风化壳异地迁移来堆积成的。该类矿床以贵州修文县小山坝铝土矿矿床较为典型。由于下伏基岩是碳酸盐岩,因此由风化作用形成的是富铝钙红土残坡积层,一般说侵蚀间断时间越长,即风化作用时间越长,由风化作用形成的残坡积富铝钙红土层越多、越厚,生成的铝土矿物越多,粘土矿物越少,矿石品位越富,矿层厚度也越大。 (2)新安式碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床,又称碳酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿床,以河南新安张窑院铝土矿床较为典型。这类矿床的铝土矿直接覆在碳酸盐岩的喀斯特侵蚀面上,是原地堆积的,许多情况下是堆积在喀斯特溶洞、溶斗中,矿体不长(几百m),但厚度较大(40~60m)。如果侵蚀间断时间短暂,一般只形成钙红土残积层,略有迁移搬运现象,这种矿石质量虽然稍贫,但矿层稳定,厚度变化小。 (3)平果式碳酸盐岩古风化壳原地堆积-现代喀斯特堆积亚型铝土矿矿床。又称碳酸盐古风化壳原地堆积-近代喀斯特堆积亚型铝土矿床。该矿床的层状矿之上覆及下伏基岩数百米厚度 铝土矿
范围以内均为石灰岩,经过第四纪喀斯特化,石灰岩、铝土矿石再风化成钙红土及铝土矿石碎块坠落成堆积矿石。这类堆积矿的形成条件主要是:有一定规模的层状矿、有适宜的气候条件、矿层上下要有较厚的石灰岩,以及矿层直接顶、底板粘土页岩较薄。 (4)遵义式铝硅酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床。又称铝硅酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床,下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩,是下伏基岩红土化风化壳原地堆积(少数坡积)的铝土矿床。这类矿床的成矿规律是:首先与下伏基岩有过渡现象,与上覆地层有侵蚀间断面,因此厚度变化大,无矿天窗较多;其次,矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富,取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩的性质是否容易风化。如果侵蚀间断时间长,被侵蚀风化的下伏基岩多数是细碎屑岩、粘土页岩,只有一部分是碳酸盐岩,往往矿层厚、规模大、矿石品质佳,但随之无矿天窗增多。如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩,则矿层厚度及矿体规模可能较大,矿石也可能较富。如果下伏基岩虽然是较易风化的玄武岩,但成矿时侵蚀间断时间过于短暂,风化作用不彻底,则矿层厚度、矿体规模及矿石品质均难符合理想。
编辑本段主要用途
铝土矿矿石用途多样: (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 高铝水泥
(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻,耐高温,热稳定性好,导热率低,热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥,研磨材料,陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 其中最重要的用途是:铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料,以及用作高铝水泥原料。矿石用途不同,其质量要求各异。中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。按照该标准将铝土矿分成沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石及红土型三水铝石三大类型,并按化学成分分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九个牌号。该标准除了对铝土矿的化学成分作出了规定外,还要求沉积型一水硬铝石的水分不得大于7%,堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的水分不得大于8%。此外要求铝土矿石的粒度不得大于150mm。铝土矿石不得混入泥土、石灰岩等杂物。
编辑本段种类分布
基本类型 亚类型 主要分布地区
一水型铝土矿 1)水铝石-高岭石型(D-K型) 山西、山东、河北、河南、贵州
一水型铝土矿 2)水铝石-叶蜡石型(D-P型) 河南
一水型铝土矿 3)勃姆石-高岭石型(B-K型) 山东、山西
一水型铝土矿 4)水铝石-伊利石型(D-I型) 河南
一水型铝土矿 5)水铝石-高岭石-金红石(D-K-R型) 四川
三水型铝土矿 三水铝石型(G型) 福建、广东
编辑本段典型矿床
贵州修文小山坝铝土矿矿区
修文小山坝铝土矿矿区1957年开始勘探,累计探明铝土矿2026.4万吨,矿石平均品位为67.91%。1979年五龙寺矿区开始投产,矿层呈似层状,产状平缓,倾角5°~10°,向北东倾斜。
山西孝义克俄铝土矿床
最早1960年对克俄铝土矿床克俄矿段进行勘探,随后又对卜家峪等矿段进行了勘探,共累计探明铝土矿6265.6万吨,矿石平均品位为.36%。1986年山西铝厂开始对孝义铝土矿进行开采。矿石类型有致密状、粗糙状和豆鲕状三种。
河南新安张窑院铝土矿矿床
该矿床1961~19年以耐火粘土矿进行勘探,1966年开始投产。累计探明铝土矿949.7万吨。含矿层的地质时代与山西孝义克俄矿床的时代相同,均属晚石炭世本溪期。
广西平果铝土矿矿床
该矿区面积有1750km2,在层状矿体分布132km长的范围内均有堆积矿石。最早1959~1961年对原生矿进行勘探。因原生矿含硫高不能利用,1974年转对堆积矿进行勘探,前后一共累计探明铝土矿储量达12609.8万t,平均品位.69%。由于层状矿石含硫太高(1.5%~7%),工业尚难利用。
贵州遵义苟江铝土矿矿床
该矿1989年进行勘探,探明储量达1112万吨,矿石平均品位为53.62%。矿层产出形状复杂,无矿天窗多,含矿系数较小,约0.5左右。这些岩层原地红土化剥蚀成铝土物质、粘土矿物等风化壳物质于原地堆积,少部分是附近的风化壳铝土矿物、粘土矿物由于坡积的作用略有迁移堆积而成。
海南蓬莱铝土矿矿床
该矿床是现代红土型铝土矿矿床,1959~1961年进行普查勘探,1975年对罗本5、6号等9个矿体又进行了勘探,共累计探明铝土矿储量达2190.6万吨,平均品位44.4%。铝土矿分布在平缓山丘的山顶上,海拔高程约30~60m,为第三纪到第四纪的玄武岩风化红土型三水铝石铝土矿矿床。
山东淄博王村铝土矿
王村铝土矿位于淄博盆地的西北部。1956年对其进行详查,19~1965年进行初勘和详勘工作。1958年开始露采,1967年结束。1965年作开拓基建,1966年投产。该矿累计探明铝土矿294.5万吨,为一小型矿床。
编辑本段开发基地
贵州是中国铝土矿的主要产区,储量约占全国的1/5,其中,清镇、修文两地的铝土矿储量最多、品位最高。铝土矿加工后可用于制造水泥、耐火材料,还可以用于铝工业、有色金属冶炼和磨料磨具工业等。 该铝土采掘及深加工基地依靠的清镇麦格矿山,系贵阳耐火材料厂的矿山。2007年6月,深圳一公司成功收购政策性破产企业——贵阳耐火材料厂整体财产。按照“盘活存量、优化增量”的原则,该公司已投入近两亿元对清镇麦格矿山进行开发。预计到2009年底,该公司在贵州将形成综合生产能力40.4万吨/年的产能,可实现销售收入3.1亿元,进而成为中国长江以南及中西南地区最大的耐火材料精加工企业。 贵阳耐火材料厂位于清镇市麦格乡的铝土采掘及深加工基地开工建设。建设3条年产6万吨高铝熟料回转窑生产线,成为贵州省最大的铝土深加工基地。贵州有望成为中国最大的铝土矿深加工基地。
编辑本段矿业简史
中国铝土矿的普查找矿工作最早始于1924年,当时由日本人板本峻雄等对辽宁省辽阳、山东省烟台地区的矾土页岩进行了地质调查。此后,日本人小贯义男等人,以及中国学者王竹泉、谢家荣、陈鸿程等先后对山东淄博地区、河北唐山和开滦地区,山西太原、西山和阳泉地区,辽宁本溪和复州湾地区的铝土矿和矾土页岩进行了专门的地质调查。中国南方铝土矿的调查始于1940年,首先是边兆祥对云南昆明板桥镇附近的铝土矿进行了调查。随后,1942~1945年,彭琪瑞、谢家荣、乐森王寻等人,先后对云、贵、川等地铝土矿、高铝粘土矿进行了地质调查和系统采样工作。总起来说,新中国成立以前的工作多属一般性的踏勘和调查研究性质。 铝土矿真正的地质勘探工作是从新中国成立后开始的。1953~1955年间,冶金部和地质部的地质队伍先后对山东淄博铝土矿、河南巩县小关一带铝土矿(如竹林沟、茶店、水头及钟岭等矿区)、贵州黔一带铝土矿(如林夕、小山坝、燕垅等矿区)、山西阳泉白家庄矿区,等等,进行了地质勘探工作。但是,由于缺少铝土矿的勘探经验,没有结合中国铝土矿的实际情况而盲目套用原苏联的铝土矿规范,致使1960~1962年复审时,大部分地质勘探报告都被降了级,储量也一下减少了许多。1958年以后,中国对铝土矿的勘探积累了一定的经验,在大搞铜铝普查的基础上,又发现和勘探了不少矿区,其比较重要的有:河南张窑院、广西平果、山西孝义克俄、福建漳浦、海南蓬莱等等铝土矿矿区。 中国铝土矿的开采最早始于1911年,当时日本人首先对中国辽宁省复州湾铝矾土矿进行开采,随后1925~1941年又对辽宁省辽阳、山东烟台矿区A、G两层铝土矿进行开采,以上开采多用作耐火材料。1941~1943年日本人对山东省淄博铝土矿湖田和沣水矿区的田庄、红土坡矿段进行了开采,矿石作为炼铝原料。后来台湾铝业公司也曾进行过小规模开采供炼铝用。 中国铝土矿大规模开发利用是从新国以后开始的。1954年首先恢复以前日本人曾小规模开采过的山东沣水矿山。1958年以后在山东、河南、贵州等省先后建设了501、502、503三大铝厂,为了满足这三大铝厂对铝土矿的需求,在山东、河南、山西、贵州等省建成了张店铝矿、小关铝矿、洛阳铝矿、修文铝矿、清镇铝矿、阳泉铝矿等铝矿原料基地。 进入20世纪80年代,特别是1983年国有色金属工业总公司成立以后,中国铝土矿的地质勘探和铝工业得到了迅速发展,新建和扩建了以山西铝厂、贵州铝厂为代表的一批大型铝厂,使原铝产量由1954年的不足2000吨,发展到了90年代的187万吨。建立了从地质、矿山到冶炼加工一整套完整的铝工业体系,铝金属及其加工产品基本可满足中国经济建设的需要。
编辑本段发展现状
据美国矿业局《MineralCommoditySummaries》1996年资料,全世界铝土矿储量为230亿t,储量基础为280亿t,其中铝土矿资源比较丰富的国家有:澳大利亚(储量基础79亿t)、几内亚(储量基础59亿t)、巴西(储量基础29亿t)、牙买加(储量基础20亿t)、印度(储量基础12亿t)、匈牙利(储量基础9亿t)。中国铝土矿的数量和质量都不及上述国家,如以A+B+C级储量(工业储量)和这些国家的储量基础相比,远在它们之后。 整体上来看,中国铝土矿资源较为丰富,铝土矿保有基础储量在世界上居第七位,储量在世界上居第八位。截至到2006年保有的资源储量为27.76亿吨,其中储量5.42亿吨,基础储量7.42亿吨,资源量20.35亿吨,主要分布在山西、河南、广西、贵州4省区,其资源储量占全国的90.26%,其中山西占35.9%、河南占20.6%、广西占18.37%、贵州占15.39%。另外,重庆、山东、云南、河北、四川、海南等15个省市也有一定的资源储量,但其合量仅占中国的10%。 1995年中国总共产铝土矿矿石0万t,除了有色系统的国有矿山企业外,中国乡镇集体矿山企业和个体采矿点也大量开采铝土矿,但其产量不稳定。中国氧化铝和铝金属的产量近年来增长很快。1996年分别达到254.62万t和190.07万t,与1985年相比增长了近2.5倍和4倍。铝材的产量增长得更快,1985年才31.00万t,1996年增加到162.01万t,增长35倍多(表3.9.10)。 铝土矿主要用于氧化铝工业和高铝熟料行业等,2003年二者的用量几乎相等。根据2003年主要省区铝土矿产量中用于氧化铝的比例,可以估算出铝土矿资源储量中可用于氧化铝工业的资源储量。 此外,考虑到氧化铝的最佳承载能力必须立足于现实,即必须考虑高铝熟料等行业对铝土矿的需求。因此以铝土矿资源部分用于氧化铝生产的承载能力来评估各省氧化铝的生产规模比较合适。随着中国电解铝规模的过度扩张,氧化铝供应短缺矛盾日益突出,进口猛增,价格大幅上涨,产品利润剧增。在经济利益驱动下,河南、山西等部分拥有铝土矿资源的省份掀起了地方建设氧化铝企业的热潮,据统计,河南、山西、山东等地都在大上氧化铝厂,在建和拟建的项目有29处之多,规划总规模达超过2000万吨/年,加上现有氧化铝生产规模总规模超过了3000万吨/年
编辑本段藏品信息(中国地质博物馆)
中国地质博物馆铝土矿藏品
描述:此图为中国漳浦东吴山的铝土矿卵石(Bauxite scree)的标本照片。黄褐色,隐晶质结构,蜂窝状构造。主演矿物组成为铝土矿。[1]保存单位:?中国地质博
非金属矿物加工现状
正如上节所述,中国非金属矿矿种多,应用领域广,生产以中小型企业居多,技术指标要求复杂等。因此,非金属矿物的加工工艺也千差万别。有的矿物只需经简单的粉碎加工就可以作为产品出售,如饲料用石灰石粉,铸造用膨润土;有些则需经一种或一种以上的方法提纯加工,才能获得最终产品,如电子管用高纯石墨乳、微电子工业用的高纯石英、造纸工业用的高岭土等。
下面简单介绍中国非金属矿物加工主要方法、工艺技术及主要设备。
一、选矿提纯
20世纪90年代以后,中国非金属矿选矿提纯技术有了较大的发展:①经选矿提纯的非金属矿品种较以前增多;②传统的非金属矿物(如石墨、石棉、高岭土、云母、萤石等)的提纯工艺有了改进;③微细粒非金属矿物的高纯加工技术有了显著的发展。因此,大量低品位和细粒嵌布的有用矿物得到回收,从而显著提高了非金属矿资源的回收率和其他资源的综合利用率。
目前中国常用的非金属矿物选矿方法及选别的矿物简介如下:
(一)浮选法
用于石墨、萤石、石英、长石、霞石正长岩、铝矾土、蓝晶石、夕线石、红柱石、金刚石等。
(二)重选法
1)按粒度分选,用于水洗高岭土、膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石、伊利石等粘土矿物。
2)按相对密度分选,用于红柱石、金刚石等。
(三)磁选
用于作涂料、填料的白色矿物的除铁,耐火材料原料矿物除杂,电绝缘材料原料矿物除铁等。
(四)电选
用于电气石、金红石、锆英石、石榴子石、阳起石等矿物的提纯。
(五)化学选矿
1)化学漂白,用还原法除去粘土矿物中的三氧化二铁、用氧化法除去黄铁矿。
2)化学提纯,以化学方法除去矿物中的杂质,用于石墨、金刚石、夕线石、红柱石、硅藻土、蓝晶石等。
3)选择性絮凝,高分子絮凝剂在微细粒矿浆中对某种矿粒发生吸附形成絮团,而对其他矿粒则不发生吸附,仍处于分散状态。高分子选择性絮凝分选主要应用在高岭土的选择性絮凝和铝土矿的选择性絮凝提纯,能有效地脱除赤铁矿和金红石等杂质矿物。
(六)摩擦选
用于石棉、纤维水镁石等纤维矿物以及片状云母矿物的分选。
(七)非金属矿提纯加工存在的主要问题
1)选矿回收率不高,资源综合利用率较低。
2)工业化高纯加工工艺与装备不能满足需要。
3)机械化和自动化程度不高,一些矿山(如滑石、方解石、硅灰石等)还采用人工手选。
二、超细粉碎与分级
利用机械力或化学-机械力,使非金属矿产品达到要求的细度。
(一)超细粉碎与分级工艺
有干法、湿法和干湿法组合三种工艺超细粉碎与分级工艺。
1)干法超细粉碎工艺原则流程(图1-2-1)是:
图1-2-1 干法超细粉碎原则流程图
该工艺流程用于加工d97>5μm的超细粉体。
2)湿法超细粉碎工艺流程多种多样,原则流程(图1-2-2)一般是:
图1-2-2 湿法超细粉碎原则流程图
该工艺一般用于加工d97≤5μm的超细粉体和对颗粒形状及表面性质有特殊要求的粉体物料。
3)干湿组合工艺:主要用于生产多种不同规格(或细度)的粉体产品,例如煤系煅烧高岭土的超细粉碎加工和重质碳酸钙生产企业,采用干法粉碎出d97(>5)~10μm,再湿法超细粉碎至d90≤2μm的造纸涂料及重质碳酸钙产品。超细煤系煅烧高岭土加工也是这种干湿法超细粉碎工艺的例子,例如煤系超细煅烧高岭土“双90”产品的主要工艺流程(图1-2-3)是:
图1-2-3 干湿法组合超细粉碎原则流程图
(二)超细粉碎设备
中国非金属矿超细粉碎设备的研制始于20世纪80年代初,通过大量引进国外的技术与设备并消化吸收后发展较快,先后开发出适合中国国情的设备。10年后中国已进入了自主开发和制造为主,引进为辅的阶段。从90年代末至今,中国具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备的数量较前十年显著增加,从设备的处理能力、单位产品能耗、耐磨材料、工艺配套和自动控制等综合性能显著提高,与国外先进技术和设备综合技术指标的差距逐渐缩小。
1)气流磨超细粉碎设备仍是用于要求产品细度小、纯度高和附加值较大的最佳的设备之一。国产气流磨在仿制和消化吸收国外设备的基础上有所创新,尤其是靶式气流磨、流化床气流磨以及提高扁平式气流磨的耐磨性等方面有一些发明专利和实用新型专利。不足之处是缺少数吨以上的大型设备,单位产品能耗较高。
2)机械冲击式超细粉碎机是中国非金属矿行业选用较多的超细粉碎设备,广泛应用于煤系高岭土、滑石、方解石等中等硬度以下非金属矿物,产品细度一般可达到d97=10μm,若配以精细分级机则可以生产d97=5~7μm的超细粉体产品。
通过消化吸收后研制的国产超细粉碎机有:CM51型超细粉碎机、DTM900型超细粉碎机、CLM-2型多级旋磨机、LHJ型超细粉碎机、JCF1000 型机械粉碎机、JZC-400型分级式冲击磨、CZM冲击式粉碎机等。
3)介质超细研磨机包括搅拌球磨机、振动球磨机、旋转筒式球磨机和研磨剥片机、塔式磨、砂磨机、行星球磨机等。国产搅拌磨已广泛应用于高岭土、重质碳酸钙等企业,可干法也可以湿法磨粉,湿法磨矿产品可达d97=2μm左右,若配以分级机干法磨矿产品细度可达d97=6μm。搅拌磨型号有:JM型立式螺旋搅拌磨,用于重质碳酸钙、高岭土、重晶石、锆英砂等矿物超细磨碎;国产振动磨有单筒、多筒(2-3)式、WGM-3变频式、MGZ-1型高幅振动磨等机型,广泛应用于石墨、滑石、高岭土、重晶石等矿物细磨和超细磨。振动球磨机可用于各种硬度物料的超细粉碎,国产设备的产品细度干式磨可达d90=20μm左右,湿式磨产品细度可达d97=5μm左右。旋转式筒式球磨机,磨矿产品粒度范围较宽,常与分级机组成闭路流程,在给料粒度≤5mm时,产品细度可达d97=6~7μm。国产研磨剥片机有20 L、80 L、300 L、500 L、800 L等多种机型,采用湿法研磨、多级串联配置连续研磨方式,产品细度可达d95=2μm左右,已在煤系高岭土和重质碳酸钙的湿法超细粉碎生产中应用。国产CTM型塔式磨采用特殊天然卵石做研磨介质,配上分级机,可用于滑石、膨润土的超细粉碎,产品细度可达d97=10μm左右。砂磨机有卧式、立式两种机型,国产砂磨机主要用于颜料、填料等研磨分散,近年来也有用于石墨精中矿再磨,产品细度可达d97=2μm左右。连续式行星球磨机是中国超细粉碎技术领域一项重要进展之一,并已实现了设备大型工业化,XQ600×1500×3型连续式行星球磨机用于超细磨碎滑石、方解石等矿物,可使粒度≤5mm的矿物原料磨细到d97≤10μm细度产品,产量达2000~3000 kg/h。
4)旋风式机械磨(LHJ型)是中国自主研制开发的一种新型干式细粉碎和超细粉碎设备,用于石灰石、方解石、滑石、硅灰石、高岭土、重晶石、石英、长石等物料的粉碎,给料粒度≤40mm,产品细度d97=40~15μm。若配以精细分级机可生产d976~7μm左右的超细粉产品。
5)高压射流式粉碎机(超细剥片均化机)具有实用新型专利,该设备已用于云母、高岭土超细粉碎,根据给料粒度大小,一次粉碎可获得d97=10~45μm的产品。
非金属矿超细粉碎存在的主要问题有:设备大型化不够,国外一些大型气流磨和精细气流分级机的产量比中国大十多倍;大多数生产线基本依赖人工操作和控制,产品质量不够稳定;磨耗和单位产品能耗偏高;还未研制出定型的对特殊晶体形状的专用超细粉碎设备等。
(三)精细分级设备
1)目前国产的干式精细分级设备大都围绕机械冲击式超细粉磨机或气流磨配套使用,MS型分级机分级产品细度可达d97=10μm左右;MSS和ATP型分级机分级产品细度可达d97=6μm左右;中国自行研制的LHB型干式精细分级机分级产品细度可达d97=5~7μm,小时处理能力为2~15 t。
2)国产湿式分级机。有两种类型:一是基于重力沉降原理的水力分级机,二是基于离心力沉降原理的旋流式分级机。后者包括沉降式离心机,如WL-350A、D型和WLdb-600型;卧式螺旋离心分离(级)机、小直径水力漩流器、LS离旋筛、GSDF型超细水力旋分机等。这些都是目前国内高岭土等超细粉湿式细分级的主要设备。其中沉降离心机(包括卧式螺旋离心分级机)的溢流产品细度可达d97=2μm左右;GSDF型超细水力旋流分级机的溢流产品细度可达到d90=2μm左右;小直径水力漩流器的溢流产品细度可达到d80=2μm;LS离旋器的溢流产品细度可达到d60=2μm。
三、表面改性
许多非金属矿物产品作为无机矿物填料,在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及高聚物基复合材料领域中占有很重要的地位。它们的作用不但可以提高材料的硬度、刚性、尺寸稳定性、改善材料的力学性能,还能赋予材料某些特殊的物理化学性能(耐腐蚀性、耐候性、阻燃性和绝缘性等)。除此以外,还可降低材料的生产成本。
非金属矿物材料常用的表面改性技术方法有:化学包覆法和沉淀反应法,辅助以机械力化学方法进行改性。
表面化学包覆是一种利用偶联处理、螯合反应、化学吸附来对非金属矿物填料表面进行包覆以提高其表面亲油(即疏水)性的方法。加工过程为:将一定量的表面改性剂(固态或液态)加入粉体填料中,在一定的温度下,借助于搅拌混合或流态化使改性剂与无机填料颗粒表面作用并包覆于填料颗粒表面。改性剂主要有:硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合等各种偶联剂;硬脂酸等各种表面活性剂;聚乙烯蜡、聚乙二醇等有机低聚物;聚甲基硅氧烷(有机硅)、丙烯酸、丁烯酸、醋酸乙烯等饱和有机酸。主要生产厂家有:张家港国泰华荣化工新材料有限公司、重庆市嘉世泰化工有限公司、南京曙光化工一厂等几十家。
目前,采用较多的表面改性专用设备为SLG型和PSC型连续粉体表面改性机。SLG型表面改性机具有自动加药、生产连续、温度可控、单位产品用药量少、能耗低、颗粒高度分散、自动化程度高、操作简单等优点,主要机型有:SLG-3/300、SLG-3/600型;PSC型机也是一种综合性能较好的粉体表面改性设备,该机采用导热油加热,连续生产,具有改性剂用量少、表面包覆率较高、颗粒不黏结等优点。
沉淀反应改性剂利用化学沉淀在矿物颗粒表面形成一层或多层包覆层。例如用TiO2、ZrO2、FeO来包覆白云母、高岭土等粉体表面,用TiO2包覆SiO2、Al2O3矿粒表面等,沉淀反应改性是应用无机表面改性剂实现改性的。
中国非金属矿物表面改性技术还存在改性工艺比较落后,连续改性工艺和设备还有待进一步推广;偶联剂品种较少,质量也不够稳定;着色云母和珠光云母生产技术落后,产量低,花色品种少,质量也不够稳定,今后需重点加强。
四、热加工
用热处理能脱出矿物的外在水、沸石水及羟基水等,可以改善矿物的性能,煅烧还可将某些矿物尤其是煤系高岭土脱除有机质、增白(包括黑滑石等矿物提纯、增白)。某些矿物(如蛭石)在热力作用下,可膨胀数倍或数十倍,具备新的功能等。
煅烧是提高非金属矿物材料特性的重要方法,也是高岭土、菱镁矿、石膏等矿产品深加工的一种重要工序之一,这些产品主要应用于造纸、塑料、油漆、橡胶、石油化工等工业。例如煅烧高岭土具有优良的光散射能力和特殊的油墨吸收性,作为造纸涂布料,可将纸张的光泽度、平滑度、不透明度和原纸覆盖率比一般水洗高岭土大为改善,也是它能够提高纸张涂层质量、替代昂贵的钛白粉的原因;作为填料用于塑料、橡胶,比一般高岭土具有更好的强度、收缩性、阻燃性、吸湿性和电阻率等;在油漆和其他涂料中,添加煅烧高岭土能使产品更具有较佳的不透明性、薄膜完整性及耐擦洗性。
煅烧煤系高岭土是中国特有的加工技术,该技术包括有湿法超细、煅烧增白、干燥、打散、解聚、分级等技术的加工工艺集成及相应的专用设备,可生产出多个行业应用的煅烧高岭土系列产品。上述技术与装备已在中国山西忻州、大同、内蒙古蒙西、安徽淮北等地一批煤系高岭土企业推广应用,取得显著的经济效益和社会效益。企业规模也由最初的年产几千吨增大至年产3万~5万t。
煅烧工艺:以煤系高岭土煅烧为例(图1-2-4)。
图1-2-4 煅烧煤系高岭土原则流程图
煅烧设备:用于非金属矿的主要有隧道窑、回转窑(包括直接煅烧和隔焰煅烧)、立(竖)窑、倒焰窑和梭式窑等。20世纪90年代引进和仿制隔焰式回转窑发展到近年来的直焰式回转煅烧窑,能量利用率有了提高,并显著降低能耗,减少生产投资。目前,由于设备大型化,直焰式回转窑煅烧技术及解聚分级技术的采用,不仅产品质量得到保证(产品白度≥95%,产品粒度-2μm≥92%),万吨生产能力投资也从5000万元左右下降到2000万元左右。
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