南阳蓝晶石
A. 哪些地方出产蓝晶石大约多少钱
中国的蓝晶石主要分布于:
1.河南南阳隐山和桐柏
2.江苏沐阳,房山
3.河北邢台
4.吉林磐石,柳专树沟
5.辽宁大荒属沟
6.内蒙古点布斯庙,丰镇
7.陕西详县党河口
8.甘肃玉门,天水
9.安徽岳西、霍山,宿松
10.广西玉林
11.云南热水塘
12.四川丹巴
蓝晶石主推河南省桐柏蓝晶石!其质量可和国外蓝晶石媲美~
B. 蓝晶石南阳哪里生产
南召县三石矿产品有限公司是从事蓝晶石、红柱石、硅线石深加工型企业内,公司具有雷蒙机、球磨机容、筛分机、磁选机等工业加工设备,公司资源来源丰富。南有桐柏山、隐山蓝晶石矿山;
公司销售电话:0377-63293312
0377-63293238
0377-63222299
0377-63590588
传
真:0377-63282233
地
址:南阳市仲景路北路
网
址:www.nysanshi.com
C. 南阳的蓝晶石有什么作用,可以作什么
蓝 晶 石
一、矿产名称 蓝晶石(Kganite)
二、矿床类型及其分布
1、矿床的成因类型
蓝晶石是一种变质矿物,主要产于区域变质结晶片岩中,其变质相由绿片岩相到角闪岩相。根据含蓝晶石的形态特点,将蓝晶石矿分成如下三类变态:(1)针状和纤维状集合体(纤维针状矿石) ; (2)富含空晶石的假象蓝晶石集合体(假象型矿石);(3)蓝晶石结核矿(结核型矿石)。如矿床同时含有上述三种变态,这类矿属于混合型。
2、矿床的工业类型
蓝晶石矿床工业类型主要有:黑云石榴蓝晶石片麻岩型、蓝晶石绿泥片岩型、黄玉蓝晶石石英片岩型、伟晶状蓝晶石型。
黑云石榴蓝晶石片麻岩型矿床产于太古代变质岩系中,含矿岩石以蓝晶石、石榴石、黑云母斜长麻岩为主,单晶石矿体呈层状、或大的扁豆体,单个矿体一般延长数百米,蓝晶石含量10~25%。
蓝晶石绿泥片岩型矿石产于太古代,蓝晶石不均匀地分布在绿泥片岩中,矿体呈透镜状,蓝晶石含量由百分之几到百分之二十几,原岩含镁较高,有时含有微量刚玉。
黄玉蓝晶石石英片岩型矿床产于元古代石英岩中,矿石以蓝晶石石英片岩为主,有时有蓝石云母石英片岩,蓝晶石含量10~30%,含有少量黄玉,并见有沿裂隙分布的放射聚晶状叶腊石。
伟晶状蓝晶石矿床,矿体呈不连续的小扁豆体,分布在古生代黑云母片岩中,矿石 组成简单,蓝晶石晶体一般在5厘米以上。
3、矿产的分布情况
我国从四十年代开始对蓝晶石矿产调查以来,特别是七十年代末到八十年代初,做了大量的普查勘探工作,发现蓝晶石矿20余处,分布 十几个省区。主要矿床有:江苏沐阳、韩山;河南隐山;河北邢台;内蒙古点布斯庙;新疆布拉盖;山西繁峙;安徽岳西、霍山;辽宁大荒沟;四川汶川;云南热水塘;吉林磐石;陕西详县党河口等。
三、矿床的主要工业指标
决定蓝晶石矿床工业价值的主要因素,为含矿率(即矿床蓝晶石矿物含量)和矿物化学成分与物理性能。矿床的一般工业要求见表1。
表1 蓝晶石矿床一般工业要求
原矿含量和开采技术条件
蓝晶石
边界品位,%
工业品位,%
可采厚度,m
夹石剔除厚度,m
≥5
≥10
≥1~2
≥1~2
注:圈定矿体时,须按蓝晶石矿物含量5~10%,
>10~15%,>15~20%,>20%分别试圈并计算储量。
四、矿石性质
1、矿石的矿物组成:
黑云石榴蓝晶石片麻岩型矿石,主要矿物为蓝晶石、黑云母、斜长石,次要矿物为石英、绢(白)云母、石榴石、十字石等。
蓝晶石绿泥片岩型矿石,主要矿物为蓝晶石、绿泥石,次要矿物为斜长石、黑云母、白云母、石英、石墨等。
黄玉蓝晶石石英片岩型矿石,主要矿物为蓝晶石、石英、白云母,次要矿物为黄玉、金红石、黄铁矿等。
伟晶状蓝晶石矿石,主要矿物为石英、蓝晶石、次要矿物为绢(白)云母等。
2、目的矿物的矿物特征
蓝晶石属三斜晶系,晶形常呈扁平柱状,颜色多为蓝色或蓝灰色,浅白色等。玻璃光泽,理面呈珍珠片光泽。硬度在不同方位上差异显著,在{ 100}晶面上平行晶体延长方向的莫氏硬度为4.5,而垂直晶体延长方向的莫氏硬度为6.5~7.0,故有在硬石之称。其矿物分子式、物理性能见表2。
表2 蓝晶石矿物分子式及物理性能
矿物名称
分子式
晶系
晶形
硬度
比重
转变温度 (C°)
体积膨胀(%)
蓝晶石
AL2[SiO4]O
三斜
板状
5.5~7
3.56~3.68
1100~1480
16~18
蓝晶石矿物在高温下(1100~1650℃)煅烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅(方石英),同时产生不同程度的体积膨胀。其转变反应式为
3(Ai2SiO5)1300℃以上 3Al2O3·2SiO2+SiO2
莫来石具有很高的耐火度(1800℃时仍很稳定),化学惰性和良好的机械强度。其矿物性质见表3。
表3 莫来石的性质
化学式
密度,g/cm3
莫氏硬度
耐火度
A1[A1xSi2-xO5.5-0.5x]
3.16
6~7
1800°C时仍很稳定,1810 °C分解为刚玉和液相
五、工艺特性及主要用途
1、工艺特性
(1)热膨胀性:蓝晶石矿物在加热过程中转化为莫来石和SiO2的混合物,在这个转化过程中,矿物伴随着体积膨胀,并且形成良好的英来石针状网络,体积膨胀率16~18%。
(2)稳定性:蓝晶石矿物生产耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍。蓝晶石耐火砖比粘土砖的损耗低43%,比粘土砖寿命长150~200炉。
(3)耐火度高:一般粘土质耐火材料的耐火度为1670~1770℃,而蓝晶石的耐火材料通常大于1790℃,最高大于1850℃。
(4)不可逆性:蓝晶石矿物煅烧成莫来石,是一个不可逆的转化。在温度1810℃以下它是稳定的。因此莫来石耐火材料具有高温下体积稳定、膨胀率低、抗化学腐蚀性强、机械强度高和抗热冲击能力强的特点。
2、主要用途
蓝晶石矿物主要用作生产耐火材料、氧化铝、硅铝合金和金属纤维等。表4列出了蓝晶石矿物的主要用途。
蓝晶石矿物的主要用途
用 途
特 点
应用部门
耐火材料
(1) 在高温下体积稳定,不收缩
(2) 比其他高铝耐火材料生成本低
(3) 性能好。比粘土砖损耗低压43%,耐火度高达1825°C以上
(4) 节约能源。热容比粘土砖高12%,用于马丁炉可缩短冶炼时间,能耗少
(5) 加入不定形耐火材料中作高温膨胀剂,使产品在高温下不收缩和剥落
冶金、建材、机械、化工、轻工、核工业告等部门
硅铝合金和金属纤维
(1) 比用合成法(用熔炼金属硅和电解铝)或用电热还原高岭土等方法成本低,经济效益高
(2) 可满足制造汽车、宇宙飞船和雷达部件的特殊技术要求
冶金、机械、宇航等工业部门
氧化铝(烧结法)
比用霞石或高岭土为原料时物料处理量少1/2~1/3
冶金
防铸件粘砂新型面料(涂料、膏剂和各种混合剂
防粘砂性能比石英粉佳,接近锆石粉,而且价格低谦
冶金、机械等工业部门
莫来石
产品耐火度高,热膨胀低,抗化学腐蚀性强。机械强度高,抗热冲击能力强,使用寿命长
冶金、机械、化工等部门
高铝蓝晶石水泥
耐火度高达成1650°C
军工建筑、冶金等部门
高级陶瓷原料
制品耐高温、耐酸碱
轻工、化工等部门
六、产品质量标准
1、有用元素及主要伴生元素对原料的影响:
蓝晶石原料化学成分直接影响着蓝晶石耐火度,膨胀率和各制品的性能。为保证耐火制品具有高温条件下的良好性能,对原料化学成分,尤其是铝、硅、铁、钛、碱金属等的含量均有比较严格的要求。该原料用于其它方面的要求并不象用于耐火材料和冶炼铝硅合金那样严格,如用于铸钢和铸铁中的防粘沙物原料,要求Fe2O3 3%、TiO2 4%对铁和钢的铸件都没有什么影响。如果TiO2呈金红石状态存在,其含量即使很多,对铸件也不会产生坏的影响。
2、国家标准
我国蓝晶石矿物的利用,尚处于初级阶段,对原料化学成分的要求,还没有制定统一的国家标准。
3、部颁标准
我国对蓝晶石矿物精矿化学成分的要求,是按原地质部和冶金部1981年“东海会议”制定的详查阶段对精矿产品的一般参考指标,见表5示。
表5 蓝晶石矿物精矿化学成分要求
成 分
Al2O3
SiO2
TiO2
Fe2O3
K2O+Na2O
含量,%
≥55~60
<42
<1.5
<1.5
<1
4、企业标准
近年来我国对蓝晶石矿作了一些工作,结合用户要求,制定企业标准,见表6示。
表6 我国对不同的行业蓝晶石矿物原料的质量要求(%)
成分
用途
Al2O3
SiO2
Fe2O3
TiO2
Na2O+K2O
耐火度,°C
高级耐火材料
>50
<1~2
<1~1.5
≥1790
技术陶瓷原料
>55
<0.5~0.15
<0.5
硅铝合金原料
>58
<37
<1.5
耐火材料(宝刚)
≥60
≤1.5
<2.0
≥1825
七、综合利用工艺技术:
1、综合利用技术方法及工艺流程
蓝晶石矿物的选矿,一般使用浮选、磁选、重选三种方法,也有采用电选方法,但常以重选浮选为主。磁选做为除杂手段。具体的选矿方法、药剂制度、选别流程要根据矿床特征、矿石组成、结构构造、围岩性质等情况而定。
细粒嵌布的蓝晶石矿石,主要采用浮选方法。因为蓝晶石矿物与脉石矿物与脉石矿物的比重不大,一般不考虑重选。原则工艺流程见图1所示。
粗粒嵌布蓝晶石矿石,包括粗粒级和细粒结核状矿石,合理的选矿工艺是重选或重浮联合。首先将矿石分成粗细两个粒级,粗粒级用重选摇床处理,细粒级浮选法回收。入选粒度:粗粒35~65目,细粒-65目。流程的最大特点是避免了粗粒蓝晶石的过粉碎,提高了回收率,同时也保证了精矿中大于65目的蓝晶石矿物粒度。原则工艺流程见图2所示。
混合型蓝晶石矿石,包括粗粒嵌布和细粒嵌布的两种类型的矿石,可采用重浮联合流程(见图2)。也可采用分级浮选法,选矿流程为:脱泥后的物料分成+60目和-60目二个粒级,然后分别进行浮选,其优点是粗粒蓝晶石回收率高。原则工艺流程见图3。
原矿 原矿
磨矿 磨矿
浮 杂 + 分 级 -
重 选 浮选 泥
易浮物 蓝晶石 浮选
精 选 精矿 尾矿 精矿 尾矿
尾矿
精矿 中矿
图1 单一浮选原则工艺流程 图2 重一浮联合原则工艺流程
磨矿
原矿 磨矿
脱 泥
泥 + 分 级 -
浮 选 浮 选
精矿 尾矿 精矿 尾矿
图3 分级浮选原则工艺流程
2、开发生产实例
蓝晶石矿物的主要生产国有美国、原苏联、印度、南非、法国、加拿大、澳大利亚等国。我国对蓝晶石矿石的选矿研究始于70年代末,目前只有少数几个矿山建有选矿厂。下面介绍我国河北魏鲁蓝晶石矿开发生产情况。
(1)原矿性质
该矿区蓝晶石赋存于石榴黑云斜长片麻岩中。根据矿石的基本性质及矿物成分,矿石可分为三个基本自然类型:①含石榴蓝晶黑云斜长片麻岩;②含石墨蓝晶黑云斜长片订岩;③含石榴蓝晶黑云变质岩。其中含石榴蓝晶黑云斜长片麻岩为本区主要的矿石自然类型。矿石的矿物组成见表7。原矿的化学成分见表8。
表7 魏鲁蓝晶石原矿的矿物组成
主 要 矿 物
脉石矿物
次要矿物
矿物名称
含 量
蓝晶石
石榴石
独居石
石 墨
9.37%
石英
磷灰石、电气石
10~15%
黑云母
锆石、磁铁矿
990.8g/m3
斜长石
硅灰石
2%
钾长石
金红石
表8 魏鲁蓝晶石矿原矿化学成份(%)
化学成份
SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
TiO2
CaO
MgO
K2O
Na2O
含量
54.34
25.51
1.62
5.11
1.09
0.49
1.87
4.25
O.88
(2)工艺流程
魏鲁蓝晶石选厂采用磁选一浮选流程。选矿工艺流程见图4。原矿磨至-0.2mm,脱泥后进行磁选作业,磁选精矿进入重选(摇床)作业,获得铁铝榴石精矿;磁选尾矿作为浮选蓝晶石原料。浮选是在常温下用石油磺酸钠作捕收剂,硫酸作pH值调剂(pH=2—3)。经一粗一精选别作业,再经脱泥后得到蓝晶石精矿。
(3)产品规格
魏鲁蓝晶石矿除生产蓝晶石浮选精矿外,还生产颗粒较大、品位较高的手选蓝晶石精矿。产品规格见表9。
原矿
筛 分
棒磨
脱 泥
泥1 磁 选
摇 床 浮 选
铁铝榴石 尾矿1 精 选 尾矿2
脱 泥 中矿
蓝晶石 泥2
图4 魏鲁蓝晶石矿选矿工艺流程
表9 魏鲁蓝晶石矿产品规格
产品
化 学 成 份, %
耐火度(°C)
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
浮选
精矿
36.72
57.72
0.21
1.44
0.23
0.16
0.11
0.28
1790
手选
精矿
39.87
55.90
0.53
0.73
0.15
0.27
0.25
0.46
1825
(4)技术经济指标
魏鲁蓝晶石矿技术经济指标(1989年)见表10。
表10 魏鲁蓝晶石选矿技术经济指标
项 目
单 位
指 标
原矿处理量
精矿产量
矿石粒度:
原矿粒度
入磨粒度
入选粒度
矿石品位:
原矿
精矿
尾矿
选矿比
选矿回收率
药剂耗量:
石油磺酸钠
硫酸
Kt/a
t/a
mm
mm
-200目含量,%
%
%
%
%
g/t
g/t
30
3000
300
20
50
Al2O3≥10
Al2O3≥56
Al2O3≤2
≥10
≥70
1500
1000
八、开发利用现状及发展趋势
1、开发利用现状、存在问题及解决对策
随着工业利用范围的扩大,蓝晶石精矿需求量将会不断增长,其增长率一般每年为5~7%,在钢铁工业方面增长率每年为10%。预计明年我国冶金工业需用蓝晶石量可达4~6万吨;电器、无线电、化学瓷、高强瓷等行业需用蓝晶石量可达1.4万吨;若加强出口能力,约为3万吨。
蓝晶石开发利用存在产品与市场需求不对路的局面,高质量蓝晶石产品供不应求,低质量蓝晶石产品已趋饱和,造成市场缺口较大。
应加强选矿技术研究,开发出经济上合理的高质量蓝晶石产品生产技术,改变目前供求矛盾。
发展趋势:
2. 发展趋势:
(1)蓝晶石精矿在钢铁工业、制备地板和墙体耐火砖等方面的用量将有较大增长;在玻璃和陶瓷工业方面的用量将处于稳定状态。
(2)对蓝晶石精矿的要求主要是向高纯度方向发展,其制品向多种和高质量方面发展。
(3)重选及反浮选工艺用于超纯度蓝晶石精矿的生产是有发展前途的,应加强应用技术研究及生产转化。
D. 南阳开元高温新材料有限公司怎么样
简介:南阳开元高温新材料有限公司成立于2012年12月26日。
法定代表人:杨文伟
成立时间:2012-12-26
注册资本:1000万人民币
工商注册号:411327000006213
企业类型:有限责任公司(自然人投资或控股)
公司地址:社旗县城郊乡南环路北侧
E. 蓝晶石(Cyanite)、硅线石(Sillimanite)、红柱石(Andalusite)
一、概述
蓝晶石类矿物是一组无水铝硅酸盐矿物,包括蓝晶石、硅线石和红柱石。三者为同质异象变体,化学式均为Al2SiO5,Al2O362.92%,SiO237.08%。对这个矿物族的称呼,各国尚不统一。原苏联称蓝晶石族矿物,澳大利亚称硅线石族矿物,法国称红柱石族矿物。在非金属矿和耐火材料应用领域,尤其在耐火材料中,为方便起见,我国将蓝晶石、红柱石、硅线石三种矿物,简称三石。
三石均属于变质矿物。红柱石常产于浅变质地层中,由富铝的泥质或泥质沉积变质而成。蓝晶石是由泥质沉积岩经较深的区域变质生成,形成时的温度、压力均较高。硅线石一般产于中等变质程度的地层中。由于这三种矿物形成的地质作用不同,矿物性质也不同。表3-4-1列出了三石矿物的性质。
三石矿物具有在高温下不可逆转变为莫来石和SiO2的性质,并伴随有体积膨胀等特性,使之在不定形耐火材料中成为重要的膨胀剂,在矾土基原料中添加三石(加法),增加了莫来石含量,形成良好的莫来石网络,改善了材料的显微结构。因此,三石已成为重要的耐火原料。
表3-4-1蓝晶石族矿物的性质
二、三石矿产资源概况
1.世界三石矿产资源
世界三石矿物储量(未包括我国)共3.8亿t。其中蓝晶石1.08亿t,红柱石1.75亿t,硅线石0.97亿t(见表3-4-2、表3-4-3、表3-4-4)。
表3-4-2世界各国和地区红柱石查明资源
表3-4-3世界各国和地区硅线石查明资源
表3-4-4世界蓝晶石资源
从上面所列的三个表中可以看出南非、美国、法国、印度、巴西、原苏联等国是世界上重要的三石资源和三石生产国。其中,南非是世界上最主要的红柱石生产国和出口国。南非的红柱石矿床集中在德兰士瓦省的格罗特玛丽库、撒巴齐亚和利丹伯吉三个地区。其中位于撒巴齐亚的泰姆鲍尔矿山是世界上最大的红柱石矿山,红柱石质量好。红柱石精矿含Al2O359.5%、Fe2O3+TiO2≤1.3%。分三个粒级:0.5~4mm、0.1~1mm、<0.147mm。年产量10万~12万t。南非红柱石精矿主要出口到意大利、德国和英国。
美国是世界上第二大三石矿物生产国,主要产品是蓝晶石。弗吉尼亚州蓝晶石采矿公司生产的精矿含Al2O361.8%、Fe2O3<0.6%;分四个粒级:<0.295mm、<0.147mm、<0.074mm、<0.043mm。年产蓝晶石精矿约9万t。主要销售市场是西欧、远东和南美。
法国的红柱石产量仅次于南非。矿床集中在布里特尼矿山。精矿KA级含Al2O359.0%、KB级含Al2O353%。
印度是亚洲主要三石生产国,主要生产蓝晶石和硅线石。1977年前精矿产品出口到多个工业发达国家,现出口近于停止。手选蓝晶石精矿Al2O3为58.59%、54.55%、50.8%三个品级,平均铁含量<0.7%,碱性物<0.45%。块状硅线石Al2O3含量>61%,Fe2O3<1%。
巴西年产蓝晶石精矿1.5万~2.0万t。
瑞士是欧洲重要的蓝晶石生产国,年产精矿1.5万t。
2.我国三石矿产资源
我国三石矿产资源较丰富,其分布见表3-4-5。
表3-4-5我国三石矿产分布
①已有精矿产品。
按原地质矿产部对非金属矿床规模的划分,蓝晶石类矿种的大、中、小型矿床,其矿物储量分别为:大型矿床应大于200万t;中型矿床50万~200万t;小型矿床小于50万t。
根据上述划分,我国已发现的大型三石矿床如下。
蓝晶石:河南南阳市隐山,江苏沭阳县韩山,新疆契布拉盖等。
红柱石:新疆拜城、库尔勒,辽宁岫岩—凤城,河南西峡桑坪乡杨乃沟等。
硅线石:黑龙江鸡西—林口,河南西峡—内乡—镇平—叶县,福建莆田,内蒙古土贵乌拉等。
河南省南阳地区三石矿产品种齐全,均为大型矿床,储量丰富,矿石品位较高,被称之是我国三石矿产开发的“金三角”地区。
三、三石精矿的工艺特性
精矿产品的化学成分,直接影响其耐火度、膨胀率和各种制品的性能。为了使耐火制品在高温下具有良好的性能,对精矿的化学成分,尤其是铝、铁、钛、碱金属等的含量均有严格的要求。
现行国家行业标准YB4032-91(表3-4-6)对蓝晶石、硅线石和红柱石的分类、代号和牌号规定如下:
表3-4-6蓝晶石、硅线石、红柱石理化指标(YB4032-91)
注:需方对质量有特殊要求时,由供需双方协商。
1)按矿物结构将产品划分为蓝晶石、硅线石和红柱石三个类别;
2)蓝晶石精矿以“蓝”和“精”两个汉语拼音字母的大写字头“LJ”为代号,按Al2O3含量蓝晶石精矿分为LJ-58、LJ-55两个牌号;
3)硅线石精矿以“硅”和“精”两个汉语拼音字母的大写字头“GJ”为代号,按Al2O3含量硅线石精矿分为GJ-58、GJ-54二个牌号;
4)红柱石精矿以“红”和“精”两个汉语拼音字母的大写字头“HJ”为代号,按Al2O3含量红柱石精矿分为HJ-58、HJ-55、HJ-52三个牌号。
产品粒度由供需双方商定。
目前我国产的三石精矿,Al2O3含量55%~56%,Fe2O3<1.5%。少数生产厂产出的精矿Al2O3可达到57%~59%、Fe2O3≤1%。
我国和国外的蓝晶石族矿物产品的理化性能分别见表3-4-7和表3-4-8。
表3-4-7我国蓝晶石族矿物产品理化性能表
表3-4-8国外蓝晶石族矿物产品理化性能
蓝晶石族矿物在加热过程中,不可逆地转化为莫来石(3Al2O3·2SiO2)和SiO2的混合物。这一转化称为莫来石化,其表达式如下:
3(Al2O3·SiO2)→3Al2O3·2SiO2+SiO2
假设被加热的蓝晶石族矿物的纯度是理论值的话,则根据转化前后物质分子量计算,求得的理论转化率为87.64%,即:
河南省非金属矿产开发利用指南
而实际上,我国蓝晶石族精矿的Al2O3含量一般比理论值偏低,自然莫来石的转化率也随之减少。各等级精矿与莫来石转化率对应关系如表3-4-9所示。
表3-4-9蓝晶石族精矿与莫来石转化率的关系
市场上出售的三石精矿所含Al2O3量实际上是TAl2O3含量,即精矿中所有含铝矿物中的Al2O3的总和。而与莫来石转化率相关的是精矿中三石矿物的Al2O3含量,即SAl2O3。
在加热过程中三石精矿转化为莫来石的起始温度、完全莫来石化温度、转化率、线膨胀率不仅与精矿中三石矿物的含量即纯度密切相关,而且与杂质成分和含量,以及精矿的粒度相关。当化学组分确定后,主要取决于精矿粒度。大量试验表明,膨胀率与粒度呈正相关关系。以蓝晶石精矿为例,表3-4-10列出了粒度与转化温度的关系;表3-4-11列出了粒度与膨胀率的关系,图3-4-1是将表3-4-11以图的形式表示。
表3-4-10蓝晶石族精矿的分解温度实例
表3-4-11不同粒度蓝晶石精矿线膨胀率%
注:试样φ10×25mm柱体。
图3-4-1蓝晶石精矿线膨胀率
人们利用三石矿物,主要是利用三石矿物受热时不可逆地转变为莫来石和SiO2,并伴随有体积膨胀这一特性,作为特种耐火原料使用。因此,对三石精矿的纯度、粒度、杂质成分及含量有严格要求。
四、三石矿物的选矿
蓝晶石类矿物属难选的硅酸盐矿物,几乎采用了所有的选矿方法,如手选、选择性磨矿、浮选、重选、磁选等。
三石矿石的浮选,主要有酸法与碱法两种浮选流程。两种浮选流程方案与矿物表面电性、浮选药剂制度等有关。三石矿石的浮选主要是解决三石矿物与石英、长石、云母等脉石矿物的分离。蓝晶石类矿石在酸性介质中浮选时,矿浆的最佳pH值为3.5~4.5(用硫酸或氟氢酸调节),捕收剂采用石油磺酸钠,也可采用烷基苯磺酸钠。采用酸性工艺选择性好,精选作业次数少,浮选终点明确,浮选温度适应范围宽,但酸耗量大,易造成设备腐蚀和环境污染。在中性和碱性介质中浮选时,矿浆最佳pH值在8~10之间(用碳酸钠和氢氧化钠调节),捕收剂为脂肪酸及其皂类,如油酸、氧化石蜡皂等;抑制剂为水玻璃、乳酸或蚁酸、羧甲基纤维素(CMC)、焦磷酸钠等。以脂肪酸作捕收剂时,要求矿浆温度在30℃左右。
磁选常用于蓝晶石类矿石选矿中,一是作为入选原料的准备作业,回收或脱除磁性矿物;二是用于精矿再处理,清除精矿中的有害杂质。表3-4-12列出了三石矿物及脉石矿物的比磁化系数。
表3-4-12三石矿物等比磁化系数
1.蓝晶石矿石选矿
以南阳市开元蓝晶石矿选矿厂为例。该厂用的矿石是隐山蓝晶石矿石,矿石类型有蓝晶石英岩型、片状绢云母蓝晶石英岩型、片状褐铁绢云蓝晶石英岩型、块状蓝晶石岩以及块状蓝晶黄玉岩型等。矿石中蓝晶石矿物含量约15%~20%,石英60%~70%,绢云母3%~10%。TiO2主要来自金红石矿物,在矿石中约占1%。金红石嵌布粒度细小,有80%在0.05mm以下,10~20μm的约占50%。一部分细小金红石在蓝晶石中呈包裹体,增加了降低精矿中TiO2的难度。对耐火材料影响较大的K2O+Na2O来自云母类矿物,这些矿物可选性好。蓝晶石广泛存在高岭石化、绢云母化、叶蜡石化,需要提高磨矿细度。矿石中黄玉和蓝晶石难分选,增加了选矿难度。南阳开元蓝晶石选矿的浮选采用碱法,原则流程见图3-4-2。
图3-4-2南阳开元蓝晶石选矿原则流程
南阳市开元蓝晶石矿蓝晶石精矿品级见表3-4-13。
表3-4-13蓝晶石精矿品级
美国C-E公司的格雷斯蓝晶石矿选矿厂、蓝晶石矿业公司的东岭(East Ridge)蓝晶石选矿厂、商业矿石公司蓝晶石选矿厂及我国河北魏鲁蓝晶石矿选矿厂均采用浮选-磁选(或磁选-浮选)联合流程。美国东岭蓝晶石选矿厂的工艺流程见图3-4-3。
图3-4-3美国东岭蓝晶石选矿厂工艺流程
美国爱达荷州蓝晶石重选-浮选联合流程见图3-4-4。
图3-4-4美国爱达荷州蓝晶石选矿工艺流程图
2.硅线石矿石选矿
内乡县七里坪是河南省主要硅线石产地。选矿工艺为磁选-浮选联合流程(图3-4-5),首先采用磁选作业抛除大量脉石矿物,如黑云母、石榴子石、赤褐铁矿等,以提高浮选的入选品位,同时减少杂质矿物对浮选过程的干扰。浮选作业首先在自然pH条件下浮除对硅线石精矿质量影响较大的易浮矿物,然后在碱性介质条件下采用癸脂肪酸捕收剂浮选硅线石。内乡县通途硅线石选矿厂的精矿指标见表3-4-14。
图3-4-5内乡硅线石选矿工艺流程图
表3-4-14河南内乡县通途硅线石厂精矿
鸡西硅线石选矿原则流程见图3-4-6,精矿指标见表3-4-15。
图3-4-6鸡西硅线石选矿原则流程
表3-4-15黑龙江鸡西硅线石精矿
3.红柱石矿石选矿
以河南西峡红柱石选厂为例。该选厂的矿石是西峡杨乃沟的矿石。杨乃沟红柱石矿石类型简单,主要为红柱石变斑状黑云母石英片岩,矿石中红柱石、石榴子石、十字石呈变斑晶出现,石英、黑云母构成基质。矿石以斑状变晶结构为主,而红柱石斑晶与基质镶嵌坚实,使之外裹内包,单体解离困难;在红柱石内均有黑十字炭质包裹体,而此黑十字部分比磁化系数与红柱石相近;同时,红柱石与脉石矿物相对密度也相近,红柱石3.1~3.2;十字石3.74~3.83,炭质黑十字2.74~2.85。以上这些问题,增加了选矿的难度。但是矿石物质成分较单一,红柱石晶体粗大,结晶良好,自形柱状,多以空晶石为主。采用洗矿-手选-重选-强磁选的工艺流程。西峡红柱石选矿原则流程见图3-4-7,精矿指标见表3-4-16。
图3-4-7西峡红柱石选矿原则流程
表3-4-16河南西峡红柱石精矿品级
国内粗晶体的红柱石产地还有新疆南疆拜城、库尔勒等,其选矿类似西峡红柱石选厂。一般采用重选法-磁选流程,主要选矿方法为跳汰、重介质、摇床。
细粒红柱石采用浮选法回收。浮选过程中阴离子捕收剂为油酸、羟肟酸、石油磺酸钠。阳离子捕收剂为十二胺乙酸盐,多在酸性或弱酸性矿浆中进行。分离铁矿物采用强磁选工艺。
美国北卡罗来纳州塞罗矿业公司及南非的一些红柱石选矿厂均采用重选-磁选联合流程。南非托兰斯巴鲁红柱石选矿厂的工艺流程见图3-4-8。
图3-4-8南非托兰斯巴鲁红柱石选矿厂工艺流程
五、三石矿物的应用
由于三石矿物在高温下不可逆转变为莫来石和SiO2,并伴随有体积膨胀等特性,使其成为重要的耐火原料。我国对三石矿物的开发应用见表3-4-17。
表3-4-17我国三石开发应用概况
续表
我国高铝矾土资源丰富,但我国矾土原料中含杂质较高,Fe2O3+TiO2+RO+R2O约7%。其中TiO2含量3.5%左右,西南高钛矾土TiO2含量更高。杂质含量高,高温下易熔融,较低温度下形成液相,TiO2含量高,形成的液相粘度小。物相中玻璃相含量、刚玉含量较高而莫来石少,影响制品的高温性能和使用温度,尤其是不能生产出低蠕变耐火制品。
在矾土原料中,添加三石(加法),增加了莫来石晶相含量,尤其是在基质部分,莫来石化过程形成的良好的莫来石网络,改善了材料的显微结构。因此使耐火制品的高温性能和高温强度和重烧收缩等有了明显改善,并开发了多种矾土基高效耐火材料,开发出各种新产品,如低蠕变砖、高荷软砖、高热震砖等。尤其各种低蠕变砖,如硅线石质低蠕变砖、红柱石质低蠕变砖、蓝晶石质低蠕变砖等,明显提高了热风炉用砖的高温体积稳定性。
不定形耐火材料也称散状耐火材料,是一种不经煅烧的新型耐火材料。不定形耐火材料是由耐火骨料、粉料及结合剂或另掺外加剂混合而成。粗粒红柱石作不定形耐火材料的骨料,它决定不定形耐火材料的物理力学和高温使用性能,也是决定材料属性及使用范围的重要依据。红柱石及硅线石精矿作粉料,是基质材料。由于蓝晶石莫来石化过程伴随的体积膨胀最大,因此蓝晶石是不定形耐火材料良好的膨胀剂,用来降低材料在高温下的收缩,防止产生结构剥落。对耐火骨料和粉料的粒度要求见表3-4-18和表3-4-19。
表3-4-18硬质粘土骨料和粉料的理化性能和粒度(YB2214-78)
表3-4-19高铝矾土骨料和粉料的理化性能和粒度(YB2215-78)
对于三石矿石选矿厂,必须根据应用单位的要求生产出合格精矿,不仅对精矿成分有严格要求,而且对精矿的耐火度、粒度也有相应的要求。
河南三石矿石选矿工艺存在的问题已在第二章中论述了,由于选矿工艺中还存在一些技术问题未解决,造成选矿成本高,选矿厂经济效益差。
主要参考文献
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[5]李英堂等,应用矿物学,科学出版社,1995。
F. 蓝晶石族矿产资源及其选矿加工
赵军伟1 张克仁2
(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南 郑州 450006;2.国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心,河南 郑州 450006)
摘要 我国蓝晶石族高铝 “三石” 资源丰富,矿种齐全,但是普遍品位较低,必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。阐述了我国开发利用“三石”选矿技术研究的进展,认为今后应加强其选矿试验研究,特别是浮选工艺的研究,重视专用选矿工艺、设备的研究和引进,注意选矿加工中的综合利用,以保证“三石”产业的可持续发展[1~8]。
关键词 蓝晶石;红柱石;夕线石;资源;选矿。
作者简介:赵军伟(1970—),男,河南省巩义市人,副研究员,硕士,从事矿业科技信息及矿物材料、矿物加工利用研究。
张克仁(1936—),男,河南开封市人,研究员,国家非金属矿工程技术研究中心名誉主任,《矿产保护与利用》期刊主编。长期从事矿产资源综合利用试验研究,国家矿产资源规划、科研和工程项目设计编制、论证工作。
蓝晶石、夕线石、红柱石(通称“三石”)属蓝晶石族高铝矿物,它们是有相同化学成分(Al2O3·SiO2)的同质多相变体,也称“夕线石类矿物”。蓝晶石族矿物在高温下分解为莫来石和熔融状游离二氧化硅,所需的转化温度较低,烧成时间短,转化率高;同时产生不同程度的体积膨胀,具有冷却后不收缩的永久膨胀性能,不仅耐火度高,还具有良好的热稳定性和耐磨性,对炉渣、天然气、窑炉内的蒸气均具有较强的抗化学侵蚀性和较高的强度。因而,这些矿物可用作冶金、玻璃和陶瓷工业中高级耐火材料的原料、陶瓷类耐火及耐酸制品。
一、我国蓝晶石族矿物的资源分布
我国的“三石”矿储量丰富。1934年即在吉林珲春地区发现了红柱石矿,1936年至1961年先后对山西的蓝晶石,鸡西、宽甸、莆田夕线石,北京、本溪的红柱石进行了地质调查和矿物工艺试验研究工作,其中北京周口店红柱石、莆田夕线石较早用于耐火材料工业中。1978年上海宝钢开工建设,其高温强化操作冶炼工艺对耐火原材料提出了更高的要求。为满足宝钢的需要并优化我国耐火原材料产品的结构,全国开始“三石”找矿和重点矿区的勘探工作,到目前为止,已在全国发现“三石”矿点183个,其中蓝晶石44个,夕线石50个,红柱石89个[1]。
中国“三石”主要分布于华北台地,包括秦岭北、华北、东北南部、鲁西、苏北等地。“三石”矿点102个,其中有河南南阳地区的红柱石、蓝晶石、夕线石,山东五莲山的红柱石、夕线石,江苏沭阳的蓝晶石。川西地区康定、道浮红柱石片岩等“三石”矿点30处。西北地区“三石”分布很广,1972年在库尔勒发现优质红柱石大型矿床,红柱石晶体较大,阿勒泰地区已发现“三石”矿点11处,蓝晶石、夕线石矿物晶体大、品位高、手选可用,甘肃的红柱石、蓝晶石,陕西的蓝晶石、夕线石、红柱石,青海的红柱石储量丰富。东北地区“三石”资源品种全,地质工作程度较高,辽东半岛至吉林东部是红柱石分布的矿区,矿点多,仅珲春地区就有4个矿点,其他矿区有本溪、凤城、岫岩、二道甸子、九台、黑山等,黑龙江鸡西、林口、双鸭山、内蒙古土贵乌拉及辽宁宽甸是大型夕线石矿区。中南、华东地区主要矿点有安仁、玉林、安庆、于都、泉州的红柱石,宜昌、莆田、郁南、海南的夕线石,凉亭河、霍邱的蓝晶石等[1]。
二、蓝晶石族矿的基本特性
(一)地质特性
我国“三石”潜在的资源极为可观,矿种齐全,一般品位多在8%~25%之间。有些矿床伴生石墨、石榴子石、堇青石等,可以综合回收利用。蓝晶石和夕线石是富含铝质、粘土质岩石经区域变质或动力变质作用形成的矿物,红柱石主要是接触变质作用形成的矿物。蓝晶石、夕线石和红柱石矿体均为层状、似层状或透镜状。矿体经常产于片麻岩、结晶片岩、云母片岩和石英片岩中[1]。蓝晶石族矿常见的伴生矿物有石英、云母、长石、石榴子石、黄玉、刚玉、堇青石、十字石、石墨、金红石、钛铁矿、铁矿物、炭质物等。
我国具有工业意义的蓝晶石族矿床类型,主要有区域变质型的石英岩、结晶片岩、片麻岩蓝晶石和夕线石矿床,其次有热液蚀变或接触交代型的矽卡岩或角岩化红柱石矿床。
(二)矿石性质
“三石”的结构不同,蓝晶石属三斜晶系,夕线石、红柱石属斜方晶系。“三石”的密度分别为:蓝晶石3.56~3.68g/cm3、夕线石3.23~3.27g/cm3、红柱石3.10~3.20g/cm3。蓝晶石的莫氏硬度为5.5~7,夕线石为7~7.5,红柱石为7~7.5。“三石”矿以斑状变晶结构、鳞片粒状变晶结构及柱状变晶结构为主。矿石的类型主要有石英岩、片岩、片麻岩、角岩等。
总体来说,我国蓝晶石族矿石有以下性质。
1)就当前我国已发现的蓝晶石族矿物矿床而言,虽具有一定储量的规模,但是普遍品位较低,蓝晶石族矿物含量不高,多为10%~25%,必须经过选矿处理。多数矿石的铁、钛有害杂质含量高,且其赋存矿物与蓝晶石族矿物共生密切,嵌布粒度细,在选别过程中为达到脱除Fe2O3、TiO2杂质的目的,易造成蓝晶石族矿物回收率的降低。
2)矿石中云母、长石、石榴子石、高岭石等其他含铝硅酸盐矿物普遍较多,需要作为脉石矿物除去,以确保精矿中蓝晶石族矿物的含量,精矿的Al2O3回收率将受到影响。
3)矿石大多矿物嵌布粒度不均匀,且多存在有包裹体,造成单体解离困难;红柱石多半还被炭质物包裹、污染,给分选带来困难。某些矿石蓝晶石族矿物表面的次生变化或被高岭土、云母等所交代,导致磨矿和选别过程中产生较多的次生矿泥,降低了分选的选择性。
三、蓝晶石族矿的选矿加工利用研究与实践
由于具有特殊的膨胀性能,蓝晶石族矿被主要用作高级耐火材料的原料。蓝晶石比另两种矿物膨胀性显著,因而常用于冶金高炉中作不定型的耐火材料,以抵消粘土矿物在高温下的体积收缩,使整个材料的体积稳定,从而延长冶金炉的使用寿命。夕线石具有能承受温度剧变的特征,被广泛用于各种温度剧变的部位,如炉门、出铁口、输送槽等处。红柱石则可直接用于制造红柱石耐火砖,具有在高温下不变形的特点。蓝晶石族矿还可用于生产硅铝合金、金属纤维及玻璃、陶瓷等行业。
我国蓝晶石族矿的规模开发利用是在上海宝钢引进项目工程建设之后才开始受到重视的,对蓝晶石族矿的选矿方法和新发现矿床(点)的矿石加工利用研究也陆续开展起来。
(一)蓝晶石族矿的选矿研究现状
根据蓝晶石族矿的矿石性质及其主要用作耐火材料原料的要求,选矿的主要目的是提高精矿中蓝晶石族矿物的含量(主要以Al2O3计),降低Fe2O3、TiO2及K2O、Na2O、CaO、MgO等杂质的含量,因为K2O、Na2O在高温下能分解莫来石生成富玻璃相,Fe2O3、TiO2超过一定量会造成耐火度下降并影响抗腐蚀性,CaO、MgO超标也会引起莫来石的分解,从而影响制品的高温性能。由于耐火材料骨料对蓝晶石族矿产品的粒度要求较粗,而有些应用领域则要求粒度超细,所以,在选矿加工中应尽量保护矿物的粗粒,同时要尽可能地回收细粒。
蓝晶石族矿物属难选的硅酸盐矿物。矿石的性质不同,采用的选矿方法也各不相同。一般来说,粗粒矿物采用手选、重选、磁选,其中重选以跳汰、重介质和摇床为主;细粒则主要采用浮选的选矿方法。重选主要利用蓝晶石族矿物与石英、长石、云母等的密度差,磁选主要利用其与黑云母、铁铝榴石、电气石、十字石等的磁性差异,从而将它们分离。
目前,鉴于我国已发现的蓝晶石族矿产资源有用矿物细粒嵌布的资源特征,多采用以浮选为主的联合选矿工艺,重选、磁选常用来进行预富集,以便为浮选提供较高品位的给矿,也可用于对浮选精矿除铁降钛。夕线石、红柱石、蓝晶石是Si/O比相同的多晶型铝硅酸盐矿物,它们的晶体结构中既有石英特有的硅氧四面体,又有刚玉特有的铝氧八面体。研究和实践表明,蓝晶石族矿的浮选可在酸性、碱性乃至中性条件下进行,最佳浮选pH值与捕收剂的种类和用量有关,且以酸性介质浮选的分选效率和选择性最佳。一般说来,在碱性介质(pH 8.5~9.5)中使用脂肪酸捕收剂;酸性介质(pH 3~4)中使用磺酸盐捕收剂;中性介质(pH 6.5~7.5)中使用混合捕收剂为宜[2]。为分散矿浆和抑制铁矿物,多加入六偏磷酸钠和焦磷酸钠,抑制云母多采用柠檬酸,抑制长石、石英等硅质矿物多采用水玻璃[3]。浮选前适量脱泥对浮选精矿品位和回收率的提高是有益的;也可在浮选前采用反浮选脱除云母、叶蜡石、磷铝钙石、白云石、含铁矿物等,反浮选捕收剂常采用氧化石蜡皂和羟肟酸等。
有些精矿中的极少量含铁矿物和云母、石英等杂质难以用物理分选方法脱除,为获得高纯精矿,有时需进行化学选矿,可加入氢氟酸和盐酸混合液并通蒸气加热,浸取一段时间后洗涤脱酸[3]。
(二)蓝晶石族矿的选矿实践
国家非金属矿综合利用工程技术研究中心、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所及其前身原地矿部矿产综合利用研究所从20世纪80年代初就开始了对蓝晶石族矿的加工利用研究,先后对江苏沭阳蓝晶石矿、河北魏鲁蓝晶石矿、河南隐山蓝晶石矿、山西繁峙蓝晶石矿,黑龙江鸡西夕线石矿、河北平山夕线石矿、河南内乡夕线石矿、河南镇平夕线石矿、内蒙古土贵乌拉夕线石矿、福建莆田夕线石矿,河南西峡红柱石矿、吉林珲春红柱石矿、新疆库尔勒红柱石矿、新疆巴州霍拉沟红柱石矿等“三石”矿的开发利用进行过试验研究。
某中低品位蓝晶石矿为蓝晶石英型矿,岳铁兵等[4]经研究改进了原全浮选工艺流程,采用如图1所示的重浮联合工艺流程。矿石不需全部磨矿,提高了原矿处理能力,最大限度地减少了蓝晶石过磨,在尽可能粗的条件下回收蓝晶石,因此保证了蓝晶石的精矿品位和回收率。同时重选抛除一部分尾矿,减少了入浮选的矿量,且重选可得部分金红石精矿,达到综合回收有用矿物的目的,降低了蓝晶石精矿中铁含量,提高了蓝晶石精矿的质量。最终蓝晶石精矿Al2O3品位为54.19%,Al2O3总回收率达到55%,还可在浮选作业中进一步回收云母。
图1 某中低品位蓝晶石矿选矿原则工艺流程
中国规模最大的红柱石矿床——新疆巴音郭楞红柱石矿床,远景资源量达2.13×108t。经研究,充分利用该矿石红柱石的原生粒度粗,明显大于石英、云母等脉石矿物的原生粒度,且红柱石与脉石矿物的嵌布紧密程度远不如脉石之间紧密的特点,提出了在较粗粒度下采用“集合体”抛尾和原矿直接破碎分级入选的新技术。试验确定了(-5+0.5)mm级别采用重选—干式磁选工艺流程,-0.5mm级别采用重选抛尾—湿式磁选—重选—干式强磁选工艺流程,中矿采用破碎—分级—干式磁选工艺流程。选矿扩大试验取得了红柱石精矿产率9.61%、Al2O357.03%、红柱石矿物量95.69%、回收率69.73%的优异工艺指标,工艺简单可靠。该工艺很好地解决了粗粒红柱石矿选矿提纯技术难题,属创新工艺。5~0.5mm粗粒红柱石产品填补了国内无粗粒红柱石骨料的空白。目前已建成年产5×104t红柱石精矿(1600 t/d原矿)的选矿厂。
对于属于石榴黑云夕线片岩的河南内乡夕线石矿,研究确定生产流程为破碎—磨矿—弱磁选—强磁选—脱泥质物浮选—夕线石浮选。原则工艺流程见图2。该工艺早已投入建厂生产[4]。
图2 河南内乡某夕线石矿选矿工艺流程
四、蓝晶石族矿的选矿发展前景
长期开发使资源趋于贫化,以及应用部门对精矿质量要求趋于高纯、低含杂化,推动着蓝晶石族矿产选矿加工工艺不断向前发展,今后应进一步加强其选矿试验研究。
1)加强浮选工艺的研究。我国韩山蓝晶石矿最早采用酸性介质浮选—磁选—重选方法取得成功后,考虑到设备腐蚀、环保等因素,又研究制定了单一碱性介质浮选工艺,并以此为依据建设了我国第一座蓝晶石选矿厂[5]。但酸性介质浮选生产费用较低且精矿质量较高,国外多采用酸性浮选。随着我国防腐技术的不断成熟,酸性介质浮选的推广应用将更具优势。另外,应进一步加强高效浮选药剂的研究。如烷基硫酸盐具有洗涤作用,能清洗被污染的矿物表面,同时具有起泡性能和弱捕收性能,可明显提高夕线石精矿的质量[3]。
2)重视专用选矿工艺、设备的研究和引进。对内蒙古土贵乌拉和福建莆田夕线石矿的研究[6]表明,夕线石浮选需要均匀、弥散、稳定的泡沫,国内金属矿常用的浮选机搅拌过强、充气量大,对粒度细、气泡附着不够牢固的夕线石矿物浮选不利。多年非金属矿加工利用研究[7]也显示,非金属矿行业一直沿用金属矿破碎、磨矿、重选、浮选、磁选、电选等装备,忽视了金属矿和非金属矿分选过程、特点和要求的不一致性,造成非金属矿分选效率下降、产品质量档次难以提高的现象,必须研发专用的非金属矿选矿和加工装备,以提高非金属矿资源的利用效率[7]。粗粒精矿能很好地保留蓝晶石矿物的高温膨胀性,特别是作耐火材料骨料需要大颗粒的红柱石。
3)注意选矿加工中的综合利用。蓝晶石族矿常见的伴生矿物石英、云母、长石、石榴子石、金红石、石墨等应用广泛,在蓝晶石族矿选矿中已得到解离,并在中矿或尾矿中相对富集,它们的综合回收和利用,对于最大限度地发挥资源价值、减轻尾矿造成的环境影响有着重要意义。如美国佐治亚蓝晶石矿床属于贫矿床,蓝晶石含量只有8%左右,该矿除回收了蓝晶石外,还综合回收了商业云母、石墨和其他畅销产品[8]。
五、结语
我国高铝“三石”资源丰富,矿种齐全,但是普遍品位较低,必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。由于技术和市场等方面的原因,前些年蓝晶石族矿生产企业大批倒闭,近几年随着我国钢铁工业的发展及玻璃、陶瓷、冶金、耐火材料等工业领域对高铝“三石”的需求强劲,加之近年来出口量逐年增长,高铝“三石”开发有所回升。随着资源长期开发趋于贫化和应用部门对精矿质量要求的提高,今后我国应加强浮选工艺的研究,重视专用选矿工艺、设备的研究和引进,注意选矿加工中的综合利用,以保证高铝“三石”产业的可持续发展。
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Kyanite Group Minerals Resources in China and Their Processing
Zhao Junwei1,2,Zhang Keren1,2
(1.Zhengzhou Mineral Resources Multi-purpose Utilization Institute,CAGS;2.China National Engineering Center for the Multipurpose Utilization of Nonmetallic Mineral Resources,Zhengzhou 450006,Henan,China)
Abstract:China is rich in kyanite group minerals resources including kyanite,andalusite and sillimanite.Because of their low grade,they can be utilized after being processed.In China,domestic proction of these three minerals can meet the need of quality refractory manufacturing.This article introces the present situation of mineral processing for these minerals.And the article also gives some advices for these minerals instries’ sustainable development such as further studying their processing especially flotation technology,studying or introcing into appropriative processing technologies and equipment and making the full use of these resources in the mineral processing.
Key words:kyanite,andalusite,sillimanite,resources,mineral processing.
G. 南阳隐山蓝晶石矿()
隐山蓝晶石矿区位于南阳市东北约24公里,属南阳县新店乡管辖。1977—1978年河南省地质局区测队在进行南阳幅1∶20万区域地质调查时,对隐山作了路线调查,划分了地层时代的归属,认为隐山石英岩类岩石不但含硅高,而且铝含量亦高,建议作进一步检查。
世界上对蓝晶石类矿物的开发利用已有60多年历史,我国对该矿种的地质工作及可行性的研究是从1978年开始的。上海宝山钢铁总厂建设项目从日本引进时,日方提出加入一定量的蓝晶石做炉膛(用于可塑料、浇注料、水泥中)可延长炉龄2—3倍。当时由于资源不清,地质部与冶金部1978年联合发出通知,要求尽快在全国开展高铝矿物普查找矿工作。
在两部“联合通知”的推动和启发下,1980年7月河南省地质局地质十二队根据区测队的建议,认为隐山石英岩内有可能含蓝晶石或其它高铝矿物,故派人对隐山进行检查。在踏勘检查过程中,发现有块状蓝晶石。经对不同层位中样品的测试,认为隐山地层中含蓝晶石较普遍,值得进一步开展工作。因此,该队1981年又对隐山蓝晶石矿区进行了检查评价。通过工作证实,矿床规模较大,品位较富,其中又有特高品位富矿存在(原矿经手选品位Al2O3在60%左右)。
1982—1983年,河南省地质局第四地质调查队(1981年底体改组建)委派韩世敬等对南阳隐山蓝晶石矿区进行了初查,1984年转入详查,1985年提交详查报告。矿区地层属下古生界二郎坪群下部小寨组,倾向45°—75°,倾角42°—75°。矿体位于挤压带中呈斜列分布,产状与地层一致,以层状为主,次为透镜状。矿石由不同厚度的蓝晶石英岩、片状绢云蓝晶石英岩、蓝晶石岩、片状褐铁蓝晶绢云石英岩组成,属层控蓝晶石矿床。全矿区共圈出大小矿体20个。其中,厚度在10米以上的有9个。总平均品位21.35%,单矿体最高平均品位30.30%。探明蓝晶石矿物储量440万吨,储量居全国第一位。
隐山蓝晶石矿经过初步和详细可选性试验,无论酸法或碱法浮选,所获精矿含:Al2O3 55%%—58.2%,SiO2 21%,Fe2Oa 1.2%,K2O 0.52%,Na2O 0.12%,指标达到了1981年“全国高铝矿物地质工作座谈会”暂定质量指标。原矿稍经手选在1500℃时热膨胀率为12.35%—13.9%。耐火度大于1830℃,热功性能符合宝钢要求。
矿床开采技术条件较好,矿层及顶底板围岩均属石英岩类岩石,故较致密坚硬,节理裂隙不甚发育,稳定性较好。矿区水文地质、工程地质条件较简单。矿体厚度大于10米的9个矿体中,有7个出露地表,适于露天开采。经手选的矿石采用酸法或碱法浮选,精矿可达暂定的质量标准,可选性较好。但是,构造破碎带松软,倾角又较陡,易沿层理面产生滑动。因此,开采时对构造破碎带需牢固支护。
从1986年,开始当地群众就进行开采。所采矿石统由新店乡出售,至1988年南阳县新店乡正式建矿组织开采。截至目前,共采蓝晶石矿石约2万吨。
1988年,南召云阳钢铁厂的选矿厂,建成了国内目前生产规模最大的蓝晶石生产厂,日产蓝晶石精矿50吨。1992年,云阳钢铁厂的蓝晶石生产厂和南阳县新店乡隐山蓝晶石矿又联合在隐山附近建立了一个蓝晶石选矿厂。
南阳隐山蓝晶石的发现和勘查,对南阳地区矿产资源开发,振兴地方经济以及向国内有关耐火材料厂家提供高级耐火原材料等方面做出了贡献。同时,也带动了在南阳地区广泛开展高铝三石矿产的普查找矿工作。继隐山蓝晶石之后,第四地质调查队先后在南阳地区东南部桐柏县固县乡祖师顶发现有蓝晶石矿点,在西峡县桑坪乡羊奶沟发现了大型红柱石矿床。与隐山蓝晶石矿床均分布在朱夏断裂北侧。另外,在朱夏断裂附近的桐柏县鸿仪河乡袁家庄、镇平县二龙乡茅草坪、内乡县七里坪乡崔家庄及西峡县蛇尾乡小水等地,也发现有夕线石矿床。很显然,在南阳地区境内、靠近朱夏断裂两侧,已构成了我国目前规模最大的高铝三石成矿带。
H. 南阳市的矿产等资源是怎样的
河南油田地处豫西南的南阳盆地,矿区横跨新疆自治区、河南省南阳、驻马店、平顶山等多省市,位于河南省的部分主要分布在桐柏、唐河、新野等8县境内。1970年开始勘探,1971年8月8日 在南襄盆地南阳凹陷东庄背斜构造发现工业油气流,已累计找到14个油田,探明石油地质储量一亿七千万吨及含油面积117.9平方公里。2012年,中石化河南油田分公司上榜成为河南省百强企业第5名。
野生植物资源184科927属2298种,野生动物资源28目75科204属320种,国家和省重点保护动物、植物79种;拥有国家和省级自然区6个,面积221.37万亩;国家和省级森林公园8个,面积6万亩。南阳是全国中药材的主产区之一,盛产天然中药材就达2357种,其中地道名优药材30余种,品种数量占全国的20%以上,总储量占河南省的1/4以上,且多为无污染有机药材。
截至2013年末,南阳市森林覆盖率达35.3%。全市共有自然保护区6个,其中,国家级自然保护区3个。自然保护区面积123.34千公顷。