關(guān)于我國硅灰石礦產(chǎn)資源及勘查開發(fā)的發(fā)展探討

鐘文龍

（江西省煤田地質(zhì)局二二四地質(zhì)隊，江西 南昌 330000）

1 硅灰石具有廣泛的用途

通過研究與利用實踐，證明硅灰石具有良好的電性和物化性能（諸如晶形針狀、纖維狀，解理完全，化學(xué)情性，以及玻璃光澤等物理性能）。同時硅灰石在加工過程中，能提供很多用途，例如用在陶瓷生產(chǎn)上，可以快速燒成，既節(jié)省原料又提高制品的質(zhì)量；用在玻璃制造上，可減少能源的消耗；用作祿料，可以縮減粘合劑的用量，用作油漆可代替短缺的鈦白粉等等。目前硅灰石主要用于陶瓷業(yè)、油漆、涂料、塑料、橡膠、磨料、電焊條、各種絕緣產(chǎn)品等方面，以及代替石棉原料、造紙、密封劑等。隨著硅灰石的選礦加工技術(shù)的發(fā)展，還會不斷出現(xiàn)新的用途[1]。

1.1 陶瓷工業(yè)

硅灰石用于陶瓷工業(yè)是硅灰石的主要用途之一，占年產(chǎn)量的50%～60%。它主要用于陶瓷坯料和釉料，比傳統(tǒng)原料有以下優(yōu)點(diǎn)：其針狀晶體在加熱時會構(gòu)成致密骨架，冷卻后與其它配料成份緊密地固結(jié)，能改善陶瓷制品的機(jī)械性能，防止瓷器的破裂、微裂和瓷釉缺陷，耐急冷急熱，熱穩(wěn)定性較好，從而大大提高制品質(zhì)量。降低燒成溫度：硅灰石質(zhì)坯料燒成溫度一般在950℃～1050℃，比一般原料降低100℃～200℃?？s短燒成周期：硅灰石質(zhì)坯料可使燒成周期由過去的幾十小時減至1h～2h。提高成品率：硅灰石不含結(jié)晶水，減少排氣，產(chǎn)品不變形，不裂紋，大大提高成品率。產(chǎn)品白度高?？梢?，硅灰石是一種新型節(jié)能原材料，能大幅度地降低陶瓷制品的成本。據(jù)統(tǒng)計，硅灰石釉面磚比普通釉面磚年產(chǎn)量提高1倍～4倍，素?zé)细衤侍岣?6%～28%，燃料F降30%～50%，成品合格率提高10%～13%，成本下降16%～23%。

1.2 水泥工業(yè)

用硅灰石材料強(qiáng)化混凝土，可使混凝土的一系列重要性能得以改善。比如：硅灰混凝土的抗彎強(qiáng)度比普通混凝土提高1.9倍～2倍。

1.3 油漆、涂料工業(yè)

在油漆工業(yè)中，硅灰石作為一種補(bǔ)充劑用于各種產(chǎn)品，主要是根據(jù)其亮白色針狀體及低吸油率等特性。用作填料可以提高油漆的光澤、純凈度和平滑度，利用其熒光性可制造岀發(fā)射熒光的瓷漆及涂料[2-5]。

1.4 礦棉

硅灰石具有針狀和纖維狀晶形，長與寬的比率高，經(jīng)機(jī)械加工后能顯示其松散的絮棉性能是用于絕緣、隔熱的好材料。用它來作為石棉的代用品，還可以防止環(huán)境污染。

1.5 鋼鐵工業(yè)

硅灰石是一種天然低溫助熔劑和造渣添加劑，在鋼鐵澆鑄和焊接應(yīng)用中具有相當(dāng)大的市場。含有硅灰石的助熔劑配方，比使用硅和石灰制作的助熔劑，更能使鋼表面精細(xì)光滑。

1.6 塑料和橡膠工業(yè)

在塑料和橡膠工業(yè)中用硅灰石作為填料，也是利用了硅灰石的針狀、亮白色、不含結(jié)晶水、熔點(diǎn)高、膨脹系數(shù)小、耐腐蝕、耐氣候老化、機(jī)械和電性能好等特點(diǎn)。用于塑料和橡膠的硅灰石占其產(chǎn)量的10%。絕大多數(shù)用于尼龍6和尼龍66工程塑料中，其充填量可達(dá)40%，使塑料性能大大提高。

另外，硅灰石還可以用于玻璃工業(yè)、房屋蓋板、排水管、焊接、造紙等方面，均顯示出其無比的優(yōu)越性。作為工業(yè)瑰寶的硅灰石，在未來的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中將大顯身手

2 硅灰石礦勘察現(xiàn)狀

礦石特征。

2.1 礦石礦物成分

礦石的礦物成分主要硅灰石、方解石、透輝石、石英及矽卡巖礦物等，各礦物含量比例多不固定，相互間呈消長變化組成了不同的礦石自然類型。

2.2 礦石組構(gòu)

礦石的結(jié)構(gòu)通常為纖維變晶結(jié)構(gòu)及粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造有團(tuán)塊狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，硅灰石呈纖維狀、柱狀和放射狀集合體產(chǎn)出；粗晶硅灰石呈塊狀、條帶狀構(gòu)造，硅灰石晶體粗大，呈板柱狀，束狀或放射狀。

2.3 礦石化學(xué)成分

硅灰石的礦物成分主要由CaO、SiO2、MgO、Al2O3，其總量合計大于83%。其中，w（CaO）＝24.86%～39.60%，平均為31.43%；w（SiO2）42.84%～59.15%，平均為51.79%；w（Al2O3）2.49%～4.22%，平均為3.80%。w（MgO）0.99%～1.81%，平均為1.252%。

2.4 礦石類型

硅灰石礦石自然類型通常有夕卡巖型礦石和硅灰石-石英-方解石型礦石兩類。前者主要產(chǎn)于夕卡巖型礦床中，礦物組分相對復(fù)雜，常伴生石英、方解石及透輝石、石榴子石等矽卡巖礦物，又可分為硅灰石-透輝石型及硅灰石-透輝石-方解石型兩個亞類；后者主要產(chǎn)于接觸變質(zhì)和區(qū)域變質(zhì)型礦床，礦物組分相對簡單，又可分為硅灰石-石英型、硅灰石-方解石型和硅灰石-石英-方解石型三個亞類。

3 硅灰石作為節(jié)能礦物的意義

近幾年來，世界硅灰石產(chǎn)量一半是用于陶瓷業(yè)，并將硅灰石列為一種新型的節(jié)能陶瓷原料。因為硅灰石作為陶瓷配料，可以大大地降低陶瓷燒成溫度和縮短燒成時間，其溫度從1250X～1280X下降到1000t左右，時間縮短到一小時以下，而且坯體還具有干燥、燒成收縮小、強(qiáng)度高以及濕脹小等優(yōu)點(diǎn)。硅灰石與硅鋁在低溫下易于流動，減少了加溫的延續(xù)時間，而使裂縫減少到最低程度，由于硅灰石的晶體具有針狀特性，故可提高生產(chǎn)瓷坯的強(qiáng)度及良好的受壓性。據(jù)了解，使用硅灰石作陶瓷生產(chǎn)配料，可以節(jié)約原料60%左右。因此，當(dāng)前能源緊張，使用硅灰石于陶瓷業(yè)上，具有很大的現(xiàn)實意義。一些產(chǎn)硅灰石的國家如美國、芬蘭等有50%以上的產(chǎn)量用于陶瓷業(yè)，缺少硅灰石資源的國家 或利用進(jìn)口的硅灰石，或采用合成硅灰石來滿足本國陶瓷生產(chǎn)的需要[6-8]。

3.1 天然硅灰石遠(yuǎn)比合成硅灰石優(yōu)越

據(jù)1980年資料，僅在歐洲市場銷售的合成硅灰石就有2.5萬t～3萬t左右。這種用灰?guī)r和石英人工合成的硅灰石遠(yuǎn)不如天然硅灰石，其理由是，第一成本高，比天然硅灰石貴4倍～9倍；第二合成硅灰石的晶形呈等軸狀，不具天然硅灰石纖維狀晶體，而且比天然的要小，故其用途與天然硅灰石無法相比。

3.2 硅灰石在國際上的價值

硅灰石多發(fā)現(xiàn)于硅酸鹽類變質(zhì)巖中，目前可供工業(yè)開發(fā)的礦床不多，優(yōu)質(zhì)硅灰石資源主要集中在美國、芬蘭。隨著硅灰石使用量增長，它將成為一種緊俏礦產(chǎn)品。據(jù)近幾年的價格統(tǒng)計，硅灰石國際貿(mào)易價格比較穩(wěn)定，每噸硅灰石一般都在180美元～200美元左右。

4 硅灰石礦產(chǎn)資源發(fā)展建議

蘇聯(lián)當(dāng)局在1982年向地質(zhì)部門提出必須加強(qiáng)硅灰石普査找礦工作。針對硅灰石用量日趨一增長和西歐國家硅灰石資源短缺情況，硅灰石可成為一種出口貿(mào)易商品。許多國家較注意硅灰石資源普査找礦和開發(fā)利用工作。尤其是蘇聯(lián)，在1975年將硅灰石正式列為一種新型的非金屬?礦產(chǎn)。1982年蘇聯(lián)科學(xué)院有關(guān)單位為了推動本國硅灰石地質(zhì)找礦工作，專門編寫出版《硅灰石》一書，全面地介紹了國內(nèi)外硅灰石利用現(xiàn)狀、本國的硅灰石成礦條件及礦床成因一工業(yè)類型，并指出了可能的遠(yuǎn)景區(qū)，為進(jìn)一步開展硅灰石地質(zhì)工作提供了有利條件。與國外比較，我國的硅灰石地質(zhì)工作開展較晚，至于硅灰石開發(fā)利用的歷史則更短。但通過幾年來的地質(zhì)工作表明，我國硅灰石餐源是豐富的。實際上，我國的硅灰石資源不僅引起有關(guān)工業(yè)部門重視，而且還引起日、德等國的興趣，并已表示要購買我國吉林的硅灰石礦石。為了充分發(fā)揮我國這一礦種的優(yōu)勢，除了繼續(xù)加強(qiáng)硅灰石地質(zhì)找礦工作外，首先要宣傳硅灰石利用效果，擴(kuò)大利用范圍。目前我國的硅灰石利用范圍僅限于陶瓷業(yè)、冶金工業(yè)，以及用作油漆涂料（代替鈦白粉）上。至于其他用途還尚未涉及。其次是對硅灰石的選礦加工工作應(yīng)盡快地加強(qiáng)，這是關(guān)系到能否充分利用礦產(chǎn)資源，使資源發(fā)揮出更大經(jīng)濟(jì)效益的問題。如美國采用風(fēng)力加磁選法，可使含55%～60%的硅灰石礦加工成精礦，分選出的伴生組分石榴子石和透輝石可作為付產(chǎn)品利用，蘇聯(lián)采用磁一浮選法結(jié)合靜電選礦法，可以取得含硅灰石75%～92%的精礦，同時取得礦泥產(chǎn)品（含硅灰石63%）和石榴石精礦（含石榴石95%～96%），這種礦泥可作為水泥的填料。另外，他們依據(jù)硅灰石的不同用途，對硅灰石進(jìn)行加工（尤其是填料級硅灰石），要求顆粒微細(xì)，他們通過研究解決了磨細(xì)加工問題，從而擴(kuò)大了硅灰石的利用范圍，使硅灰石在造紙、橡膠、塑料工業(yè)上得到大量利用。如美國1980年硅灰石在塑料的各種礦物填料中的用量占20%以上。與美蘇兩國相對照，我國的硅灰石選礦加工工作還要大力加強(qiáng)，否則就不能充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，限制了利用范圍，同時在出口貿(mào)易上也很難提高經(jīng)濟(jì)效益，不利于我國礦產(chǎn)加工技術(shù)的發(fā)展[6-8]。

5 結(jié)語

我國硅灰石產(chǎn)量和出口量均居世界第一位，但是加工和應(yīng)用的總體水平不高，硅灰石作為一種新興的非金屬礦物材料，未來在各個領(lǐng)域的需求必將持續(xù)擴(kuò)大，我們要做好硅灰石應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)研究，擴(kuò)大多種利用的試驗，以便更好的促進(jìn)我國的硅灰石工業(yè)發(fā)展。