馬來西亞彭亨州石英砂資源及利用研究

楊 崗， 王自國

(中國煤炭地質(zhì)總局勘查研究總院，北京 100039)

彭亨州是馬來西亞十三個州之一，首府關(guān)丹(Kuantan)。彭亨州位于馬來西亞半島的東部，是半島面積最大州，東面是南中國海，與柔佛州、森美蘭州、雪蘭莪州、霹靂州、吉蘭丹州、登嘉樓州毗鄰。下轄11個縣，面積35 965km2，截至2018年，人口176.68萬(包括15.23萬外籍人士)。

1 地形地貌

彭亨州大部分地區(qū)為茂密森林覆蓋，地處廣闊的彭亨河流域。其內(nèi)地為寬廣肥沃的山間盆地；中部是河流交錯的平原；沿海有32km寬的沖積地，其中包括關(guān)丹、彭亨、云冰(Rompin)、興樓(Endau)和豐盛港(Mersing)諸河三角洲和河口灣平原[1-2]。

彭亨州西、北部有蒂迪旺沙山脈、本農(nóng)山脈、大漢山脈和東海岸山脈山體，高地景區(qū)如金馬侖高原、云頂高原、福隆港分布于此。東為廣闊平原，東南為浪平沼澤洼地。馬來半島的最高峰——大漢山坐落在彭亨州境內(nèi)。

2 分布范圍

根據(jù)踏勘情況看，彭亨州天然石英砂廣泛分布于沿海各地，北部從關(guān)丹市北部，南到豐盛港南部。地表皆成片狀分布，面積大小不一。關(guān)丹市北部沿海岸線展布寬度約5km。關(guān)丹市到北根展布寬度約20km。北根至豐盛港有廣闊的平原區(qū)其分布范圍更寬。

由于其州內(nèi)其余地方都是山地丘陵，沒有形成大范圍天然石英砂的地質(zhì)條件，在河流階地有小范圍分布。

天然石英砂片區(qū)大多植被稀疏，地表呈灰白色，而大部分地區(qū)被綠色植物覆蓋，故與其他地方有顯著差異(圖1)。

圖1 關(guān)丹北部石英砂天然地貌

馬來西亞其余各州如霹靂州、登嘉樓州、東馬來西亞沙巴州、沙撈越等都賦存豐富的天然石英砂資源。

3 地質(zhì)成因

彭亨州中部和北部分布有大面積火成巖。濱海石英砂系熱液型脈石英或變質(zhì)型石英巖長期風(fēng)化后，石英脫離母巖經(jīng)長期水流搬運沖積分選沉積富集成礦[3]，為第四紀(jì)濱海石英砂礦床。

4 自然特征及質(zhì)量特征

4.1 石英砂自然特征

關(guān)丹市北部石英砂地表出露，自然類型為白—白灰色疏松狀細(xì)—中粒石英砂。無明顯分層特征。含泥量低，粒度組成均勻，顆粒圓整，表面光潔，流動性好。礦體呈層狀，厚度穩(wěn)定，規(guī)模較大，砂體厚度大于10m。

北根附近石英砂片狀分布，具有分層特征。自地表上層為白灰色細(xì)粒石英砂，厚度0.6～0.8m，其下為厚約1.2m灰黑色砂層，質(zhì)硬，具鈣質(zhì)膠結(jié)，再下漸變?yōu)榘谆疑?xì)粒石英砂，

北根至豐盛港一帶植被茂盛自然環(huán)境優(yōu)美。自濱海公路沿線一帶，目前尚未見到大面積可開發(fā)石英砂資源。

4.2 石英砂質(zhì)量特征

天然石英砂礦物成分主要為石英，其次含少量黏土礦物等。2018年8月于關(guān)丹市北部地表提取天然石英砂樣品，由南京玻璃纖維研究設(shè)計院質(zhì)檢中心分析，檢驗結(jié)果如表1所示(試驗方法GB/T 3284—2015)。

表1 關(guān)丹石英砂檢驗結(jié)果

根據(jù)檢測結(jié)果，經(jīng)換算彭亨州關(guān)丹市北部天然石英砂SiO2含量在99.6%左右。

2019年10月同區(qū)域再次取樣，仍由南京玻璃纖維研究設(shè)計院質(zhì)檢中心分析，ω(Fe2O3)檢驗結(jié)果為0.014%。

5 石英砂粒度分級

2019年底對關(guān)丹市北部石英砂取樣做干法篩分試驗。試驗結(jié)果：小于18目為6%；18～30目為26%；30～70目為62%；70～120目為5%；120目以上為1%。即大于30目約占3成，30～120目約占7成(圖2)。

圖2 關(guān)丹石英砂粒度分級餅狀圖

6 彭亨州石英砂應(yīng)用方向

馬來西亞彭亨州天然石英砂品質(zhì)優(yōu)良，具有規(guī)模大、品味高、品質(zhì)好的特點。由分析結(jié)果可以看出，自然狀態(tài)下SiO2含量在99.6%左右，F(xiàn)e2O3含量在140×10-6左右，可以稱為“高純石英原料”。提純后的高純石英砂滿足現(xiàn)代高新產(chǎn)業(yè)使用效能的嚴(yán)格要求。

玻璃行業(yè)是使用石英原料的大戶，石英原料賦予了硅酸鹽玻璃及其制品許多優(yōu)異的性能， 如透明性、機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性等[4-7]。原料中SiO2含量對硅酸鹽玻璃制品的性能會產(chǎn)生重要的影響， 在普通硅酸鹽玻璃的組成中，SiO2一般占65%～75%?，F(xiàn)代浮法玻璃一般要求石英原料中SiO2含量在96%以上，Al2O3含量在2%以下，F(xiàn)e2O3為0.01%～0.1%，粒度在0.4mm左右，粒度在0.5mm以上及0.1mm以下的顆粒均不得超過5%[8-10]。高檔玻璃，如特種玻璃、優(yōu)質(zhì)平板玻璃和精密光學(xué)玻璃等，對石英原料的化學(xué)成分有更嚴(yán)格的要求， SiO2的含量要在99%以上，F(xiàn)e2O3的含量要低于0.05%～0.1%，Al2O3和TiO2的含量分別要求在0.5%～2.0%和0.05%以下[11-15]。此外，石英砂在耐火材料行業(yè)、化工工業(yè)、石英板材行業(yè)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用價值。

7 結(jié)論

綜上所述，馬來西亞彭亨州天然石英砂資源具有儲量大，品質(zhì)優(yōu)良，鐵質(zhì)含量低，白度高，粒級分級好等特點。簡單的物理處理即可成為平板玻璃的極好原料。但應(yīng)用方向應(yīng)該為高端玻璃方向，如光學(xué)玻璃、特種玻璃、電子石英、光纖管等。彭亨州天然石英砂符合“高純石英原料”的條件，可以經(jīng)過測試如物理-機械方法(如擦洗、磁選、浮選、重選、色選、超聲波選礦)、化學(xué)方法(酸浸、絡(luò)合法)、以及其他方法(微生物、靜電提純)等精細(xì)加工工藝，提高SiO2含量至99.9%以上，F(xiàn)e2O3含量低于0.003%，達到高純石英砂的指標(biāo)要求，從而達到資源最優(yōu)化利用。