高鋁黏土礦勘查開發(fā)問題分析

時永志，呂國芳，宋 鋒，汪 松

(河南省國土資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450053)

高鋁黏土礦勘查開發(fā)問題分析

時永志，呂國芳，宋 鋒，汪 松

(河南省國土資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450053)

高鋁黏土是與鋁土礦和耐火黏土共生的礦產(chǎn)，勘查開發(fā)歷史悠久，我國遠(yuǎn)景資源豐富。由于之前將高鋁黏土礦歸為耐火黏土礦的一種，造成高鋁黏土礦資源量不清、優(yōu)質(zhì)優(yōu)用不夠。文章分析了高鋁黏土礦與鋁土礦、耐火黏土礦的地質(zhì)勘查規(guī)范關(guān)系，以及其資源量不詳、未能優(yōu)質(zhì)優(yōu)用的原因。作者提出了建立完善的高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范，并在地質(zhì)勘查時單獨圈定礦體，單獨估算資源儲量的建議，以引起業(yè)界更多的關(guān)注，達(dá)到高鋁黏土礦優(yōu)質(zhì)優(yōu)用的目的。

高鋁黏土；勘查開發(fā)；地質(zhì)勘查規(guī)范

高鋁黏土以含鋁量高、雜質(zhì)少、耐高溫為特征，是不可多得的耐火材料，隨著其在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，未來可能成為重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，國土資源部已經(jīng)將高鋁黏土列為限制開采礦種。由于之前對高鋁黏土礦的重視程度不夠，勘查開發(fā)中沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識，造成高鋁黏土礦資源的浪費，無法實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)用。

1 目前高鋁黏土礦的概念與劃分

高鋁黏土礦沒有單獨的地質(zhì)勘查規(guī)范，根據(jù)中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高嶺土、膨潤土、耐火黏土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0206—2002)，耐火黏土按照礦石工業(yè)類型分為四類：高鋁黏土、硬質(zhì)黏土、半軟質(zhì)黏土、軟質(zhì)黏土。高鋁黏土為耐火黏土的一種，工業(yè)指標(biāo)為Al2O3含量高于50%，F(xiàn)e2O3含量低于3%，耐火度大于1770℃，主要成分為一水硬鋁石，次要成分為高嶺石和一水軟鋁石。根據(jù)中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0202—2002)，鋁土礦的工業(yè)指標(biāo)為Al2O3含量高于40%，因此，從工業(yè)指標(biāo)上看，高鋁黏土屬于優(yōu)質(zhì)鋁土礦。

由于高鋁黏土礦Al2O3含量較普通耐火黏土高，故硬度和比重較大，耐火度較高，常用做生產(chǎn)高級耐火制品，是優(yōu)質(zhì)的耐火黏土材料。同時高鋁黏土礦石的地球化學(xué)特征、礦物學(xué)特征、物理化學(xué)性能均達(dá)到鋁土礦規(guī)定的工業(yè)指標(biāo)要求，可作為優(yōu)質(zhì)的鋁土礦。因此，高鋁黏土礦既是優(yōu)質(zhì)耐火黏土礦，又是優(yōu)質(zhì)鋁土礦，在用途上不僅可以做高級耐火制品，還可以作為鋁土礦冶煉金屬鋁。在沒有詳細(xì)劃分礦石的鋁土礦區(qū)和耐火黏土礦區(qū)，均有可能存在高鋁黏土礦資源。

2 高鋁黏土礦的開發(fā)利用問題分析

2.1 歷史原因未能將高鋁黏土礦區(qū)分開

高鋁黏土礦沒有專門的地質(zhì)勘查規(guī)范，而是將高鋁黏土礦并入耐火黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范，成為耐火黏土礦石的一種。杜清華等[1]老一批學(xué)者在分析研究了黏土礦的定義后，并多次與國內(nèi)外專家學(xué)者討論后，認(rèn)為高鋁黏土礦不符合黏土礦物的特征，高鋁黏土礦的礦物成分為一水硬鋁石，而非多水高嶺石類和水云母等黏土礦物。相反，高鋁黏土礦石根據(jù)理化性質(zhì)，更接近鋁土礦，是鋁土礦中含Al2O3高、含F(xiàn)e2O3低的一種礦石，并建議命名為“耐火用鋁土礦”。汪松等[2]通過對高鋁黏土礦與鋁土礦、耐火黏土礦進(jìn)行對比，認(rèn)為高鋁黏土礦從礦物成分、巖石物理化學(xué)特征等方面均與一般耐火黏土不同，其特性更接近于鋁土礦，建議將其歸并為鋁土礦，并在鋁土礦勘查規(guī)范中增加耐火度檢測、Fe2O3含量分析等內(nèi)容，以便在對鋁土礦進(jìn)行地質(zhì)勘查時，綜合勘查高鋁黏土礦。

由于沒有專門的高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范，在以往的地質(zhì)勘查中，為滿足鋁工業(yè)的發(fā)展需求，一般把達(dá)到鋁工業(yè)指標(biāo)要求的首先考慮列入鋁土礦區(qū)，達(dá)不到鋁土礦工業(yè)指標(biāo)的才考慮列入耐火黏土礦，這樣就把一部分達(dá)到高鋁黏土礦工業(yè)指標(biāo)的礦石列入了鋁土礦，作為鋁土礦勘查，從而不清楚高鋁黏土礦的資源儲量。在河南省礦產(chǎn)查明資源儲量簡表中，明確為高鋁黏土礦區(qū)的僅為兩處，提交資源儲量的礦種為鋁土礦。耐火黏土礦區(qū)中，明確礦石類型為高鋁黏土的礦區(qū)為14處，提交資源儲量的礦種為耐火黏土礦。高鋁黏土礦沒有作為一個礦種出現(xiàn)，而多是作為一個亞礦種，或耐火黏土礦的礦石類型出現(xiàn)，造成對高鋁黏土礦的重視程度不夠。

2.2 高鋁黏土礦資源儲量不詳

在對鋁土礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查時，由于鋁土礦床工業(yè)指標(biāo)只要求測試Al2O3含量和鋁硅比值，造成無法區(qū)分高鋁黏土礦；而在對耐火黏土礦進(jìn)行勘查時，一般耐火黏土的Al2O3含量在22%～40%，按照資源優(yōu)用的原則，Al2O3含量大于40%，達(dá)到鋁土礦工業(yè)指標(biāo)要求的，優(yōu)先劃為鋁土礦區(qū)，直接造成對高鋁黏土礦地質(zhì)勘查的尷尬局面。以河南省為例分析高鋁黏土礦資源儲量。

截止到2012年底，河南省提交有資源儲量報告并備案登記的鋁土礦區(qū)數(shù)為113個，累計探明鋁土礦資源儲量9.14億t，僅次于山西省，位居全國第二位[3]。113處鋁土礦區(qū)中，72處分析數(shù)據(jù)不全，缺少Fe2O3分析數(shù)據(jù)，無法劃分為高鋁黏土礦；41處分析數(shù)據(jù)齊全的礦區(qū)中，達(dá)到高鋁黏土礦工業(yè)指標(biāo)的礦區(qū)17處(按鋁、鐵含量平均值粗略估計)，累計探明資源儲量1.52億t，占41處分析數(shù)據(jù)齊全礦區(qū)(資源儲量4.27億t)的35.6%。

河南省列入儲量表的耐火黏土礦區(qū)共87處，累計探明資源儲量3.46億t，位居全國第二位。87處耐火黏土礦區(qū)中，劃分為高鋁黏土礦石類型的為14處，累計探明資源儲量0.74億t，占全省耐火黏土礦資源儲量的21.4%。

綜合以上信息，河南省查明鋁土礦區(qū)中，高鋁黏土礦以現(xiàn)有的分析數(shù)據(jù)粗略估算約占到35.6%，耐火黏土礦中約占到21.4%。《河南省鋁土礦資源潛力評價成果報告》采用地質(zhì)體積法預(yù)測了河南省鋁土礦遠(yuǎn)景資源量為49.98億t[4]，照此比例估算，高鋁黏土礦遠(yuǎn)景資源量約為17.79億t。截止到2013年底，全國鋁土礦查明資源儲量約為40億t，耐火黏土礦約25億t，以河南高鋁黏土礦測算的比重為基礎(chǔ)估算，全國約有19.59億t高鋁黏土礦。

2.3 對鋁(黏)土礦的優(yōu)質(zhì)優(yōu)用不夠

高鋁黏土的稀缺性未得到市場的確認(rèn)，目前，礦業(yè)市場對高鋁黏土礦的稀缺性認(rèn)知度不高，普遍認(rèn)為高鋁黏土僅是一種含鋁量較高的黏土礦物，被當(dāng)作鋁土礦或普通耐火黏土礦簡單利用，市場價格偏低。河南鋁土礦原料主要用于生產(chǎn)氧化鋁及各種鋁制品，提煉其中的金屬鋁元素；耐火黏土原料主要用作燒制各種耐高溫材料，棕剛玉、鋁土水泥等產(chǎn)品，少量也用于電瓷及焊接等行業(yè)。而其中的高鋁黏土礦是一種稀缺不可再生資源，若被當(dāng)作鋁制品原料或一般耐火黏土用，會造成資源的巨大浪費。

由于高鋁黏土礦Al2O3含量較普通耐火黏土高，故硬度和比重較大，耐火度在1770℃以上，常用作高級耐火制品原料，是不可多得的優(yōu)質(zhì)耐高溫材料。國土資源部在2010年首次將高鋁黏土礦列為開采總量控制礦種，禁止將高鋁黏土當(dāng)作普通耐火黏土使用，開采總量控制指標(biāo)逐年下達(dá)。同時出臺了一系列調(diào)控措施，提高高鋁黏土礦石的綜合利用水平，嚴(yán)格其準(zhǔn)入條件，限制高鋁黏土礦產(chǎn)量，鼓勵利用高鋁黏土為原料制作高科技耐火材料產(chǎn)品、研磨材料、高鋁水泥、陶瓷等。同時，綜合利用高鋁黏土礦中伴生的大量稀土元素。

但由于高鋁黏土礦沒有單獨的地質(zhì)勘查規(guī)范，以往對鋁土礦進(jìn)行勘查時，沒有將高鋁黏土礦劃分出來，造成高鋁黏土礦礦體界線不明朗，資源儲量不清，對高鋁黏土礦的限制開采、優(yōu)質(zhì)應(yīng)用似乎成了一個難題，無法落實。

3 對高鋁黏土礦開發(fā)利用的建議

3.1 建立完善高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范

由于沒有明確的高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范，造成在對鋁(黏)土礦進(jìn)行地質(zhì)勘查時，未能引起重視，不能將高鋁黏土礦從鋁(黏)土礦中分離，不清楚查明的高鋁黏土礦資源總量，更無法對高鋁黏土礦利用進(jìn)行合理規(guī)劃，因此，建立完善的高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范顯得迫在眉睫。

現(xiàn)行的高鋁黏土礦劃歸為耐火黏土礦的一種，使得高鋁黏土礦的地位不突出，建議制定單獨的高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范，增加Fe2O3和耐火度的測定，對Al2O3含量高，雜質(zhì)含量低的優(yōu)質(zhì)鋁土礦，按照高鋁黏土礦的地質(zhì)勘查規(guī)范進(jìn)行勘查，使高鋁黏土礦地質(zhì)勘查時有規(guī)范可依。

3.2 綜合勘查高鋁黏土礦，單獨圈定高鋁黏土礦資源

河南省現(xiàn)有查明的礦產(chǎn)地中，幾乎沒有高鋁黏土礦礦產(chǎn)地，有些礦產(chǎn)地雖冠以高鋁黏土礦之名，但提交的資源儲量礦種仍然是鋁土礦，很少單獨進(jìn)行高鋁黏土礦資源的估算，造成高鋁黏土礦礦體邊界和資源儲量的不明朗。

在對高鋁黏土成礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查時，依據(jù)礦種重要性的優(yōu)先次序，依次進(jìn)行高鋁黏土礦—鋁土礦—耐火黏土礦的勘查，根據(jù)高鋁黏土礦地質(zhì)勘查規(guī)范要求，增加Fe2O3含量和耐火度的測定，對達(dá)到高鋁黏土礦工業(yè)指標(biāo)要求的，單獨圈定高鋁黏土礦體，進(jìn)行資源儲量估算。做到對高鋁黏土礦資源礦體邊界清晰，資源儲量估算依據(jù)充分。

3.3 提高對高鋁黏土礦優(yōu)質(zhì)優(yōu)用的認(rèn)知度

加大對高鋁黏土礦優(yōu)質(zhì)優(yōu)用的宣傳，提高對高鋁黏土稀缺性的認(rèn)知度。在對鋁(黏)土礦進(jìn)行開采利用時，不能簡單地把高鋁黏土礦資源用作制作氧化鋁的原料，高鋁黏土是一種不可多得的高溫耐火材料，應(yīng)充分發(fā)揮高鋁黏土礦的資源優(yōu)勢。

由于歷史原因，未能將高鋁黏土從鋁(黏)土礦中分離，高鋁黏土礦常被混入鋁(黏)土礦中開采，當(dāng)作普通耐火材料或煉鋁原料。高鋁黏土有著普通黏土不具有的特性，利用高鋁黏土的耐高溫性質(zhì)，制作電爐、高爐用的鋁磚、高鋁襯磚及高鋁耐火水泥；高鋁黏土經(jīng)過在熔融，用于制造高級研磨材料、電熔剛玉磨料。此外，高鋁黏土還在石油開采和工業(yè)中，作為支撐劑，凈化石油；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為促肥劑；在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，高鋁黏土廢料可用作平整、鋪路原料，具有抗滑、抗磨作用；在航空航天上，高鋁黏土可制成高級耐磨、耐高溫材料等等。

隨著對高鋁黏土礦研究的深入，高鋁黏土的特性越來越被人們所重視，對高鋁黏土礦的需求增大，查明的高鋁黏土礦資源家底，制定高鋁黏土礦開發(fā)利用專項規(guī)劃顯得尤為重要。加大宣傳力度，提高對高鋁黏土礦優(yōu)質(zhì)優(yōu)用的認(rèn)知度，科學(xué)合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，嚴(yán)格控制其產(chǎn)量，杜絕資源浪費。

4 結(jié) 論

高鋁黏土是一種不可多得的耐高溫材料，它具有鋁含量高、鐵含量低、雜質(zhì)少、耐高溫的特點，即具有鋁土礦的含鋁性，又具有耐火材料的耐高溫性，不能僅被當(dāng)做普通耐火材料和煉鋁原料使用。要做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，必須建立高鋁黏土的地質(zhì)勘查規(guī)范，在礦產(chǎn)勘查時單獨圈定高鋁黏土礦體，估算資源儲量，做到礦體邊界清晰，資源儲量明朗。編制高鋁黏土礦開發(fā)利用專項規(guī)劃，對其中含有的供伴生有益元素進(jìn)行綜合利用，做到科學(xué)合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源。

[1] 杜清華.從黏土定義看“ 高鋁黏土”的命名問題[J].地質(zhì)論評，1965(5)：224-228.

[2] 汪松，呂國芳，趙鵬大，等.關(guān)于高鋁黏土礦石類型歸屬的探討[J].中國礦業(yè)，2014，23(1)：125-128.

[3] 呂國芳，等.河南省稀土、銻、鎢、鉬、高鋁黏土、螢石等礦產(chǎn)資源勘查專項規(guī)劃[R].2012.

[4] 王建平，等.河南省鋁土礦資源潛力評價成果報告[R].2011.

A consideration on the exploration and utilization of the high alumina clay mineral

SHI Yong-zhi，LV Guo-fang，SONG Feng，WANG Song

(Henan Academy of Land and Resources Sciences，Zhengzhou 450053，China)

High alumina clay mineral is associated with bauxite and refractory clay mineral，the exploration and utilization has a long history with rich resources in our county.Because before the high alumina clay ore is a refractory clay ore，resulting in high alumina clay mineral resources is not clear，excellent quality is not used enough.This paper analyzed the Geological-exploration-norm relationship of the High alumina clay mineral between bauxite and refractory clay mineral，and explained the reasons for its reserves is unknown or not used enough.The author proposes to establish a geological-exploration-norm of high alumina clay mineral，define and estimate the reserves alone while geological exploration.It will cause more attention and use high alumina clay mineral correctly in the future.

high alumina clay mineral；exploration and utilization；geological-exploration-norm

2014-10-31

時永志(1980-)男，河南開封人，碩士，畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，研究方向為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)與利用。E-mail：yyzzshi@163.com。

P62

A

1004-4051(2015)07-0008-03