關于我國硅灰石礦產資源及勘查開發的發展探討

鐘文龍

（江西省煤田地質局二二四地質隊，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，例如用在陶瓷生產上，可以快速燒成，既節省原料又提高制品的質量；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、油漆、涂料、塑料、橡膠、磨料、電焊條、各種絕緣產品等方面，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的發展，還會不斷出現新的用途[1]。

1.1 陶瓷工業

硅灰石用于陶瓷工業是硅灰石的主要用途之一，占年產量的50%～60%。它主要用于陶瓷坯料和釉料，比傳統原料有以下優點：其針狀晶體在加熱時會構成致密骨架，冷卻后與其它配料成份緊密地固結，能改善陶瓷制品的機械性能，防止瓷器的破裂、微裂和瓷釉缺陷，耐急冷急熱，熱穩定性較好，從而大大提高制品質量。降低燒成溫度：硅灰石質坯料燒成溫度一般在950℃～1050℃，比一般原料降低100℃～200℃。縮短燒成周期：硅灰石質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：硅灰石不含結晶水，減少排氣，產品不變形，不裂紋，大大提高成品率。產品白度高。可見，硅灰石是一種新型節能原材料，能大幅度地降低陶瓷制品的成本。據統計，硅灰石釉面磚比普通釉面磚年產量提高1倍～4倍，素燒合格率提高26%～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

用硅灰石材料強化混凝土，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度比普通混凝土提高1.9倍～2倍。

1.3 油漆、涂料工業

在油漆工業中，硅灰石作為一種補充劑用于各種產品，主要是根據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，經機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，還可以防止環境污染。

1.5 鋼鐵工業

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用中具有相當大的市場。含有硅灰石的助熔劑配方，比使用硅和石灰制作的助熔劑，更能使鋼表面精細光滑。

1.6 塑料和橡膠工業

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

另外，硅灰石還可以用于玻璃工業、房屋蓋板、排水管、焊接、造紙等方面，均顯示出其無比的優越性。作為工業瑰寶的硅灰石，在未來的經濟建設中將大顯身手

2 硅灰石礦勘察現狀

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

礦石的結構通常為纖維變晶結構及粒柱狀變晶結構；礦石構造有團塊狀構造、塊狀構造，硅灰石呈纖維狀、柱狀和放射狀集合體產出；粗晶硅灰石呈塊狀、條帶狀構造，硅灰石晶體粗大，呈板柱狀，束狀或放射狀。

2.3 礦石化學成分

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。前者主要產于夕卡巖型礦床中，礦物組分相對復雜，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；后者主要產于接觸變質和區域變質型礦床，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 硅灰石作為節能礦物的意義

近幾年來，世界硅灰石產量一半是用于陶瓷業，并將硅灰石列為一種新型的節能陶瓷原料。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、強度高以及濕脹小等優點。硅灰石與硅鋁在低溫下易于流動，減少了加溫的延續時間，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，故可提高生產瓷坯的強度及良好的受壓性。據了解，使用硅灰石作陶瓷生產配料，可以節約原料60%左右。因此，當前能源緊張，使用硅灰石于陶瓷業上，具有很大的現實意義。一些產硅灰石的國家如美國、芬蘭等有50%以上的產量用于陶瓷業，缺少硅灰石資源的國家 或利用進口的硅灰石，或采用合成硅灰石來滿足本國陶瓷生產的需要[6-8]。

3.1 天然硅灰石遠比合成硅灰石優越

據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。這種用灰巖和石英人工合成的硅灰石遠不如天然硅灰石，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

硅灰石多發現于硅酸鹽類變質巖中，目前可供工業開發的礦床不多，優質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品。據近幾年的價格統計，硅灰石國際貿易價格比較穩定，每噸硅灰石一般都在180美元～200美元左右。

4 硅灰石礦產資源發展建議

蘇聯當局在1982年向地質部門提出必須加強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易商品。許多國家較注意硅灰石資源普査找礦和開發利用工作。尤其是蘇聯，在1975年將硅灰石正式列為一種新型的非金屬?礦產。1982年蘇聯科學院有關單位為了推動本國硅灰石地質找礦工作，專門編寫出版《硅灰石》一書，全面地介紹了國內外硅灰石利用現狀、本國的硅灰石成礦條件及礦床成因一工業類型，并指出了可能的遠景區，為進一步開展硅灰石地質工作提供了有利條件。與國外比較，我國的硅灰石地質工作開展較晚，至于硅灰石開發利用的歷史則更短。但通過幾年來的地質工作表明，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工業部門重視，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。為了充分發揮我國這一礦種的優勢，除了繼續加強硅灰石地質找礦工作外，首先要宣傳硅灰石利用效果，擴大利用范圍。目前我國的硅灰石利用范圍僅限于陶瓷業、冶金工業，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盡快地加強，這是關系到能否充分利用礦產資源，使資源發揮出更大經濟效益的問題。如美國采用風力加磁選法，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品利用，蘇聯采用磁一浮選法結合靜電選礦法，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，他們依據硅灰石的不同用途，對硅灰石進行加工（尤其是填料級硅灰石），要求顆粒微細，他們通過研究解決了磨細加工問題，從而擴大了硅灰石的利用范圍，使硅灰石在造紙、橡膠、塑料工業上得到大量利用。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，否則就不能充分發揮資源優勢，限制了利用范圍，同時在出口貿易上也很難提高經濟效益，不利于我國礦產加工技術的發展[6-8]。

5 結語

我國硅灰石產量和出口量均居世界第一位，但是加工和應用的總體水平不高，硅灰石作為一種新興的非金屬礦物材料，未來在各個領域的需求必將持續擴大，我們要做好硅灰石應用開發的技術研究，擴大多種利用的試驗，以便更好的促進我國的硅灰石工業發展。