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金属回收 2024-09-30 20:26:08

废钢铁回收(挪威金属回收)

一、废钢稀有及稀土金属矿产

1)锂

锂作为最轻的收挪属回收亲石稀有元素,它在岩浆作用进程中通常富集在晚期残余岩浆内。威金可出现在多种类型的废钢岩石中。此外,收挪属回收盐湖卤水、威金地热卤水、废钢油田卤水都含有大量的收挪属回收锂。锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、威金盐湖卤水型、废钢云英岩化花岗岩型和富锂粘土型4类。收挪属回收其中前2类是威金在目前工业技术条件下最有经济价值的锂矿床。

(1)花岗伟晶岩型锂矿床。废钢这类矿床分布较广,收挪属回收主要产在古老结晶地盾、威金地块等相对稳定的地质构造单元中,成矿时代以前寒武纪为主,亦有海西期和燕山期的。含矿伟晶岩可分为:①带状构造伟晶岩锂矿床。该类矿床的矿物成分复杂,其中锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。此类矿床按成分可细分为复合(铍锂铯钽)稀有金属伟晶岩矿床(如加拿大的伯尼克湖矿床、津巴布韦的比基塔矿床和纳米比亚的卡里比布矿床也是世界上最大的铯矿床,我国新疆可可托海特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床具有很好的分带性)和钽锡锂伟晶岩矿床(如澳大利亚的格林布希斯矿床也是一个大型钽矿床)两个亚类。②无带状构造伟晶岩矿床。这种伟晶岩体基本是单相均质岩体,这类锂矿床通常是独立的锂矿床,或者是伴有少量铍和钽的锂矿床。如美国北卡罗来纳州“锡石-锂辉石”带的金格斯山矿床和贝瑟默城矿床,加拿大的伯尼克湖和中国的江西、湖南、四川等许多伟晶岩矿床。

(2)盐湖卤水型锂矿床。这是锂矿床的重要类型,盐湖中锂资源占世界锂储量的66%和占世界锂储量基础的80%以上。在封闭盆地中,特别是高原干旱地区的封闭盆地中,锂可在盐湖卤水中发生富集并形成有开采价值的锂矿床,可综合提取Li、K、Na、Mg、Br、I。目前正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、阿根廷翁布雷穆埃尔托、美国“银峰”盐湖和中国青海柴达木盐湖等;还未开发的重要盐湖有玻利维亚乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖等。

总的看来,全球锂资源极为丰富,据美国地质调查局统计,1998年全球已查明锂资源储量340×104t,储量基础940×104t,按1997年产量估计能保证世界各国生产309年。世界锂储量和储量基础比较集中在南美洲和北美洲,较多的国家有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等。其中玻利维亚和智利的储量基础约占世界89.3%,我国有较大的资源远景。

2)铍

铍是典型的亲石元素,在岩浆结晶作用过程中可置换Si4+而进入多种硅酸盐矿物中。铍主要呈分散状态赋存在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。在残余岩浆、高温气液及中温热液环境中,铍可发生富集并形成独立的铍矿物(绿柱石、羟硅铍石和硅铍石等),从而构成有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆活动有关。其类型很多,大致可划分出5大类:

(1)含绿柱石伟晶岩型铍矿床。这类矿床分布广泛,按矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩两个亚类。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国等地;后者分布在加拿大的伯尼克湖、阿根廷、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、原苏联及中国的新疆阿勒泰地区等,矿床中含有锂钽铌铯等多种有益组分。绿柱石往往是作为锂矿床、铌钽矿床等复合稀有金属矿床的共产品和副产品被利用。

(2)含硅铍石碱性交代岩型铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床中圈出铍矿体之后确立的新矿床类型。索尔湖正长岩体位于组成碱性杂岩体的一巨大花岗岩体内,在正长岩体和花岗岩体的接触带及正长岩体内发现有5个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。

(3)含羟硅铍石火山热液型铍矿床。在美国西部斯波山铍矿床和谢拉-布兰卡铍矿床以及墨西哥北部的阿瓜奇利铍矿床均属此类型。主要铍矿物为羟硅铍石。矿石中铍的分布极不规律。除铍之外还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇及钇族稀土元素。

(4)含绿柱石云英岩型矿床。这类矿床常与钨、钼、锡、铋等矿化伴生。按产出特征和矿物组合可划分为含绿柱石交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石石英脉矿床两个亚类,前者的工业意义较大,巴西的博阿维斯塔铍矿床可能属于此亚类;后者为含钨锡钼铍的复合矿床,绿柱石易选,具有一定工业意义。

(5)接触碳酸盐型铍矿床。这类矿床产在花岗岩体外接触带的接触碳酸盐内,包括含铍夕卡岩矿床和萤石-羟硅铍石层状矿床两个亚类。前者矿床规模较大,铍含量较高,但矿物颗粒细小难选。在美国新墨西哥州和阿拉斯加州已查明有此类矿床。后者矿层产在花岗岩体与地质构造极为复杂的沉积地层的接触带中,铍矿化叠加在夕卡岩之上。矿石易于用浮选法分选出羟硅铍石-硅铍石精矿和萤石精矿。

世界铍资源丰富,巴西是铍资源大国,印度第二,澳大利亚铍储量的一半以上集中在1985年基本探明的布罗克曼硅铍石稀有金属矿床中,加拿大的铍储量主要集中在西北地区索尔湖含硅铍石稀有金属矿床中,投入开采后将成为西方国家最大的铍矿山。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山羟硅铍石矿床中。挪威1988年发现了据认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床——赫格蒂夫矿床。可见铍资源充足,还不断有新的发现,按年产铍600t计算,铍储量足够世界开采600年以上。

3)铌

据美国地质调查局统计,1998年世界铌储量350×104t,储量基础420×104t。其探明储量高度集中,90%以上分布在巴西,其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来,许多国家特别是非洲国家探明了大量可供开采的铌储量。世界铌储量保证程度高,可满足世界需求数百年。铌在自然界中几乎总是以氧化物形式与其他矿物共生,尤其是总与钽共生。铌矿床的主要工业类型有:

(1)碳酸岩风化壳型矿床。这是一种含矿程度很高的稀有金属矿床类型,其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位,占铌资源量90%以上。根据风化壳的发育程度和阶段可将风化壳型矿床进一步分为3类:①水云母风化壳型矿床,如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉科矿床;②红土风化壳型矿床,如巴西的阿腊沙矿床和卡塔拉奥矿床;③后期表生蚀变风化壳型矿床,如俄罗斯的托姆托尔矿床。最后这一类矿床成矿过程较为复杂,成矿物质经历多次再生富集,易于形成高品位的大型稀有金属矿床。此类矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯、加蓬,主要含铌矿物为烧绿石。

(2)含铌铁矿-钽铁矿的花岗岩及花岗伟晶岩矿床。这类矿床的铌储量在各类铌矿床中所占比例很小,约为1%。矿石主要铌钽矿物是铌铁矿-钽铁矿,常与锡石伴生,目前一般作为开采锡石的副产品回收。此类矿床产于非洲中南部的诸多国家,如尼日利亚北部的焦斯高原含铌铁矿花岗岩及其坡积、残积矿床。此外,巴西、马来西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这类矿床。

(3)砂矿。含铌砂矿一般规模小,但砂矿易采易选,并常与钽铁矿、锡石等一起产出,因而具有一定的经济意义,主要产于美国、民主刚果、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。

由于铌矿床的特殊性,如含矿品位较低,大多数铌矿物比重较大,且物理化学性能较稳定,因而重砂法是寻找原生矿床的一种经济、简便有效的找矿方法。对于碳酸岩及其风化壳型矿床用放射性测量、磁法测量等方法是非常有效的找矿方法。近年来,在澳大利亚西部韦尔德山碳酸岩风化壳大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床;巴西塞斯拉古什特大型铌矿和加蓬发现了大型铌矿。中国铌矿床主要分布于内蒙、湖北、广东等地,以铌铁矿为主,质量相对低,品位不及巴西的百分之一,伴生矿物多。

4)钽

据美国地质调查局统计,1998年世界钽储量约为14000t,储量基础为24000t,主要分布在澳大利亚、尼日利亚、民主刚果、加拿大和巴西等国。中国钽资源量不大,主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多属于与酸性花岗岩有关的复杂氧化物,在外生条件下一般较稳定。钽矿床的成矿时代主要在寒武纪,其次有加里东、海西和基米里期。原苏联学者将钽矿床划分为3种主要类型:

(1)综合性稀有金属伟晶岩矿床。这类矿床可分为三个系列:①与碱性花岗岩有关的Be-Li伟晶岩系列;②与二云母花岗岩有关的Be-Li-Cs-Ta伟晶岩系列;③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。成矿规模最大的是第一系列的锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和原苏联。此类矿床的储量约占西方世界钽储量的34%和产量的30%。加拿大的伯尼克湖矿床是世界最大的矿床之一。

(2)花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这类花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床发育在扎伊尔、巴西、澳大利亚。它们是中小型矿床,其钽含量不高,但易采,较经济,因而是钽的重要来源,约占西方世界产量的53%。

(3)铌铁矿-钽铁矿砂矿床。由于铌铁矿-钽铁矿很脆,这类矿床从原生矿床搬运的距离小于7km,大多为2~3km,一般还是在花岗岩母岩体或伟晶岩区内坡积-冲积层中聚积成矿,有时在风化壳中富集。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部河谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚、原苏联也有这类砂矿。

次要钽矿床和可能来源有:①钠长石-云英岩铌钽铁矿矿床;②综合性钠长石稀有金属的网脉矿床;③碱性花岗岩风化壳铌铁矿矿床;④碳酸岩铀烧绿石矿床;⑤碳酸岩风化壳含铀的烧绿石-褐钇铌矿矿床。

5)锆

1992年世界锆(ZrO2)储量为4900×104t,储量基础为5800×104t,此外,还有已查明的锆石资源6000×104t。世界锆资源丰富,资源大国有澳大利亚、南非、原苏联、美国、印度和巴西。

锆是典型的亲石元素,锆矿床包括内生和外生矿床两大类,其中以砂矿床最为重要,它集中了世界53%的锆储量,有95%以上的锆石精矿来自砂矿床,外生矿床以海滨砂矿床最为重要,还有残积和冲积砂矿床、碳酸岩风化壳矿床等。锆的内生矿床主要是岩浆成因的,且与碱性岩有关。这类矿床多产在古老地台区及显生宙地槽区内的前寒武纪中间地块中,矿床储量一般不过几十万吨,地台区锆矿床的储量可达数百万吨。主要的锆矿床成因类型有:①含锆石碱性花岗岩;②含斜锆石碱性岩;③异性石岩;④霞石正长岩中的斜锆石脉;⑤含斜锆石脉流霞正长岩风化壳;⑥海滨砂矿(少量内陆锆石砂矿)。

刘曼华认为值得注意的世界著名的外生和内生锆矿床以及新近发现的新类型锆矿化有:①澳大利亚东西海岸的砂矿床;②巴西亚马孙州皮廷加内陆冲积和残积砂矿床;③与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的斜锆石矿床,如南非的帕拉博鲁瓦(即帕拉博腊)矿床和俄罗斯的科夫多尔矿床;④碳酸岩风化壳型与稀土、铌、钽及磷酸盐伴生的锆矿床,如澳大利亚西部韦尔德山碳酸盐风化壳矿床;⑤碱性杂岩体中的脉状和浸染状锆矿床,如巴西波苏斯-迪卡尔达斯含铀锆矿床;⑥与低温热液作用有关的新型锆矿化,如近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹地区发现的低温条件下胶体溶液沉积作用所形成的锆矿化。综上所述超基性-碱性-碳酸岩杂岩体(包括碱性岩体)不仅是次生锆矿床(风化壳)的来源,而且也是与成矿物质的化学带出有关的远离杂岩体的锆矿床的来源。因此在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时,不仅要注意杂岩体本身,还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利地段。

6)稀土金属

世界稀土储量十分充足,据美国地质调查局统计,1998年世界稀土(REO)储量和储量基础分别为10000×104t和11000×104t。其储量分布高度集中,中国、原苏联、美国、澳大利亚和马来西亚约占总储量的83.2%。目前工业利用的轻稀土(铈族稀土)主要从氟碳铈矿和独居石中提取,约占世界稀土氧化物(REO)产量的99%,重稀土(钇族稀土)产量极少,主要从磷钇矿、硅铍钇矿中提取。世界稀土矿主要生产国为中国、美国、澳大利亚和印度等。这些国家稀土矿山产量约占世界总产量的78%。中国稀土矿山产量现已居世界首位,精矿约95%来自内蒙古包头白云鄂博铁矿,其余来自南方离子吸附型稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁牦牛坪稀土矿床。原苏联是欧洲最重要的稀土生产国,居世界第三位,稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的舍甫琴柯矿床和库捷切安矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自滨海砂矿的独居石,其中,澳大利亚占世界独居石总产量的1/3以上。磷钇矿是钇的主要来源,在澳大利亚、马来西亚和中国是作为开采锡的副产品生产的,也有的从加拿大埃利奥特湖德尼森的含铀淋滤残渣中提取。世界稀土工业以从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品为主向高纯单一稀土的深加工产品方向发展。

稀土矿床种类繁多,按成因可划分为内生、外生和变质矿床3大类,再根据与矿床有关的侵入岩类及成矿作用的不同可划分6个类型:

(1)与碱性岩-碳酸岩有关的稀土矿床。世界稀土储量绝大部分产于这类矿床中。目前经济意义最大的是美国加利福尼亚州帕斯山矿床和中国内蒙古白云鄂博矿床。帕斯山矿床REO的证实储量约500×104t,平均品位7%,是世界碳酸岩中最高品位。该碳酸盐的独特点是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一规模巨大富含稀土的铁矿床,稀土矿物可作为开采铁矿的副产品回收。该矿区稀土储量巨大。此外,布隆迪的卡隆格矿床和马拉维的坎甘昆德矿床均属此类型。

(2)碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这类矿床分布较广,但具经济意义的矿床则罕见。加拿大魁北克省的怪湖矿床是一大型综合性稀土-稀有金属矿床,是稀土元素(钇和重稀土)的潜在来源。类似的矿床还产在原苏联的科拉半岛和美国科罗拉多州等地。

(3)非碳酸岩热液脉稀土矿床。矿床中除稀土矿物外,常富钍石。最典型的代表是南非开普省的斯滕坎普斯克拉尔矿床,这是国外最早发现的独居石矿床。

(4)含稀土磷灰石矿床。磷块岩中的磷灰石常富集稀土元素,在生产磷肥时可以回收。这类矿床虽然分布较广,但稀土品位高的大型矿床为数极少,如原苏联科拉半岛希宾碱性杂岩体稀土磷灰石矿床;芬兰锡林贾维碳酸岩矿床中的磷灰石和瑞典北部基鲁纳铁矿床的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金为含稀土沉积磷块岩矿床。

(5)风化壳型稀土矿床。这类矿床是富含稀土元素的原生矿床经风化作用形成的,其经济意义较大。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩体和中国南方花岗岩的风化壳型矿床。前者REE最高含量大约为6%,红土富含REE,是上部碱性岩的5~15倍。后者又称离子吸附型稀土矿床。

(6)砂矿床。现代和古代砂矿中的独居石曾有稀土氧化物的主要来源,现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚等国稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界首位。

80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年查明在原苏联滨海地区一个新生代凹陷的煤层中存在特殊的稀土矿化,在我国山西省石炭系铝土矿层中有较高含量稀土矿的报道,尚未发现具有工业价值的矿床。

二、挪威收到俄罗斯“环保大礼”,具体是怎么回事

俄罗斯关闭了与挪威接壤的尼克尔小镇冶金厂。这对于挪威来说就是俄罗斯送来的一份“环保大礼”。关于这个问题我会从以下几点做详细的解答。

一、什么是冶金?

冶金就是将金属溶液中的杂质(非意向元素)通过熔融(加热到熔点之上)进行造渣、除渣给予消除,同时某些化学成分通过除渣、脱碳、去氧等,得到相对的纯净合金成分的过程。再精细的精炼过程一般就属于金属铸造厂。涉及金属成型的行业,比如矿石加工冶炼(黑色金属、有色金属)毛坯的粗炼;毛坯的再加工炼钢厂、炼铁厂、有色金属提纯(一般体现的是铸造厂居多)。

二、冶金厂带来的环境污染

冶金厂一般都会建在人烟稀少的地方,所以国家的边境地区首当其冲成为了首选之地。工业发展消耗丰富的自然资源,同时排放了大量废物,含硫烟气、有毒废水、不能合理回收利用的固体废弃物,主要污染物排放总量超过环境的自净能力,严重破坏了生态环境。而且这是无法避免的。

二、关闭冶金厂带来的积极效应

据挪威青年环保组织“自然与青年”希尔克内斯分支机构负责人玛塔·莫勒森强调,尼克尔地区此前就已出现环境污染问题,关闭冶金厂将对环境产生积极作用。虽说关闭该地区的冶金厂会导致许多人就此失业,但是从长远角度思考,其实是利大于弊。据悉,尼克尔有近1/5的人从事冶金采矿业,为了缓解民众的忧虑,当地政府承诺将创造新的就业机会并发展旅游业。旅游产业发展起来的话远远胜过冶金产业,起码它对环境是没什么影响的,反而能更好地开发环境使该地区变得越来越好,我在此也祝愿该地区的人们生活得越来越幸福。

三、建材用主要非金属矿产

新疆建材用非金属矿产特点是:矿种多、品质好、储量大、分布广。此类矿产已发现 70余种,产地 1400余处,其中保有资源储量占全国第一的有白云母、蛭石、陶瓷土、饰面辉石岩、砖瓦用页岩;占第二位的有长石、蛇纹岩、膨润土、水泥用大理岩、砖瓦用砂;占第三位的有铸石用辉绿岩、建筑用辉绿岩;占第四位的有石棉、砖瓦粘土、水泥用粘土、水泥配料用泥岩、建筑用大理岩,制灰用石灰岩;占第五位的有陶粒粘土;占第七位的有泥灰岩、建筑用花岗岩;占第八位的有水泥配料用页岩、滑石、饰面花岗岩、建筑用砂。

(一)神奇的粘土——膨润土

膨润土又叫膨土岩或斑脱岩,它是含蒙脱石矿物大于 85%的一种优质纯粘土。其中除蒙脱石外,还含少量石英、长石、云母、沸石及黄铁矿等杂质。

膨润土根据其中蒙脱石吸附阳离子的数量多与少,又细分为:钙基膨润土、钠基膨润土、酸性白土(氢离子型膨润土)共三种类型。

1.性质与用途

蒙脱石是层状含水的铝硅酸盐矿物,分子结构式为(1/2Ca,Na)0.7(Al、Mg,Fe)4(Si、Al)8O20(OH)4· nH2O。

膨润土呈土状或块状,很软且有滑感,相对密度 2~ 3,一般为白色、灰白色、浅绿色、淡红色。吸水性强,最大吸水量是自身体积的3~15倍。可塑性极好,黏结力强,无硬粒杂s质,是理想的雕塑材料。在水溶液中呈悬浮胶状,还具有润滑性、溶解均匀性和阴阳离子交换性。

膨润土具备以上性能,其用途愈来愈广。

例如在钢铁工业中普遍做球团矿的黏结剂。球团矿是含铁品位≥ 67%的铁精粉,与一定比例的膨润土相混合黏结成球状,其烘干后全铁品位≥ 65%,不经炼铁过程,可直接投入电炉炼钢。而且贫铁矿石的选矿从铁精粉到球团矿在我国已成为发展趋势。新疆八钢集团除自己年产180万吨球团矿之外,每年还从哈萨克斯坦进口 100万吨,其余则从疆内各矿山企业收购铁精粉、铁矿石及球团矿。

膨润土在铸造工业中用做模型砂的黏合剂;在地质钻井中用做泥浆;在油脂化学工业、食品饮料中用做脱色剂;在纺织工业中用做棉纺上浆(节省大量面粉)与漂白脱色;在陶瓷、油漆、日用化工上做添加剂;在建筑行业上用途最广的是墙体涂料,沥青涂料(防渗漏材料);还可用于饮料添加剂和农业上的矿物复合肥。总之,膨润土的应用愈来愈广。

2.产地与分布

新疆膨润土矿床在成因类型上有内陆湖泊沉积型和火山沉积蚀变型两种,而且以前者为主。

主要分布在北疆和东疆,已发现产地 16处,经地质工作并纳入新疆资源储量表者 8处。其中大型矿床 2处,中型矿床 1处,小型矿床 5处,提交资源储量 4.89亿吨,基础储量 1.3亿吨。

最著名产地在塔城地区和布克赛尔蒙古自治县的乌兰林格至日月雷矿床,其成因属内陆湖泊沉积型。矿体盖在白垩纪地层之上,且出露地表,产状基本水平,呈层状产出。矿体剖面上成数层,最厚 37米,但现开采 5~ 7米。因分布面积广,勘查区所圈定资源储量范围只属一小块尚不足大矿床的十分之一,所以为今后扩大资源储量,随时投入地质工作,提供了非常便利的条件,其前景是很好的。该产地有资源储量 3.75亿吨,其中基础储量 0.84亿吨。

另一处产地是托克逊县柯尔碱膨润土矿床,成因类型属火山岩热液交代型。矿体呈透镜状,厚度 1.5~ 72.7米,宽 50~ 100米,长 2000米,埋深 0~ 400米,倾角 25°~ 35°。储量计算面积仅有 0.25平方千米,求出资源储量 1.18亿吨,其中基础储量 0.39万吨,而且外围远景有继续扩大的可能。

还有一处中型矿床在哈密沙尔湖,属火山沉积矿床。产在下侏罗统地层中,矿体似层状,由八个矿体组成。每个矿体厚 7~ 17.54米,长 1100米,宽 130米,倾角 38°~ 49°,埋深 0~ 120米,资源储量 0.13亿吨,其中基础储量 0.07亿吨。

其他五处产地均属小型矿床,在这里不作一一介绍。

新疆膨润土中蒙脱石含量≥ 50%,钠基、钙基同时存在,脱色率达 95.53%,膨胀倍数为6.32mL/g,阳离子交换总量 47.85%。哈密沙尔湖膨润土矿虽然规模属中型,但质量上全是钠基,蒙脱石含量达 61.67%,膨胀倍数达 16.5。故新疆膨润土质量上乘,其探明与保有的资源储量居全国第二位,而且存在进一步扩大的可能。可以说,这种溶于水中不会沉淀、永远成水土胶溶悬浮状态、而且其体积还会以 8~ 16mL/g的速度增长。这种神秘的膨润土特殊性质,在开发应用上将会带来新产品的变革,将会与人们的生活起居以及新一代日用品的产生息息相关。

3.产品产量与发展趋势

我国膨润土资源十分丰富,仅次于美国,居世界第二位,拥有资源储量 25亿吨。

目前世界上有 40多个国家生产膨润土,年产量约 1200万吨,主要生产国有俄罗斯、美国、中国、印度、希腊、塞浦路斯。其中美国产量最大,年产 400万吨,我国为 350万吨。

世界膨润土消费中,铁球团矿占 27.1%,铸造占 23.8%,钻探泥浆 18%,吸附剂、吸收剂、杀虫剂占 17.4%、饲料占 5%,建材 3%,其他 6%。

我国膨润土主要供国内用,铸造占 73.5%、钻探泥浆占 7%、石油化工占 6.3%,轻工、建材、农药、印染占 8.2%,出口占 2%。

但随着应用领域的扩展,用量增长较快。例如钠基膨润土提纯后,就变成一种优于云母的耐高温、高电阻的绝缘材料,可制造各种光学自动信号装置及电绝缘膜等。此外,还有活性白土、有机膨润土、干燥剂、高效吸水剂、森林灭火剂、高温润滑剂、造纸、橡胶、牙膏、肥皂、香皂的添加剂等。

新疆年产 60万吨,主要用于钻探泥浆,制备活性白土和铁球团矿。生产骨干企业是兵团184团膨润土厂,另有和布克赛尔县也在兴建膨润土加工企业。但目前产品种类少,最主要是尚未开展的基膨润土的提纯工艺,而影响了跻身于国内市场的大好机遇。

(二)能剥离成纸的透明石头——白云母

云母是云母类矿物的总称,种类较多,有白云母、黑云母、金云母、铁锂云母、锂云母等。这里主要介绍新疆的白云母。

白云母是工业上用得最多的矿物,也是常含有锂、钠、钾、镁、钡、锌、铝金属,并具有层状结构的含水铝硅酸盐矿物。它的分子式是 K2Al4[Si6Al2O20](OH,F)4,属单斜晶系,常呈假六方形的片状晶体。多数白云母无色、也有浅棕、浅绿色,易剥离,可剥成极薄的薄片(厚度小于 0.1毫米)而且透明度很高,并具有弹性。相对密度 2.75~ 3.1,硬度 2.53。

它耐酸、耐碱,具很强的抗压能力和耐高温能力,很强的化学稳定性能与优良的绝缘性能,所以被广泛应用于电气设备、电工器材中。如制造电子管、电容器、整流器、电动机等。在冶金工业和机械工业上制造耐热零件及蒸汽锅炉。碎云母具有高度的分散性,在黏性介质中能保持极强的悬浮性,所以还广泛地用做油漆、塑料、橡胶的填料,近年在建材上也逐渐被应用,特别是云母纸的生产,缓解了云母用量的巨大压力。

1.产地与分布

新疆白云母资源储量在全国各省区排次中居第一。从已探明的 91个产地看,主要分布在阿尔泰山。新疆阿尔泰山,是国内知名度很高的花岗伟晶岩分布区,这里除了产白云母外,还产铍、锂、铌、钽、铷、铯稀有金属矿产。

另一个产地是西昆仑康西瓦至大红柳滩,这里也是花岗伟晶岩脉集中分布区。新疆地矿局第二大队在 1966年,提交有《皮山县康西瓦白云母矿区一号脉初步勘探地质报告》及《康西瓦阿克沙依矿区白云母详细普查地质报告》。但更多含矿伟晶岩脉至今尚未工作,基本上还属地质工作空白区。故找矿前景广阔。

另外,在东西天山及西南天山,也有白云母小型矿床及矿点分布,但产出量不大。

2.生产现状与资源前景

就新疆阿尔泰山分布的 90余处白云母矿床来说,经 20世纪由地矿局第四地质大队发现并勘查,求出资源量 50209吨,其中保有基础储量 32301吨。1999年,国内由于云母替代产品进入市场后,新疆工业原料块云母的开采与剥离加工也全部停产,原兵团非金属公司的四家云母厂相继下马。目前的开采企业多为私营小型矿山,以生产碎云母供内地省区做云母纸用,年产量约 3000吨左右。

世界上白云母生产大国是印度、巴西、加拿大,同时这三个国家也是世界上白云母的出口大国。而挪威、英国、比利时、美国则是碎云母深加工产品的主要出口国。

美国、俄罗斯、日本是世界上白云母矿物原料的主要进口国。

我国对白云母的需求已全部自给,除新疆生产白云母外,另外还有四川、内蒙古、西藏、青海也生产白云母。

随着新疆叶城至西藏阿里国家级公路的修筑,从三素至康西瓦再到大红柳滩,在 180千米长,南北 10千米宽的范围内,都有花岗伟晶岩脉的分布,其中有些脉体含白云母矿产,有的脉体则含绿柱石(铍矿),或铌钽铁矿,有些脉体则含锂辉石,是今后普查找矿的有利地区。一旦投入地质工作,新疆白云母及稀有金属的资源储量,都会有大幅度增长。

(三)不怕火烧的棉花——石棉

世界之大,无奇不有,在大山的岩石中竟会蕴生出像棉花一样的石头,用这种石头纤维可纺纱织布,而且做成的衣服不怕火烧,这种石头就是人们常说的石棉。

石棉是具有纤维状结构的硅酸盐矿物,但按其成分和内部结构的变化又可分成两大类六种石棉。

1.成分及性质

各种石棉都能劈分成很细的纤维,具备通常纤维的可纺性,并有较好的隔热、保温、耐酸、耐碱、绝缘、防腐烂等性能,其中温石棉的性能最好,而新疆产的石棉恰好正是温石棉(详见表 7-4-1)。

表 7-4-1石棉的分类

续表

2.用途

温石棉(即蛇纹石石棉)主要用于生产石棉的纺织制品(如石棉绳、线、电解布、隔膜帘),生产石棉的制动品(如刹车片、离合器、刹车带),生产石棉橡胶制品(如高、中、低压力板、衬垫板、耐油橡胶);生产石棉水泥制品(石棉板、瓦、管);生产石棉保温制品(石棉砖、管、石棉灰、保温板),还生产石棉沥青制品及石棉增强塑料制品等。

石棉在机械制造、交通运输、化工、冶金、建筑、电力等工业中都广泛用于传动、制动、密封、保温、防热、绝缘、消音、防腐诸材料的制作。对机场跑道和特殊路面需用石棉做填料。在国防和航天工业中,用石棉与陶瓷纤维、石棉与碳纤维、石棉与尼龙纤维做成的复合材料是导弹、火箭重要的绝热密封材料。

3.产地与资源概况

新疆石棉矿床主要分布在巴州若羌县和且末县,其次是托克逊县与托里县,而生产矿山和加工企业均集中在若羌县的依吞布拉克矿区。

截至 2007年底新疆的石棉矿产保有资源储量 600万吨,其中基础储量 260万吨,而若羌县依吞布拉克石棉矿 22线至 28线之南矿区,保有资源储量为 248万吨。

从资源远景看,若羌县依吞布拉克矿区从 28到 58勘探线之间的深部有矿体沿倾斜延伸的部分,是今后勘查的重点,也是该矿区扩大远景和今后增加资源储量的依据。另外,若羌县阿帕石棉矿外围及深部,都有增加资源储量的地质依据与可能。新疆石棉矿的找矿远景就在阿尔金东西向展布约 520千米长的超基性岩带内。

4.矿山生产与矿石加工

新疆石棉主要生产矿山有若羌县依托吞布拉克矿区(县属国营单位开采)、若羌县英格里克矿区(兵团农二师 33团开采);托克逊县榆树沟矿区(兵团农二师 22团开采)。

新疆石棉矿山除若羌县依吞布拉克仅采用磁选、浮选流程小批量生产外,大批量生产全靠手选进行。全疆石棉(矿物)产能 7万~ 8万吨,大部分供内地省区,少部分供疆内建材企业。矿石机选能力差,是导致国内众多矿山开采量大而利用率低的根本原因。为此,目前要求,禁止技术差、规模小的个体企业开采大型石棉矿区。

(四)遇高温变形会膨胀的石头——蛭石

蛭石是含 8个结晶水的铝硅酸盐矿物,外形与云母相似,在成因上也是由云母水解风化或经热液蚀变而形成的矿物。

蛭石在 800~ 1000℃下焙烧逐渐扭曲变形,而且体积会迅速膨胀(膨胀倍数 8~ 30倍)。故根据这一特点,将河流中的水蛭与不断地扭曲着黑褐色身躯的、让人毛骨悚然的吸血虫来冠名蛭石是有一定道理的。蛭石的颜色与水蛭一模一样,加热后蛭石扭曲的趋动姿态和变形的外表又与水蛭一致,故矿物学者便用相似物去命名这种矿物,以突显其物理特征。

1.性质与用途

分子式:(Mg,Ca)0.7(Mg,Fe3+,Ai)6[Al· Si]8O20](OH)4· 8H2O

蛭石焙烧后体积迅速膨胀,膨胀后的蛭石具有细小的空气间隔层,而空气间隔层就具备了优良的保温性能。

因蛭石一般密度为 2.5吨/立方米,但焙烧膨胀后为 0.2吨/立方米之特性,所以蛭石具有容重轻,耐寒保温、隔热、消音等性能。而广泛用于建材、化工、电力、石油、交通运输等部门。

隔热:用蛭石(焙烧后)粉制成蛭石水泥、砖、板、壳、异形材等,可砌制冶炼炉的炉盖、水暖器、孵化器、冷藏器、过滤器等。

隔音:机器、运输机械的消音器。

填充料:用在橡胶、塑料、油布生产上。

涂饰料:用在印刷、家具方面。

此外,还可做润滑剂及农业用复合矿物肥料。

2.产地及资源储量

蛭石矿是新疆的优势矿种,新疆已有产地 3处,但仅有尉犁县且干布拉克蛭石矿具备工业价值。该矿是新疆地矿局第三地质大队勘探的,于1988年2月提交了《尉犁县且干布拉克蛭石、磷灰石矿详查地质报告》,经局审查批准资源储量 1841.2万吨,也是共生有磷灰石、透辉石的世界级超大型综合矿床。其探明的资源储量占全国总量的90%,居全国之最。该矿不仅规模大,而且矿石质量好,富矿比例达 85%,矿区水文地质条件简单,主矿埋藏浅,易露天开采,选矿流程回收率高,成本低。共生的磷灰石和透辉石还可以综合利用。矿区外 8千米有淡水——库尔班齐克泉,日供量达 4122立方米。矿区及外围地形平坦,交通非常便利。经过近 20年的开采,矿山建设逐渐完善,产品及销售在国内外市场上都具备了一定的竞争力。

3.产量及规模

且干布拉克蛭石矿因矿石富,选矿工艺简单、回收率高、品级多,质量优越销路通畅,很受国内外客户青睐。

从 1992年产 1.86万吨,1993年产 4.4万吨,逐年增产到 2000年的 11万吨,目前已达 15万吨的水平,在发展中逐渐壮大。现在矿山企业主要有三家:新疆地矿局第三地质大队,兵团农二师,巴州地方国营公司。

目前产品有蛭石矿物(分片度、分级别),膨胀蛭石及复合肥料三大类,市场前景很好。

(五)高铝原料——红柱石

红柱石属高铝矿物,与蓝晶石、矽线石同性共类,其分子式相同,但含铝量有微小差别,详见表 7-4-2:

表 7-4-2红柱石与蓝晶石和矽线石的含铝量比较

虽然红柱石与蓝晶石、矽线一样,是高铝矿物,但是世界各国并没用它们作为炼铝原料,至今炼铝仍是以铝土矿做原料。

红柱石矿床在国内只见于 10个省(区)、市,储量最多的是辽宁省,其次是甘肃省,新疆位居第三。该矿种在全国其他省区分布有限,至今尚未纳入国土资源部地质勘查(相应的)规范文本之中,故无统一的技术经济工业指标作参考。而且在用途上对国内的进展现状无从考证。

就红柱石目前已知用途而言,主要是用于耐火材料上,冶金工业中作脱氧剂和高熔点金属氧化物的还原剂。

新疆红柱石主要产地有两处,一处是库尔勒市焉耆县霍拉沟红柱石矿床。该矿是 2002年由新疆地矿局第三大队提交详查报告,经国土厅评审中心批准资源储量红柱石矿物量 415.32万吨,其中基础储量 101.31万吨。另一处是拜城县库鲁克坤太红柱石矿床,该矿床分南北两个矿带,规模很大,出露高程 2350~ 2600米,属中高山区,交通不便,地质工作程度仅达普查阶段,求出资源量 1.05亿吨,矿物量约 2096万吨。因地质工作程度稍低,地矿局未审批。而霍拉沟红柱石矿床也分南北两个矿带,规模很大,含红柱石品位比库鲁克坤太要富,而且圈定的矿区范围仅是矿带的一部分,总之,两县红柱石产地今后可扩大勘查,远景更乐观。

目前开采矿山只有库尔勒一家私营企业,年产矿石量约 10万吨,选红柱石矿物量近 2万吨,主要供国内用户。

(六)昂贵的粘土——蒙皂土(蒙皂石)

蒙皂土是在新疆托克逊县榆树沟矿区发现的国内截至目前唯一矿种。

蒙皂土为三八面体层状硅酸盐类矿物,呈白色,质地细腻,硬度小,手触有滑感,表面对蒙皂石来说呈油脂光泽,对蒙皂土而言呈土状,但风化后都呈粉末状,遇水干裂后呈爆米花状,水浸泡后体积膨胀呈乳絮状。

也就是说,溶于水后,其体积膨胀,与水融为一体呈胶体悬浮液,永远不沉降。这种独特性质,使蒙皂土的身价倍增,其产品彰显出高贵的品质和昂贵的价位。

例如,日用品中肥皂、香皂、洗涤液、口红、皂片、脂粉、牙膏等。用蒙皂土做填充料,不但产品细腻,光滑,而且对人体很有好处,因其内含有天然矿物质和多种微量元素,对人体皮肤能起到真正的美容和护理作用,而且对五官不会造成任何刺激和损伤,是当今世界日用脂膏护理用品的最佳填充料。

纺织工业中的浆纱、造纸浆、塑料和橡胶业的填充料、铁球团矿的黏合剂等都能派上用场。但对蒙皂土而言,要用在高、精、尖上,用在高价位上,这样才能显出蒙皂土的真正价值。

托克逊榆树沟蒙皂土矿产在中泥盆统变质岩与岩浆岩(碱性花岗岩及斜辉橄榄岩)之接触带上,矿体呈似层状。主要有三个矿体组成,其中 3号矿体最大,矿体长 300米,厚 47.44米,矿石矿物主要为蒙皂土和蒙脱石,平均含量 15%。矿体埋藏浅,并出露地表,其水文地质条件及工程地质条件均较简单,很适宜露天开采,但注意阵发性雨水对开采场地的影响。

新疆地矿局第十一地质大队提交《托克逊县榆树沟蒙皂石勘查报告》,经地矿局审查,批准资源储量(蒙皂石胶体)26.05万吨,其中基础储量(蒙皂石胶体)7.47万吨,上述资源储量虽然很少,但却是全国唯一,必须珍惜,且不可乱采滥用。

从 20世纪 90年代末起,托克逊县积极筹办矿山,并与浙江地矿局粘土研究所配合,研制选矿工艺,至今该项研究时续时断。

(七)五彩缤纷的饰面石材

新疆地域辽阔(面积达全国的六分之一),北、中、南有阿尔泰山,天山、昆仑山呈东西方向横贯全区。三山中,岩浆岩特别发育,而花岗岩又广布其内。

现已知产地100余处,其中大型矿床达45处之多,中型达16处,小型15处,矿点30多处。交通不便或产于高海拔者还未进一步工作和统计。新疆地处中亚内陆,气候干旱,降水量少,蒸发量大,日夜温差悬殊等特点。花岗岩多裸露地表,呈现岩基状大面积分布,而呈岩盆、岩株状者较少,故新疆花岗岩分布面积不仅比其他省区广,而且产地多,品种全,质量优,资源潜力大。

1.饰面石材之内涵

饰面石材:用于建筑物的内外贴面,并具备有一定的装饰效果和耐用性(耐酸、耐碱),适于加工成一定块度板材的岩石。

饰面石材分三大类:

大理石类(大理岩、蛇纹岩、石灰岩)。

花岗石类(花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩、混合岩、辉石岩、结晶变质岩。

板石类(板岩)。

而我们专述的是饰面花岗岩类石材,在工业应用上有国家建筑材料工业局颁布的标准。

2.一般工业要求

颜色、花纹美观稳定。目前以黑色、红色、白色更为适销。

对色线、色斑、空洞及其他要求:对有碍装饰性能之色斑、色线、空洞及金属氧化物和硫化物的需求较小。

对比度:要求花岗石磨光面拼接后的效果无甚差异。

荒料块度:一般要求要大于或等于 1立方米,切割后平面面积要大于 0.5平方米,对名贵品种可适当小一些。板材最小面积 0.3×0.15~ 0.3平方米以上,荒料率要大于 15%~ 20%。

物理性能:矿物分布均匀,结构致密,坚硬的新鲜岩石,不得有明显气孔,吸水率小于1.5%,耐酸率在 97.5%~ 98.5%,浸酸后的抗压强度大于或等于原有强度的 85%,亦可做耐碱材料使用。

膨胀系数:小于 8×10-6,即 0.000008。

3.产地与品种

新疆现已探明有一定资源储量的矿区比较多,从其中选出几个主要的代表性矿区介绍如下:

(1)哈密市星星峡白石头花岗岩矿矿区位于星星峡东北 28千米处,有简易公路直达。矿区花岗岩为天河石斜长花岗岩,岩体呈岩株状产出,长1千米,宽400米。矿石主要为含天蓝色天河石及黄玉斜长石,块度0.3~ 1.5立方米,颜色以蛋青白为底色、天河石散布其间,并构成色泽鲜艳,素雅的花斑,属国内少有的佳品。矿石荒料率 50%~ 60%,采运条件较好。矿石加工性能良好,粒度,花纹均匀,光泽度高,属高级饰面石料。矿石资源储量 112万立方米,其中基础储量 42万立方米。

(2)托里县阿克巴斯套花岗岩矿

位于托里县城北东方向 65千米处,钾质花岗岩产于华力西期第四期侵入的岩体中,其中有 12个矿体具有一定的规模(见表 7-4-3)

表 7-4-3阿克巴斯套钾质花岗岩矿特征统计表

矿石岩性为黑云母钾长花岗岩呈橘红—紫红色、黄色、白色,中粗粒花岗结构、似斑状结构,块状构造。矿物成分:长石 65%~ 75%,石英 20%~ 30%,另含小于 3%的黑云母和角闪石。矿石化学组分:SiO274.04%~ 76.20%,Al2O312.01%~ 13.39%,Fe2O31.22%~ 1.88%,CaO 0.60%~ 1.08%,MgO 0.14%~ 0.44%,K2O 4.18%~ 4.80%;Na2O33.38%,SO30.005%~0.31%。

根据矿石中长石成分,颜色及结构的差异,将其划分以下三个石材品种,红色黑云母花岗岩(新疆红)、黄色黑云母花岗岩(菊花黄)、白色似斑状花岗岩(奶油花)。

经样测试、加工和试采,矿石抗压强度 30.7~ 167.6MPa,光泽度 76~ 86,相对密度 2.55~2.59,吸水率 0.14%~ 0.24%,耐酸度 99.22%~ 99.92%,耐碱度 99.96%~ 100%。理论荒料矿区平均 43.78%,实际试采平均荒料率 36.62%。矿石切、磨、锯性能良好,板材率 25~ 30平方米/立方米。

经自治区储量委员会批准,饰面花岗岩荒料资源储量 343.25万立方米,其中红色 125.62万立方米,黄色 191.92万立方米,白色 25.71万立方米。

(3)博乐市桑金布拉克花岗岩矿

位于博乐市东北 28千米处,花岗岩呈岩基状产出,分布面积大,岩体分异程度好,岩相分带明显且呈渐变过渡关系。根据岩相分带,划分出:橘红色粗粒黑云母斑状花岗岩、枣红色粗粒黑云母花岗岩、黄色中粗粒黑云母斑状花岗岩。

而且以橘红及枣红两个品种为主,经力学样测试,抗压试验,化学稳定性极好,完全满足饰面石料标准,而所求储量仅是大岩基中的一小部分,其资源量很大,远景广阔。该矿由新疆建材地质大队提交资源储量 583.21万立方米,其中基础储量 485.77万立方米。

另外,还有哈密市大红山花岗岩矿、哈密市银玉花岗岩矿、吐鲁番市红石头沟花岗岩矿、托克逊县桑树园子花岗岩矿、和硕县扎河布拉克花岗岩矿、哈密黄山南基性岩饰面石材矿、温宿县南木札特花岗岩矿、鄯善县康西东“鄯善红”花岗岩矿等。

4.产量与需求

我国石材是后来居上,从 1999年起全国石材荒料的产量才跃居世界第一。自 1981年新疆开采饰面石材以来,石材工业迅速发展,石材加工企业的规模及产量呈逐年递增的态势,2001年最多时花岗岩矿山为 45家,有 66家加工企业,在市场竞争中优胜劣汰,而保留和新兴的矿山与企业,设备更先进,生产规模也趋于正规。

目前区内荒料生产能力达 15万立方米,实际年产荒料 8万立方米。加工企业总能力为年平均 300万平方米,实际为 180万平方米,其中 34.6%供疆内,56.86%供内地省区,出口量仅有 0.5万平方米。并逐渐成为继福建、广东、山东、四川等省之后的又一重要生产基地和后备基地。

根据国内外市场的进一步扩大,生产量将会稳中提升,预计 2010年时,新疆饰面花岗岩荒料实际产量将达到 25万立方米,板材加工为 320万~ 400万立方米。

图7-1-1无水芒硝

图7-1-2乌鲁木齐盐湖化工厂

图7-1-3罗布泊钾盐基地

图7-1-4鄯善县赛尔盖甫钠硝石矿床地质略图

图7-1-5钠硝石矿石

图7-1-6温宿县阿其克苏盐丘地质图

图7-1-7盐湖中的捞出盐

图7-1-8盐湖中的结晶盐

图7-1-9膨润土

图7-1-10白云母

图7-1-11石棉

图7-1-12且干布拉克蛭石矿

图7-1-13红柱石

图7-1-14皂石

图7-1-15花岗岩石材

图7-3-1石盐的用途

参考资料:移动式破碎机