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溶剂萃取 2024-09-30 18:28:02

信阳煜泰金属科技有限公司(信阳金属粉回收)

一、信阳信阳非金属矿产资源的煜泰有限综合开发利用

一、矿产综合开发利用是金属金属我国矿业的重要政策

1.矿产综合利用的含义及重要作用

矿产综合利用主要是指在矿产开发过程中对共生、伴生矿产进行综合勘查、科技开发和利用,公司对以矿产资源为原料、信阳信阳燃料的煜泰有限工业企业排放的废渣、废液、金属金属废气及生产过程中的科技水、气进行综合利用。公司

矿产综合利用是信阳信阳合理开发资源、保护人类环境的煜泰有限有效手段。综合利用共生伴生矿产资源中有用的金属金属组分,可使一矿变多矿,科技小矿变大矿。公司以此扩大了资源、增加了产量。而且综合利用对矿山建设来说,减少了土地、设备、电、路和其他设施的重复建设,节约投资。由于综合利用了矿产,增加了产品数量,生产减少能耗,降低成本。充分利用三废、变废为宝,不仅可以开发新产品,也可保护环境,减轻污染。

2.我国矿产资源综合利用的方针

我国开展矿产资源综合利用的方针是:充分调动地区、部门和企业的积极性,把资源开发、资源消费与资源综合利用结合起来,把资源综合利用与企业技术改造和治理污染结合起来,变废为宝,化害为利,走出一条自我积累,自我发展,国家予以扶持的资源综合利用的新路子。

3.我国矿产资源综合利用存在的问题

(1)综合利用率不高,总体上低于30%;工业固体废料综合利用率也只有25%左右。据对1845个重要矿山调查统计,综合利用有用组分70%以上的矿山仅占2%,综合利用有用组分50%的矿山不到15%,综合利用有用组分低于25%的矿山占75%,在246个大中型矿山中,有32%的矿山未综合利用有用组分。

(2)综合利用技术尚未完全过关,存在一些尚未解决的问题,因此致使不少矿产资源未能利用,或者即使综合利用了回收率也很低。

(3)综合利用产品的科技含量附加值较低,有相当部分企业和矿产综合利用项目尚属低层次的原料生产及粗加工利用,产品档次较低,市场销路有限,经济效益不高。

二、河南省非金属矿产的综合利用

1.河南省非金属矿产开发的基本状况

在河南省已发现的80余种非金属矿产中水泥灰岩、耐火粘土(包括作为耐火材料用的铝土矿、高铝粘土)、建筑饰面用花岗石、大理石、砖瓦粘土、建筑用石材等开发比较广泛。河南省开发利用的非金属矿种还有珍珠岩、膨润土、沸石、蓝晶石、红柱石、夕线石、高岭土、石墨、萤石、天然碱、盐岩、石膏、硫铁矿、重晶石、白云岩、滑石、玉石、海泡石、硅石、钾长石、麦饭石、陶瓷粘土等,随着我国加大基础设施投资力度,高速公路所需玄武岩、铁路道渣用石料也得到了开发,近年新发现的矿种如伊利石、霞石正长岩、白云质凹凸棒石也在研究开发利用,金红石等矿种采选矿工艺成熟后也会很快得到开发利用。

2.河南省非金属矿产资源综合利用存在的问题

(1)河南省非金属矿产开发主要是乡镇企业,多数规模小,开发利用技术落后,近年来虽然有较大规模的企业引进的一些国外技术和设备也多用以深加工工业。因此,多数矿山和加工企业主要生产原矿和初级产品,优等产品少,低档产品多,致使经济效益差,资源利用率低,矿产资源未被科学合理地利用,更谈不上综合开发利用和利用废渣、废水了。

(2)由于上述原因,河南省不少非金属矿产有用的共生伴生矿产得不到开发利用,如豫北粘土矿具有十几个品级,开采时只采其中较高的几种,其他完全丢掉,采出后只作耐火材料用,而在造纸、橡胶等行业作为填料均未利用。荥阳大理石资源丰富,其中质量好的墨玉大理石作为水泥灰岩开采,作为饰面石材高达100元/m3,而碎成石子仅以6元/t出售。一些熔剂灰岩、化工灰岩、饲料灰岩及轻质碳酸钙灰岩没有分别按用途开发利用,大大降低了资源利用率和经济效益。又如石炭系中统本溪组的铝土矿、耐火粘土、硫铁矿、煤、高岭土等共生,未能综合开发利用,把硬质粘土甚至作为废石扔掉。

(3)应用信息不灵,科技水平不高是河南省的非金属矿产综合利用深层次的问题。如沸石矿是优质水泥原料,但也是高效益畜牧饲料添加剂,优良的土壤改良和净化环境的除臭剂及净化剂,还可加工成分子筛系列产品,在石油、化工、轻工行业推广应用,但由于研究不够,未能进一步加工利用。

3.河南省非金属矿产资源综合利用方向

1)引进先进技术,搞好科学研究,生产高附加值的非金属矿产品和深加工产品,不断探索非金属矿应用新领域

(1)加强对选矿、煅烧等初加工方面的研究,提高资源回收率和提高初级产品质量①河南省蓝晶石类矿物矿产(蓝晶石、红柱石、硅线石)的选矿方法研究,提高回收率和提高精矿质量。②金红石在河南省有较大储量,只是选矿不过关,未能大规模开发利用。因此,对河南省金红石矿选矿的研究尤为重要。③研究石墨提纯方法,生产中、高碳石墨,并在提纯过程中注意保护石墨鳞片,提高石墨产品的价值。④耐火粘土开发利用要推广和改造直径大于3m,进出料口高差10m的大型煅烧竖窑,建成100m3以上的倒焰窑或0.3m乘60m回转窑提高熟料的质量和档次,提高效益。⑤改造现有的珍珠岩膨胀炉或引进新型膨胀炉生产各种粒级的玻壳珍珠岩微珠,使其适合制造各种颜色的高档轻质建筑板材原料。

(2)搞好深加工,探讨非金属矿开发应用新领域河南省现在对非金属矿产的开发利用还是以卖原矿和初级产品为主,如何加长开发链条,向深层次发展,提高附加值,获得更高的经济效益是综合利用资源的一个重要方面。

A.河南省膨润土主要是钙基膨润土,而钠基膨润土的物理性质优于钙基膨润土,具有更高的经济价值和使用价值。因而,加强研究和发展钙基膨润土的提纯改型工艺,生产高质量钠基土。进一步发展加工应用于化工产品的活性白土和有机膨润土系列产品,长效复合保墒肥料的添加剂,农药载体和饲料搀和剂等产品。

B.河南省珍珠岩主要加工成珍珠岩砂,也有一些深加工制造建筑保温材料的企业,但总的来说深加工远远不够。目前建筑保温材料仍是占产品的主导地位,新产品如水泥珍珠岩板、复合墙体保温板、高强度珍珠岩板、坚头壳水泥珍珠岩复合墙体保温板、代木珍珠岩板等不断出现。尤其是憎水珍珠岩制品作为含水炸药的密度调节剂引起了工业炸药的又一次革命。另外,珍珠岩尾矿还可制轻质水泥,代替石英砂作为玻璃和水玻璃原料可节约纯碱降低成本;将珍珠岩熔制成泡沫玻璃,做铁水保温渣覆盖剂;用于饮料、食品、药物和化工液体的珍珠岩过滤剂在我国研制成功投入生产;用珍珠岩尾矿焙烧后的微粉作动物饲料、农药和土壤肥料的调节剂也在研究开发,以上应用领域为河南省珍珠岩开发利用提供了方向。

C.蓝晶石类矿产除提高选矿技术外,应向高档耐火材料产品发展,尤其是向不定型耐火材料新技术产品方向开展研究和加工生产,产品用于各种高温设备和工业窑炉。现在国际上还在研究蓝晶石类矿物的新用途,值得我们重视。如利用超纯蓝晶石生产高强度轻质合金——铝硅合金,用来制造汽车、火车、飞机和船舰部件等。

D.河南省石墨加工企业已有一定规模,主要产品有耐火材料、石墨电极、密封材料等。其中镁碳砖和石墨电极产品在国内处于领先水平。但企业规模小,力量分散,生产设备落后,技术力量薄弱,产品档次低且单一。河南省石墨加工企业今后应扩大企业规模,根据客户要求,开发生产各种特定规格的石墨产品,形成多品种多规格的产品结构。提高深加工技术,生产高档产品,如彩电玻壳用石墨乳、机电设备需要的石墨密封材料及核反应堆需要的超纯石墨产品等。

E.安阳霞石正长岩已完成了选矿中试,产品送杭州玻璃厂完成应用试验,为未来发展看安阳霞石正长岩除应用于玻璃工业外还应扩大应用范围,开拓其他领域。如利用烧结法和水化学法处理霞石正长岩获得氧化铝、钾碱、钠碱和高标号水泥产品,也可在油漆、塑料、橡胶、涂料行业作填料。在放射性废物处理方面也有广泛用途,这些方面都有待于研究探讨。

F.河南省煤系地层赋存有大量高岭土矿,以前开发多应用于陶瓷和耐火材料工业。由于含铁多超过标准,用于造纸工业的不多。由于对煤系高岭土研究较少,对其他领域的应用没真正有效地开展,如在橡胶、塑料、油漆等行业作填料,作为制白水泥的粘合剂、增白剂和充填料,应用于石油、化工行业、农业和其他领域等。加强对煤系高岭土的开发利用研究应是河南省非金属矿发展的重要方面。

2)对非金属矿床中共伴生矿产综合回收,充分利用尾矿和废渣,充分利用资源,保护人类环境

这个问题在河南省尚未引起足够的重视。下面以实例说明矿产综合利用带来的显著经济效益和社会效益。

(1)蓝晶石类矿物在河南省产于变质岩中,伴生变质矿物也比较多。近年来,我国在蓝晶石类矿物的综合利用方面做了大量的研究工作,特别是对于伴生矿物的回收和综合利用的研究也有很大的进展。

河北省平山县罗圈硅线石矿采用先磁选后浮选工艺流程,对该地区硅线石矿石磁选,使其含铁矿物主要集中在磁铁精矿中。仅有少量泥化的含铁氧化物及连生体进入非磁性产物,既能保证除铁效果又能使含铁矿物流向集中,有利于铁精矿的综合回收。摇床回收铁矿物,铁精矿产率6.56%,铁品位56.15%,铁回收率76.36%,磁选作业非磁性矿物浮选硅线石,精矿产率24.88%,硅线石回收率81.75%。硅线石尾矿用旋流器脱泥,可综合回收白云石精矿、石英精矿、云母精矿等。

黑龙江鸡西硅线石矿床选矿副产品率分别为磁性产品4.02%,石墨2.00%、尾矿45.00%,矿泥33.05%,有工业价值并能综合回收利用的有石墨、石榴子石、钛铁矿等。磁性产品中分出硬度大于7的石榴子石可做磨料。石墨主要作保护渣,部分隐晶质石墨还可制成含固定碳大于85%的石墨精粉,尾矿中含二氧化硫82.5%、三氧化二铝9.2%、一氧化钾5.2%,氧化钠0.45%,可用做生产加气混凝土砌砖的原料,还可做民用陶瓷的原料。矿泥制成地面砖和外墙砖,其颜色、强度、抗冻性、耐温度急变和成形性能等均属良好,具有“紫砂泥”特色,可仿造各种器皿。

(2)低品位膨润土矿和尾矿的处理与利用。膨润土深加工多以提纯土为原料,但无论干法或湿法提纯土均伴有大量尾矿产生。浙江大学硅酸盐研究所应用粉碎机械化学作用提高了低品位膨润土或提纯后尾矿的表面化学活性,通过控制细粉碎和表面改性处理方法以改善其作为冶金球团粘结剂的工艺性能,取得了可喜的成果。实验结果表明,合理控制细粉碎可有效改善膨润土尾矿和低品位膨润土的表面物理化学性能,大幅度提高其膨胀容、胶质价、温压强度、热湿拉强度以及吸蓝量和阳离子交换容量,使其作为铸造用的工艺技术性能提高一个等级,达到提纯土二级品标准,同时改善作为冶金球团粘结剂的工艺技术性能。

(3)珍珠岩尾矿和膨胀珍珠岩微细粉的综合利用。珍珠岩尾矿的利用在河南省信阳地区已取得了一些经验。信阳上天梯珍珠岩矿在矿石破碎过程中产生30%~40%的-0.175mm的过细尾矿,其中99%是酸性玻璃,少量长石、磁铁矿、黑云母和蒙脱石,化学成分以二氧化硅(71.98%)和三氧化二铝(2.02%)为主。可利用这种粉矿代替价格较高的氟硅酸钠生产玻璃马赛克,其方法是采用压延压铸法,工艺流程为原材料配比称重—搅拌—高温(1200~1400℃)窑炉熔融—成型—玻璃小块—烘干—成品。其中适量加入硝酸钠及少量氟化物,其他配料有高岭土、石英粉、石灰石粉、玻璃碎粉等,严格限制氧化铁加入。这种方法生产出的玻璃马赛克产品各种物化指标如热稳定性、耐酸碱腐蚀、吸水率、容重、力学性能等均符合OB和GB的指标。自20世纪80年代投入生产后每年可消耗600~800t珍珠岩废砂,产品具有轻质、坚固、耐风雨侵蚀、不吸灰、防水耐磨、色泽丰富、美观艳丽、不变色等优点。

珍珠岩在矿石加工中会产生微细粉,在煅烧膨胀过程中也会因珍珠岩炸裂而形成膨胀珍珠岩细粒。这些细粒的存在会影响膨胀珍珠岩制品的保温绝热性能。虽然颗粒较细的膨胀珍珠岩可用做助滤剂,但颗粒过细也会使其过滤速度大大降低。因此,国外研究出将粉料集结成块,使其成为合格助滤剂的工艺。如,将1~30mm的粉料与约3.5%的硼酸混合,204℃加热5min形成集块状珍珠岩过滤剂,过滤性为100%,湿饼容重为227kg/m3。

(4)石墨尾矿的综合利用。我国隐晶质石墨资源丰富,主要分布在湖南和吉林两省,陕西、广东、北京和福建等地也有产生。河南省也有一部分隐晶质石墨矿床。隐晶质石墨矿石选矿产品难于达到品位80%以上的要求,资源利用率低。黑龙江柳屯石墨矿同钢厂联合开发用尾矿生产低碳石墨保护渣,于1964年研制成功。低碳石墨保护渣为减少生产过程中粉尘污染和解决粉状保护渣对部分钢种有比较严重的增碳而降低钢锭质量的问题。1979年又研制成功颗粒保护渣,该产品为球形,粒度为1~4mm,生产过程为:尾矿砂烘干、配料磨细、沥青—混合—成型—冷却—包装—储运—外销。目前,低碳石墨保护渣已发展到连铸、发热、保温、沸腾和镇静剂等五个渣系计100多个规格。

低碳石墨还可在氧化铝生产中应用。烧结法生产氧化铝时,在生料中搀入20%的低品位(含碳55%~70%)的隐晶质石墨,成为氧化铝生产中的最佳脱硫剂,工业试验证明,用石墨代替部分无烟煤做氧化铝生料脱硫剂,技术上可行,经济上合算,赤泥排硫率可提高40%。

晶质石墨矿床中常见伴生有金红石等矿物,国内已有一些石墨矿从尾矿中回收金红石和含钒白云母获得好的资源效益和经济效益。河南省也有一些晶质石墨矿床,应加强从尾矿中回收有用矿物的研究。

二、几种非金属矿开采技术综述

朱松耆

(苏州中材非金属矿工业设计研究院,苏州 215004)

摘要本文概述了中国几种重要的非金属矿的开采技术和实践经验,包括石膏、金刚石、石墨、膨润土、石棉、滑石、云母和高岭土。简要分析了这些矿物开采的特殊性,介绍了有关矿种开采技术的实例。

关键词非金属矿;开采技术。

作者简介:朱松耆,教授级高级工程师,电话0512-68213617,E-mail:zhusongqi@sina.com。

一、非金属矿开采概况

我国已探明资源储量的非金属矿产有91种,已规模化开采的有20余种,现仅就其中几种非金属矿的开采技术作一介绍。

中国金刚石、高岭土、云母、石棉、石膏、石墨、滑石、膨润土的开采情况如表1所示[1~6]。

表1非金属矿开采概况

注:本表仅列“矿点”,非公司名。1 ct=0.2 g。

二、非金属矿开采的特殊性

(一)矿物品级及晶体保护

非金属矿各矿种的产品根据用途和工业要求都有不同的分级方法,这对开采也产生一些特殊要求。

如表2中所列,金刚石、石棉、云母、滑石、石膏、高岭土等矿物在工业上主要或部分是利用其物理力学性质的,成了直接利用的工程材料。金刚石颗粒细小,岩矿开采时无法考虑其保护;金刚石砂矿开采时,由于金刚石密度大,特别是颗粒大的,常富集于砂层底部和阶地下部,要求特别注意对这部分矿体的保护和开采。石棉、云母、滑石、石膏、高岭土等矿物开采时都要按工业要求考虑其保护措施。

表2非金属矿产品工业要求与分级对开采的影响

一些非金属矿物即使品位相同,但所含矿物的品级不同,售价不同,会引起开采技术经济指标的很大变化,影响开采方法和采矿方法的选择。有的价值昂贵,如云母矿,面积较大的薄片云母价格达400元/kg,面积为4 cm2的薄片云母价格为80元/ kg。从经济效益出发,开采时必须考虑其晶体保护。

(二)赋存条件和产状上的特殊性

如金刚石矿床,矿体为直立管状。开采时从开拓系统的选择到采矿方法都要作适应性的考虑。

(三)矿石及围岩特性

一些非金属矿矿石及围岩松软,矿层厚度大,在开采中必须采取特殊措施,保证生产的安全和高效。如高岭土矿和滑石矿,它们的特殊性能要求在开采和巷道支护方面采取相应的特殊措施。露天开采中,由于滑石越纯润滑性越好,自然安息角小,常要求边帮放缓,这样会使基建投资和开采成本增加。

(四)矿石性质的特殊性对开采的特殊要求

如纤维石膏价格高,但其质软易磨损,开采时需特别防止其受磨损,膨润土遇水后会迅速膨胀和崩解,不能采用湿式凿岩。高岭土砂矿由于矿石中含石英砂和砂砾,结构松散,冲采淘洗后高岭土矿易富集,开采时有条件的应当用水力开采以取得好的技术经济效果。

三、各矿种的开采简况

(一)石膏开采

中国石膏矿床规模大、质量好的都是沉积型。地下开采矿山有:邵阳石膏矿、平邑石膏矿、太原石膏矿等,南京石膏矿年产量为40×104t。荆门石膏矿是目前开采纤维石膏最大的矿山。露天开采的矿山一般规模较小,主要分布在甘肃、四川、宁夏、青海等省。

1.地下矿开拓运输方法

其方法有竖井开拓,如平邑石膏矿等;斜井开拓,如已采完的应城石膏矿;竖井、斜井联合开拓,如南京石膏矿;平硐开拓,如太原石膏矿、灵石石膏矿。灵石石膏矿曾用平硐溜井开拓,但不成功,雪花石膏(质量好的二水石膏)和一般普通石膏在通过大溜井放矿时易粉尘化,且夹有泥质,因此在水的作用下常造成溜井出矿口的堵塞事故,生产不正常;无水时漏斗放矿又尘埃迷漫,岩尘细微,用一般通风措施也难以解决问题。太原石膏矿采用平硐无轨开拓,于20世纪70年代末80年代初改用全无轨化采矿,当时在中国矿业界是第二个实例,既典型又具有先进性。该矿采用平硐无轨开采的有利条件是:矿体埋藏高于地面,矿层缓倾斜,倾角为5°~10°,适合平硐开拓和分层开采时汽车的运输;采用房柱法开采,采准切割巷道基本上都建于矿体内,可回收矿石,使基建投资下降;矿体及围岩稳固性好,矿房高达10 m,跨度12~15m,经久不垮,允许采用大型无轨设备;巷道断面大,但实际支护率仅8%,基建费用省;可边基建边生产,可局部投产、简易投产,见效快;生产规模不大,坑内运输车辆不多,通风比较好解决。该矿投产后结算,每吨矿石的单位投资仅43.75元,而那一时期同样规模的矿山都在100元以上。说明这种开拓方法是适于这一类型石膏矿体的。

2.石膏的开采工艺

分两类:一是纤维石膏矿的开采;二是雪花石膏、普通石膏和硬石膏矿的开采。纤维石膏硬度小,性脆,容易变成粉矿而损耗,开采装运时要避免捣运,避免用耙矿设备,避免用漏斗放矿,还由于矿石价值高(3倍于普通石膏),采用长壁选别充填采矿法,回采工作面崩落下的矿石用人工选别将矿石装入矿车,如荆门石膏矿。雪花石膏、普通石膏和硬石膏开采工艺相似,回采时用全面采矿法或房柱采矿法。

3.常用设备

地下开采时的技术装备主要是提升、运输、压气、通风、排水和采矿场的凿岩设备、装矿设备等。下面仅将提升设备举例说明如下(表3)。太原石膏矿无轨开采时多用轮胎式电动装载机,2 m3铲斗或较小铲斗的电动铲运机,汽车为10 t坑用自卸汽车,通风用二台4-72离心式通风机并联抽出式运行。

表3石膏矿地下开采提升设备举例

(二)金刚石开采

金刚石矿床分原生和次生。原生矿的产状有岩管型和岩脉型,次生的是金刚石砂矿。在开采方法上,岩管型的一般是露天或露天和地下联合开采。岩管产状特殊,是直通地表的近直立的管状,截面面积呈圆形或似椭圆形。通常面积为500~600 m2,大的达2000~3000 m2,有的甚至更大,一般岩管向深部面积愈来愈小,品位愈来愈贫,金刚石质量也变差(碎粒级增多),为尽快发挥投资效果,上部皆露天开采;一定深度后转入地下开采。原生矿岩脉的开采为地下开采,例如蒙阴红旗1号岩脉的开采,现已采完。次生的金刚石砂矿均为露天开采,品位不高,但宝石级金刚石含量高,经济效益好,例如原湖南常德金刚石矿和原山东郯城金刚石矿。

1.开拓运输方法

岩管的露天开采用公路螺旋线开拓,逆时针方向展线,用10 t汽车运输。金刚石砂矿一般都用公路开拓,汽车运输。

2.开采工艺

露天开采时分台阶开采,钻孔用YQ-150A型潜孔钻机,采用松动爆破,1 m3挖掘机,10 t汽车将矿石由回采工作面一直运到选矿厂。金刚石密度大,达3.52~3.55g/cm3,多富集于砂层底部和阶地的下部,开采时要注意清扫这些部位。也有用空气吸管清扫矿层底板的。

(三)石墨开采

中国晶质石墨矿都为露天开采,有:原南墅石墨矿、原北墅石墨矿、黑龙江萝北石墨矿、黑龙江鸡西石墨矿等。萝北石墨矿号称亚洲第一大矿。隐晶质石墨矿,都为地下开采,现开采的矿山有吉林磐石(烟筒山)石墨矿和湖南鲁塘石墨矿。

1.开拓运输方法

大型露天矿多用公路开拓,用载重量为15~20 t,个别也用8 t的自卸汽车运输。地下开采,用平硐或斜井开拓。

2.开采工艺

露天开采穿孔用KQ-150型潜孔钻机,采装工作用1~2 m3的电动挖掘机。地下开采的隐晶质石墨矿,由于矿石和围岩的稳固性差,均采用崩落采矿法,又由于石墨的滑腻性、摩擦角小等特点,将所有巷道都做成倾斜,创造性地使用了无底柱分段崩落法,矿石从工作面自溜至放矿溜井,除巷道倾角略小的设置些搪瓷溜槽,整个回采工艺不再设其他装运设备,具有设备简单、装运费省、容易掌握等优点。

(四)膨润土开采

膨润土是矿物成分以蒙脱石为主的粘土矿,又称蒙脱石粘土。其开采方法有露天开采和地下开采,矿石年产量大于20×104t属大型矿山,露天开采的有:辽宁黑山膨润土矿、河南信阳膨润土矿、甘肃金昌红泉膨润土矿、新疆托克逊县柯尔膨润土矿、新疆布克塞尔县夏子街矿等;地下开采的有浙江省临安膨润土矿、浙江仇山磁土矿、吉林九台膨润土矿等。按产量计露天开采占总产量的75%。包括中小型矿山全国有200余家。

露天开采普遍采用公路开拓,汽车运输。地下开采矿山都采用斜井开拓。

由于蒙脱石是不稳定矿物,吸水后要剧烈膨胀,此性能影响开采工艺选择,露天开采的黑山膨润土矿浅部为软质膨润土,深部为硬质膨润土。地下开采的膨润土矿常为硬质膨润土,临安膨润土矿和仇山磁土矿采用空场采矿法,九台膨润土矿用分层崩落采矿法。在回采工艺上不能用一般的湿式凿岩,不能用洒水除尘,而是要用电钻。

(五)石棉开采

石棉开采方法有露天开采和地下开采。目前中国规模较大的矿山皆为露天开采。有茫崖石棉矿、新疆巴州石棉矿、新疆若羌石棉矿、甘肃阿克赛石棉矿。其中茫崖石棉矿精矿产量达10×104t/a、阿克赛矿达20×104t/a、巴州矿达4×104t/a,是全国最大的三个矿区,差不多占全国总产量的85%。阿克赛矿的年产量差不多是全国总产量的50%。

1.开拓运输方法

露天矿山都采用公路开拓汽车运输,由于年采剥总量的增加,达(200~300)×104t甚至更大,运输汽车也向大载重量发展,现通常用15 t、20 t自卸式汽车。

2.开采工艺

一些大型石棉矿山设备比较现代化,开采台阶高度为12 m,穿孔设备采用KY-150型牙轮钻和YQ-150型潜孔钻;采装工作面已较普遍地采用2 m3、4 m3大型挖掘机,以取代小型挖掘机;辅助设备,如清理平整场地和收集矿岩用的推土机也已大型化。

(六)滑石开采

滑石大型矿山,有辽宁海城滑石矿,广西龙胜滑石矿,山东胶东地区的平度、海阳、栖霞等滑石矿。这三省的滑石生产量占全国总产量的85%,是中国滑石生产的三大基地。包括中小型矿山,全国有220多家滑石矿。

1.开采方法

有露天开采和地下开采。露天开采的有海城滑石矿,该矿开采矿点很多,有资料说该地区精矿总产量已达100×104t/a,海城东矿区范家堡子是中国最大的露天开采的滑石矿,广西龙胜滑石矿、山东平度滑石矿为凹陷露天开采。地下开采的有海城滑石矿西部矿区,山东胶东地区的海阳滑石矿和栖霞滑石矿等。

2.开拓方法

露天开采多用公路开拓汽车运输,海城矿东矿区露天开采用7 t、15 t自卸汽车运输,广西龙胜矿用12 t自卸汽车运输。地下开采,用竖井开拓的有胶东的栖霞滑石矿和海阳滑石矿;用平硐开拓的如海城矿西部矿区和海城的水泉滑石矿。

3.开采工艺

露天开采的海城东矿区露天矿,穿孔用YQ-150A潜孔钻机,挖掘用1 m3挖掘机,由于滑石质软,其莫氏硬度为1~1.5,有滑感,而且滑石纯度越高其润滑性越好,极易裂开成薄片,自然安息角小,约为35°~40°,极不稳固。围岩一般也均不稳固,节理、裂隙发育,这对开采工艺的影响很大,如海城东露天矿底帮最终边坡角仅40°,顶帮为36°是很缓的。使剥采比增加,造成基建投资和开采成本的增加。地下开采由于矿石及围岩不稳固使巷道支护困难,海城西部矿区采矿曾采用下向分层的选别充填采矿法,随着选矿技术的改进,允许降低入选矿石品位,开采时用无底柱分段崩落采矿法。山东栖霞,辽宁本溪、营口等滑石矿采用分段自然崩落采矿法。

由于滑石在工业上主要作粉体填料,多利用其白度,开采时要求不被第四纪土层及污浊的矿坑水所染色。手选后在工业上直接利用的要保护其纯度。

(七)云母开采

中国白云母的主要产地,新疆阿尔泰、四川丹巴和内蒙古土贵乌拉三大基地,现都已闭矿。金云母一般开采规模不大,有河南镇平、吉林集安等。碎云母矿河北灵寿矿区最大,还有江西、湖南、湖北、山西等矿点。由于云母纸和云母粉的生产和应用,碎云母的生产已占云母工业的主导地位。

云母露天开采的有新疆阿尔泰云母矿。

开拓运输方法:露天开采常用公路开拓、斜坡道开拓,由于开采量小也用无沟开拓。公路开拓,一般用5t自卸汽车运输。无沟开拓是用简易索道横跨采场提升运输。

由于云母矿价值昂贵而开采规模又小,开采工艺简单,炮孔布置要避开富矿带,爆破后在工作面上人工拣选装运。

(八)高岭土开采

高岭土按自然产出的形态及工业要求分:软质高岭土、砂质高岭土和硬质高岭土。软质高岭土规模最大的是苏州中国高岭土公司,产量为25×104t/a,品位高,原矿可直接在工业上利用,低档的作耐火材料。其手选1号泥比手选4号泥价格高10多倍,因此开采时要求保护优质土,保护原矿的纯度,并使其不变成碎屑状,过去多在回采工作面进行人工选别回采,现在开采规模大了,但为与手选车间的衔接,仍要适当选别回采。砂质高岭土(又称砂性高岭土),我国资源丰富,近10多年来蓬勃发展,建成许多大型和超大型矿山。如广东茂名高岭科技有限公司(10×104t/a造纸涂料级高岭土、广东茂名石化高岭土有限公司(5~8)×104t/a造纸涂料级高岭土、广西兖矿集团北海高岭土有限公司(10×104t/a陶瓷用高岭土)、福建龙岩高岭土公司(5×104t/a陶瓷用高岭土)等。正在建设的广西合浦沪天高岭土有限公司规模更大。硬质高岭土也称煅烧高岭土,中国一般是煤系硬质高岭岩(土)经深加工处理而得,由于硬质高岭岩是和煤共生、伴生,其开采是按煤的开采情况及其本身的赋存情况来定的。

高岭土矿的开采方法有露天开采也有地下开采,热液蚀变型和沉积型的高岭土矿一般浅部用露天开采、深部用地下开采。如苏州中国高岭土公司所属阳西矿区和阳东矿区都曾浅部用过露天开采。砂性高岭土皆为露天开采。由于矿石中含石英砂或砂砾,结构松散,冲采淘洗后高岭土易富集,且白度、细度好,有条件的应采用水采水运。如上述广东茂名的两个矿山及正在建设中的广西合浦沪天高岭土公司的矿山。福建龙岩高岭土公司也是砂性高岭土,规模也大,由于该处缺水,只能用一般的露天开采法,旱采旱运;广西兖矿集团的北海矿高岭土矿也是旱采旱运。

1.开拓运输方法

露天开采用过窄轨开拓,电机车牵引矿车运输,如苏州中国高岭土公司所属阳东、阳西矿区。砂性高岭土水采时,用水枪冲采和渣浆泵配合作业,矿浆从设于矿块中的集浆池用渣浆泵输送至选厂,一般采用200/150R-AH型渣浆泵通过直径为250mm塑料管输送。福建龙岩高岭土矿和广西兖矿集团的北海高岭土矿都采用公路开拓,汽车运输。地下开采有竖井开拓、斜井开拓等,如苏州中国高岭土公司所属的矿山。

2.开采工艺

水力开采采用SQ-80型、平桂-150型、平桂-200型水枪,冲下的渣浆用渣浆泵输送至粗选厂。这种开采方法的优点是工艺简单,设备简单,劳动生产率高,选矿厂的制浆工艺提前,采选一体化,这种方法在英国用得较多。龙岩高岭土矿和一般露天矿一样,采用挖掘机加汽车。该矿用WK-2型挖掘机,17 t自卸汽车。软质高岭土的地下开采,如中国高岭土公司阳西竖井、观山竖井等,由于矿体松软易碎,具有可塑性,遇水后有吸水性和膨胀性,同时还具有隔水性,是典型的塑性介质。脉内巷道采取封闭式支护,采矿方法结合松软厚矿体的特点采用分层崩落法。回采时用风镐及手镐落矿,据有关文献报道,国外有用沿进路自动推进的刮刀采装联合机进行回采的。底板大理岩中有纯净氮气,在该岩层中进行反井掘进时,采取预防氮气外漏的措施。

参考文献

[1]朱训,尹惠宇,项仁杰,韩新民,崔越昭.中国矿情,第三卷:非金属矿产.北京:科学出版社,1999

[2]采矿手册编辑委员会.采矿手册,第四卷.北京:冶金工业出版社,1990

[3]非金属矿工业手册编辑委员会.非金属矿工业手册(上、下册).北京:冶金工业出版社,1992

[4]朱松耆.非金属矿工业应对WTO的浅议.中国建材,2002(6)

[5]唐靖炎,何保罗.我国非金属矿开发利用现状.中国建材,2006(1)

[6]胡勤,周伟.试论中国非金属矿工业发展战略.中国非金属矿工业导刊,2008(1)

A Brief Introduction to Mining Technology of Some Kinds of Non-metallic Minerals in China

Zhu Songqi

(Suzhou Zhongcai Design and Research Institute for Non-metallic Mineral Industry,Suzhou Jiangsu 215004,China)

Abstract:The paper summarizes mining technology and practical experiences for several kinds of non-metallic minerals in China,such as gypsum,diamond,graphite,bentonite,asbestos,talc,mica and kaolin.The specific characteristics of mining technology for these minerals are briefly analyzed.Some illustrative cases of mining practices are introduced.

Key words:non-metallic minerals,mining technology.

参考资料:湿法冶金