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金属回收 2024-09-30 18:31:15

金属与非金属的区别(日本金属非金属回收)

一、金属金属建材用主要非金属矿产

新疆建材用非金属矿产特点是非金非金:矿种多、品质好、属的属回收储量大、区别分布广。日本此类矿产已发现 70余种,金属金属产地 1400余处,非金非金其中保有资源储量占全国第一的属的属回收有白云母、蛭石、区别陶瓷土、日本饰面辉石岩、金属金属砖瓦用页岩;占第二位的非金非金有长石、蛇纹岩、属的属回收膨润土、区别水泥用大理岩、日本砖瓦用砂;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

二、非金属矿产及其在国民经济中的地位

非金属矿产系指除金属矿产、能源矿产和水以外的各种可供利用的矿物和岩石。它是人类最早使用并最有开发应用前景的一类矿产资源。目前,这种矿产资源在西方国家被称为“工业矿物和岩石”,而前苏联等国以及我国则采用“非金属矿产”这一名称。其种类繁多,迄今已达200余种。

非金属矿产是人类物质生活、科学进步、经济发展中不可缺少的重要原料。在20世纪初叶,被利用的主要非金属矿产约为60种,目前已达200种以上(其中150余种矿物,50种岩石)。随着现代工业的发展可供利用的矿物和岩石种类将继续增长。由于非金属矿种多,一般产量大,用途广,这些特点使非金属矿产资源在国民经济中的地位日益提高。据统计1974年工业矿物(非金属矿)世界耗量总值为600亿美元,1980年增至850亿美元,预计到2000年将达到2000亿美元。非金属矿的产销量与一个国家的工业发展水平紧密相关。目前产销量较大的大多是一些工业发达的国家,如原西德按人口平均非金属原料消费量每年约15t,美国约9t,日本和西欧国家也接近美国水平。

近几十年来,非金属矿产之所以得到如此快速发展,其主要原因在于科学技术的发展使可利用的非金属矿的品种增多,性能改善,用途扩大。此外,新兴工业发展和环境保护与节能的需要也扩大了非金属矿产的利用。当今世界已经把对非金属矿的开发利用程度作为衡量国家技术水平高低的一项标准,可见其的重要性。目前,非金属矿产利用比较广泛的领域主要有以下几个方面。

一、建筑材料

非金属矿产在建筑材料方面消费量最大,约占整个产量的90%,占产值的60%。仅石灰岩一项,全世界一年的消耗量近20×108t。近20年来,随着现代化城市建筑向高层、超高层发展,需要改变传统的建筑材料(砖、瓦、沙、石)的组成和发展轻质骨料与轻质板材,从而使人们注意研究和寻找具有轻质、高强、隔热、隔音、防震等性能的非金属原料,因此使某些过去认为没有用的、或用途有限的矿物和岩石得到广泛的利用。

目前轻质骨料主要包括蛭石、珍珠岩、沸石岩、浮岩、膨胀粘土、页岩、板岩、火山碴、硅藻土、煤矸石等。由于它们具有优良的物理化学性能,而且容易取得、经济便利,因而成为理想的轻质建筑原料。

随着高级建筑石材、室内外建筑饰面材料和大量工艺雕刻石材等的需求快速增长,必然促进花岗岩、大理岩、板岩等石材工业蓬勃发展。

二、冶金工业的辅助材料

随着冶金工业高速发展和冶炼技术与工艺的改进以及对辅助原料的需求向多品种、高质量发展,因而对冶金用非金属原料如耐火材料、熔剂、球团矿黏合剂提出更多、更高的要求。目前国内外利用的概况是:

1.耐火材料

过去有菱镁矿、白云石、硅石、耐火粘土、铬矿石、高岭土等。现又增加了蓝晶石、矽线石、红柱石、刚玉、叶蜡石、膨润土、珍珠岩、锆石、石墨、石英岩、石英砂岩、水镁石等。

2.熔剂材料

除传统的石灰岩、萤石和铝土矿外,近年来又增加了橄榄石、纯橄榄岩、叶蜡石等。高炉中加入上述材料,一是做助熔剂;二是做炉渣的调节剂。它可以减少高炉添加的熔剂的总量,达到进一步节能的目的。

3.铁矿球团的黏合材料

鉴于富铁矿石日趋不足,许多国家已广泛利用贫铁矿石制成球团炼钢。随之而来,作为球团矿的黏合剂的矿物原料引起关注,钠质膨润土是理想的黏合材料,已得到广泛的利用。

三、陶瓷工业

陶瓷业属于资源、能源大量消耗型领域,节约燃料已成为陶瓷业突出问题之一。为此,各国正注意开辟新的原料领域,提供生产陶瓷用的矿物原料。传统的陶瓷原料如高岭土、叶蜡石及其他粘土等属于铝硅酸盐,而硅灰石、钙长石、透闪石、透辉石等矿物归为钙硅酸盐。后者在20世纪60年代才开始使用,主要优点是节约燃料,提高产品质量和降低成本,对陶瓷工业的发展意义重大。

四、环境保护与“三废”处理

在当今人类生活中,环境是最受关注的问题之一。环境污染是工业发达国家的一大社会祸害,某些非金属矿可以用来消除污染,清洁环境。由于非金属矿产具有资源丰富、价格低廉、除害效果好、常可回收有益组分等优点,世界各国在“三废”处理中相当重视利用天然原料。已经投入试用的有沸石岩、珍珠岩、海绿石砂岩、硅藻土、硅质岩及白云岩等,尤其是天然沸石被普遍利用在环保方面,处理废气、污水、放射性废物,净化城市供水等。

五、公路建设

随着现代交通事业的发展,大量修建高速公路,石材用量剧增,目前已启用的有石英岩、玄武岩、石灰岩、浮石、珍珠岩、蛭石以及各种废矿渣等。公路领域对非金属矿产的利用前景广阔。

六、轻工、日用化工

这是非金属矿产最热门的开发领域,除日常生活有关的环保产品外,还有饮料或饮用水助剂、澄清剂、食品保鲜剂、安全香烟处理剂、各种吸附剂、干燥剂、除油垢剂、食油处理剂等。这些产品均有很大的市场容量,是非金属矿产开发利用的广阔天地。

七、农业

农业是非金属矿产极有发展前景的重要应用领域。为解决农用钾肥、磷肥的不足,一些国家如南非、印度、日本、意大利等广泛开展了含钾岩石如钾长石、明矾石、霞石、白榴石、金云母等的研究,有的已用于工业生产。此外,为了提高肥效、改良土壤,还直接利用下述矿物或岩石如海绿石、泥炭、蓝铁矿、硅藻土、沸石岩、蛇纹岩、细粒石灰岩、珍珠岩等。

八、矿物填料及矿物材料

在橡胶、塑料、绝缘材料、油漆涂料、造纸等工业上,矿物涂料用量很大,据外刊报道,2000年仅塑料工业将消耗矿物填料达1500×105t左右。因为上述工业产品采用矿物填料后,在相对密度、硬度、强度、软化点、耐火性和导热性、表面平滑度、透明度、颜色及其他性能都有改善,扩大了利用范围,并节省了部分金属用量,例如:添加了矿物填料的工程陶瓷、工程塑料可以制作陶瓷气缸、汽车外壳等。因此,矿物填料已列为重点开拓对象。该类矿物种类较多,包括石棉、重晶石、粘土、云母、硅灰石、透辉石、脉石英、沸石、硅藻土等,可以生产系列填料,经济效益较好,使非金属原料增值。利用矿物或岩石制取技术材料是非金属矿开发利用的重要和有远景的领域,是一个新发展趋向。

九、节能

随着现代工业的发展,能源消耗不断增加,世界各国十分重视节能和开拓新的能源。除了利用油页岩作重要的油气新采源外,并启用了沸石、珍珠岩、蛭石、浮石、硅质岩、矿棉(矿物纤维)等,生产各种保温放热制品,如用基性岩制取岩棉;膨胀珍珠岩、蛭石、硅藻土制取保温材料;用硅质粘土或沸石制取锯末矿棉,泡沫保温材料等。

在建材工业中,非金属矿产的利用具有重要节能意义,例如:在水泥生产中,加入复合矿化剂即含氟、硫、钡元素为主要成分的矿物原料,包括萤石、重晶石、石膏、黄铁矿等,可以降低熟料的煅烧温度。在陶瓷业,采用硅灰石或透辉石、透闪石、钙长石、绢英岩、霞石正长岩等低温快烧原料,既可以节能,又可以改善工艺条件和产品性能。

近代,在开发节能产品中,玻璃钢工业得到飞速发展,玻璃钢的强度超过合金铝,可与高级合金钢媲美。在驱动部件和交通工具等采用玻璃钢,可大幅度减轻制品的重量,降低能耗,如汽车部件和车身用玻璃钢制造可减轻重量20%~30%。据测算,每减重10%,可节油5%左右。其他如船舶、电动机片、火车窗框等使用玻璃钢亦有显著节能效果。

此外,近年来日本已开发出取暖的放热材料,其用硅藻土加煤粉、盐、还原铁制成,产品可放入衣袋或鞋内,成为小型化学加热器。这类产品对于寒冷地区和某些病人尤其适用,由于携带方便、价格低廉,产品市场看好。

我国非金属矿产资源十分丰富,储量和品种均不亚于美、俄罗斯等国。但在利用范围和产销量方面却远不及它们。只有加强探查和应用试验并加以推广,才能将丰富的资源用来增强国力。

三、美国和日本的什么资源都很丰富

美国国土面积937.3万平方公里,仅次于俄罗斯、加拿大、中国,居世界第四位。全国划分为50个州和一个特区。本土48个州,位于北美洲中南部,北面与加拿大接壤,西南与墨西哥相连,东南滨墨西哥湾,东、西两面分别濒临大西洋和太平洋。另有两个海外州,一个是位于北美大陆西北端的阿拉斯加;另一个是位于太平洋中的夏威夷。哥伦比亚特区为首都华盛顿所在地。

美国是世界上最重要的矿产资源、生产、消费和贸易国之一,是世界矿业的中心。矿业在美国国民经济中也占有较重要的地位,是其基础性产业之一。

一、矿产资源

美国矿产资源丰富,矿产储量潜在总值居世界第一。许多矿产的储量居世界前列。

美国矿产储量居世界第1位的有:煤、钼、天然碱、硼、溴、硫酸钠;第2位的有:铜、金、镉、银、钇、磷、硫;第3位的有:铅、锌、稀土、重晶石、碘;第4位的有:铂族金属、钨;第5位的有:铁矿石;第6位的有:天然气、锑、铋、钾盐;第8位的有:钛铁矿、铀:石油居第11位。

美国矿产资源具有以下几个特点:

第一,美国矿产资源总量丰富,余缺并存。美国矿产资源丰富,发现2500多种矿物,经地质勘查工作证实,美国探明有矿产储量的矿产有88种,是世界上探明储量最为丰富的国家之一。美国矿产资源总量虽然丰富,但有些矿产资源并不丰富,甚至有些矿产资源主要依靠从国外进口。在诸多矿产中,资源比较丰富的有煤、铀等能源矿产,铜矿、金矿、钼矿、铅矿、锌矿等金属矿产资源和硼矿、硫矿、磷矿、天然碱、膨润土、硅藻土、高岭土、硅灰石、滑石、石膏等非金属矿产资源。其中尤以铜矿、金矿和化肥化学矿产资源最为丰富。对美国来说,石油能源资源、铁矿和锰矿、铬矿、镍矿等钢铁矿产资源并不丰富,铝土矿及砷矿、铋矿、钨矿、锡矿、石英、萤石、云母矿等几十种矿产则属于短缺资源。

第二,美国各类矿产资源丰度状况不尽相同。就总体来看,以非金属矿资源最为丰富,分布亦广,金属矿和能源矿次之。能源矿产以煤矿和铀矿资源比较丰富,在世界上占有重要地位,而油气资源丰度一般,金属矿产中以铜、铅锌等有色金属矿产和金银等贵金属矿产较为丰富,其他金属矿产一般;非金属矿产中以化工矿产和轻工矿产为最丰富。

第三,美国矿产资源地理分布广泛,但不均匀。美国各州均有数量不等的某些矿产,但分布是不均匀的。中部地台区主要有石油、天然气、煤、铁、铅、锌和铜矿等矿产;东部阿巴拉契亚褶皱带中主要有石油、天然气、煤、有色金属和贵金属;西部科迪勒拉褶皱带是美国矿产资源的主要富集区,不仅产有大量铜、钼、金、银、铀、钒、铅、锌等金属矿产,而且非金属矿产和煤、石油、天然气、地热等能源矿产也很丰富;墨西哥湾和大西洋拗陷带中的矿产以石油、天然气、褐煤和钾、硫、磷等沉积矿产为主。总体看来,固体矿产中金属矿产主要分布在西部地区,中部和东部较少;非金属矿产则在东、中、西部州均有分布。

根据美国目前的矿山生产能力(2005年产量数据)计算,美国主要矿产储量的静态保证年限如下:铜31年,钼47年,铝土矿100年,金11年,铅19年,锌40年,银20年,重晶石51年,石膏33等。另外,美国煤炭储量占世界储量的26.1%,居世界第一;石油和天然气储量分别占世界总储量的2.4%和3.0%,分别排世界第11位和第6位。

美国矿产资源分布

二、生产和消费

美国目前开采的金属矿产主要有金、银、铜、铁、铅、锌、钼、铂族金属等,开发的金属矿山主要位于西部地区(铁矿山主要在明尼苏达州和密歇根州)。而开采的非金属矿产品主要为石料、石灰、磷酸盐、高岭土、盐、苏打灰、斑脱岩、钾岩、硼矿物、硅藻土、石膏、宝石等,主要开采地多位于东部和西部地区,中部地区相对较少。在工业产值上,非金属矿产的工业产值目前大于金属矿产的工业产值。

能源矿产

美国是世界重要的能源生产大国,其石油、天然气和煤产量一直在世界上占有重要地位。从2001到2005年,美国石油产量从3.49亿吨逐步下降到3.10亿吨,平均年下降率为2.9%,美国石油产量占世界的比重也从2001年的9.7%下降到8.0%(表2);同期美国天然气产量从5658亿立方米逐步下降到5257亿立方米,平均年下降率为1.8%,占世界的比重从2001年的22.7%下降到2005年的19.0%;与石油和天然气不同,从2003年开始,美国煤生产形势迅速好转,产量连年增加。由于2002年和2003年煤产量大幅下降的影响,2001年~2005年煤产量只出现了小幅度增长,从2001年的10.23亿吨增长到2005年的10.28亿吨,平均年增长率仅为0.13%。同期,由于中国和印度等国煤产量的大幅增加(中国和印度的年均增长率分别为12.2%和5.7%),世界煤总产量大幅增长,年均增长率达到了5.0%。相比之下,美国煤产量在世界产量中所占比重不断下降,从2001年的21.2%下降到2005年的17.6%。

美国也是世界重要的能源消费大国。2005年美国一次能源消费量为23.37亿吨石油当量,与2004年略低,占世界一次能源消费量的比重为22.2%(表3)。石油、天然气和煤是美国一次能源消费的主体,2005年占美国一次能源总消费量的比重分别为40.4%、24.4%和24.6%;而核能和水电则仅分别占8.0%和2.6%。2001年单位国内生产总值(万美元)一次能源消费量为2.2吨石油当量,2005年则下降到1.9吨石油当量。2005年美国各种一次能源消费量在世界一次能源消费量中所占比重如下:石油24.6%,天然气23.0%,煤19.61%,核电29.6%,水电9.1%。

近5年来,随着美国经济的发展,其能源消费稳步增加。石油消费量从2001年的8.96亿吨上升到2005年的9.45亿吨,年均增长1.3%;煤消费量从2001年的5.52亿吨石油当量上升到2005年的5.75亿吨石油当量,年均增长率为1.0%;同期天然气消费量从2001年的6414亿立方米下降到2005年的6335亿立方米,年均年增长率为-0.3%。

金属矿产

美国是世界上重要的金属矿产生产大国和消费大国。钢、铁矿石、金、银、以及主要有色金属的生产和消费均在世界占有重要地位特别是铜、铅、锌、钼、钢材和贵金属。美国是世界最大钼生产国,主要是作为副产品从斑岩铜矿中回收的。2005年钼的产量为5.8万吨,在世界产量中所占比重为31.2%。黄金矿山产量为256吨,仅次于南非,在世界产量中所占比重为11.0%。矿山银的产量为1178.8吨,在世界产量中所占比重为6.1%,其中一半以上为铜、铅、锌和金的冶炼副产品。此外,氧化铝和矿山铅的产量所占的比重也都超过了10%;钢铁、精炼铝、矿山铜和精炼铜、矿山锌、镁和镁化合物、钛铁矿和矿山银的产量在世界产量中所占比重也都达到了5%~10%。

2001年~2005年,由于美国经济增长速度逐渐放缓,对美国金属矿产品的生产产生了较大影响。通过统计的35种金属矿产品生产数据来看,17种矿产品的年均增长率为正增长,17种矿产品年均增长率为负增长;但主要原生金属矿产品的生产均有较大幅度下降。其中,精炼铅产量从2001年的26.6万吨下降到2005年的14.3万吨,年均下降率为14.0%;矿山铅产量从2001年的46.6万吨下降到2005年的42.6万吨,年均下降率为2.2%;精炼铜从2001年的180万吨下降到2005的126万吨,年均下降率为8.5%;矿山铜产量从2001年的134万吨下降到2005年的114万吨,平均下降率为4.0%;矿山金产量从2001年的335吨下降到2005年的256吨,平均下降率为6.5%;矿山银产量从2001年的1606吨下降到2005年的1179吨,平均下降率为7.4%;矿山锌产量从2001年的84.2万吨下降到2005年的74.8万吨,平均下降率为2.9%;精炼锌产量从2001年的20.31万吨下降到2005年的19.1万吨,平均下降率为1.5%;精炼铝产量从2001年的263.7万吨下降到2005年的248.1万吨,平均下降率为1.5%。此外,镁、铬、镉等金属的产量年增长率也为负增长。

多年来,美国由于国内主要金属矿产资源有限,矿石和金属产量不断下降,为了满足国内日益增长的需求只能不断增加进口量。为了减少对国外矿产品的依赖,美国逐渐加强再生金属的回收利用。近几年在主要原生金属产量普遍呈下降趋势,但再生金属的生产却出现持续增长的良好势头。许多金属的再生利用发展迅速,特别是金、铅、锌、铝、锡、锑、汞、钨、镍和铂族金属等。这些再生金属的产量占其总消费量的比例高的达70%(金),低的为5%(铂族金属)。

日本相对丰富的自然资源是海洋,专属经济区面积400多万平方公里,世界第6,有中国的大概5倍大。海洋生物的种类和资源量都很丰富。海岸线长,港口众多,按日本国内的分类有国际战略港口5个(东京、横浜、川崎、大阪、神户),国际据点港口18个,重要港口(含重点港口)100余个,地方港口近千,大大便利了日本全国的经济发展。

水资源还算丰富,虽然人口密度很高,地处温带,因为四面环海气候湿润,年降水量超过1700毫米,人均水资源量3000多立方米,比中国全国平均要多一些,和同纬度的北方地区比更明显。

因为降水多森林也保护得比较好,全国70%的面积是森林,人口密度是中国的三倍人均森林面积反倒多一些,和多数欧洲国家相当。而且日本国内的林业和农业、渔业、出租车行业等面临同样的劳动力不足、从业人员老龄化问题,林业工人的平均年龄50岁以上,65岁以上的老人也占了1/3.加上人力成本较高,从国内山上砍树下来运到城市里还比从国外进口木材要贵,想要多伐多采“破坏”森林资源亦不可得。

其他像地热等等是火山地震等地质灾害的附属品,就不算了。日本确实是个自然资源匮乏的国家,但水多树多鱼多,矿产资源和粮食能进口,对普通人的生活来说就感觉不到有很明显的影响了。

参考资料:选矿在线分析仪