关于我国硅灰石矿产资源及勘查开发的发展探讨

钟文龙

（江西省煤田地质局二二四地质队，江西 南昌 330000）

1 硅灰石具有广泛的用途

通过研究与利用实践，证明硅灰石具有良好的电性和物化性能（诸如晶形针状、纤维状，解理完全，化学情性，以及玻璃光泽等物理性能）。同时硅灰石在加工过程中，能提供很多用途，例如用在陶瓷生产上，可以快速烧成，既节省原料又提高制品的质量；用在玻璃制造上，可减少能源的消耗；用作祿料，可以缩减粘合剂的用量，用作油漆可代替短缺的钛白粉等等。目前硅灰石主要用于陶瓷业、油漆、涂料、塑料、橡胶、磨料、电焊条、各种绝缘产品等方面，以及代替石棉原料、造纸、密封剂等。随着硅灰石的选矿加工技术的发展，还会不断出现新的用途[1]。

1.1 陶瓷工业

硅灰石用于陶瓷工业是硅灰石的主要用途之一，占年产量的50%～60%。它主要用于陶瓷坯料和釉料，比传统原料有以下优点：其针状晶体在加热时会构成致密骨架，冷却后与其它配料成份紧密地固结，能改善陶瓷制品的机械性能，防止瓷器的破裂、微裂和瓷釉缺陷，耐急冷急热，热稳定性较好，从而大大提高制品质量。降低烧成温度：硅灰石质坯料烧成温度一般在950℃～1050℃，比一般原料降低100℃～200℃。缩短烧成周期：硅灰石质坯料可使烧成周期由过去的几十小时减至1h～2h。提高成品率：硅灰石不含结晶水，减少排气，产品不变形，不裂纹，大大提高成品率。产品白度高。可见，硅灰石是一种新型节能原材料，能大幅度地降低陶瓷制品的成本。据统计，硅灰石釉面砖比普通釉面砖年产量提高1倍～4倍，素烧合格率提高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 水泥工业

用硅灰石材料强化混凝土，可使混凝土的一系列重要性能得以改善。比如：硅灰混凝土的抗弯强度比普通混凝土提高1.9倍～2倍。

1.3 油漆、涂料工业

在油漆工业中，硅灰石作为一种补充剂用于各种产品，主要是根据其亮白色针状体及低吸油率等特性。用作填料可以提高油漆的光泽、纯净度和平滑度，利用其荧光性可制造岀发射荧光的瓷漆及涂料[2-5]。

1.4 矿棉

硅灰石具有针状和纤维状晶形，长与宽的比率高，经机械加工后能显示其松散的絮棉性能是用于绝缘、隔热的好材料。用它来作为石棉的代用品，还可以防止环境污染。

1.5 钢铁工业

硅灰石是一种天然低温助熔剂和造渣添加剂，在钢铁浇铸和焊接应用中具有相当大的市场。含有硅灰石的助熔剂配方，比使用硅和石灰制作的助熔剂，更能使钢表面精细光滑。

1.6 塑料和橡胶工业

在塑料和橡胶工业中用硅灰石作为填料，也是利用了硅灰石的针状、亮白色、不含结晶水、熔点高、膨胀系数小、耐腐蚀、耐气候老化、机械和电性能好等特点。用于塑料和橡胶的硅灰石占其产量的10%。绝大多数用于尼龙6和尼龙66工程塑料中，其充填量可达40%，使塑料性能大大提高。

另外，硅灰石还可以用于玻璃工业、房屋盖板、排水管、焊接、造纸等方面，均显示出其无比的优越性。作为工业瑰宝的硅灰石，在未来的经济建设中将大显身手

2 硅灰石矿勘察现状

矿石特征。

2.1 矿石矿物成分

矿石的矿物成分主要硅灰石、方解石、透辉石、石英及矽卡岩矿物等，各矿物含量比例多不固定，相互间呈消长变化组成了不同的矿石自然类型。

2.2 矿石组构

矿石的结构通常为纤维变晶结构及粒柱状变晶结构；矿石构造有团块状构造、块状构造，硅灰石呈纤维状、柱状和放射状集合体产出；粗晶硅灰石呈块状、条带状构造，硅灰石晶体粗大，呈板柱状，束状或放射状。

2.3 矿石化学成分

硅灰石的矿物成分主要由CaO、SiO2、MgO、Al2O3，其总量合计大于83%。其中，w（CaO）＝24.86%～39.60%，平均为31.43%；w（SiO2）42.84%～59.15%，平均为51.79%；w（Al2O3）2.49%～4.22%，平均为3.80%。w（MgO）0.99%～1.81%，平均为1.252%。

2.4 矿石类型

硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。前者主要产于夕卡岩型矿床中，矿物组分相对复杂，常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等矽卡岩矿物，又可分为硅灰石-透辉石型及硅灰石-透辉石-方解石型两个亚类；后者主要产于接触变质和区域变质型矿床，矿物组分相对简单，又可分为硅灰石-石英型、硅灰石-方解石型和硅灰石-石英-方解石型三个亚类。

3 硅灰石作为节能矿物的意义

近几年来，世界硅灰石产量一半是用于陶瓷业，并将硅灰石列为一种新型的节能陶瓷原料。因为硅灰石作为陶瓷配料，可以大大地降低陶瓷烧成温度和缩短烧成时间，其温度从1250X～1280X下降到1000t左右，时间缩短到一小时以下，而且坯体还具有干燥、烧成收缩小、强度高以及湿胀小等优点。硅灰石与硅铝在低温下易于流动，减少了加温的延续时间，而使裂缝减少到最低程度，由于硅灰石的晶体具有针状特性，故可提高生产瓷坯的强度及良好的受压性。据了解，使用硅灰石作陶瓷生产配料，可以节约原料60%左右。因此，当前能源紧张，使用硅灰石于陶瓷业上，具有很大的现实意义。一些产硅灰石的国家如美国、芬兰等有50%以上的产量用于陶瓷业，缺少硅灰石资源的国家 或利用进口的硅灰石，或采用合成硅灰石来满足本国陶瓷生产的需要[6-8]。

3.1 天然硅灰石远比合成硅灰石优越

据1980年资料，仅在欧洲市场销售的合成硅灰石就有2.5万t～3万t左右。这种用灰岩和石英人工合成的硅灰石远不如天然硅灰石，其理由是，第一成本高，比天然硅灰石贵4倍～9倍；第二合成硅灰石的晶形呈等轴状，不具天然硅灰石纤维状晶体，而且比天然的要小，故其用途与天然硅灰石无法相比。

3.2 硅灰石在国际上的价值

硅灰石多发现于硅酸盐类变质岩中，目前可供工业开发的矿床不多，优质硅灰石资源主要集中在美国、芬兰。随着硅灰石使用量增长，它将成为一种紧俏矿产品。据近几年的价格统计，硅灰石国际贸易价格比较稳定，每吨硅灰石一般都在180美元～200美元左右。

4 硅灰石矿产资源发展建议

苏联当局在1982年向地质部门提出必须加强硅灰石普査找矿工作。针对硅灰石用量日趋一增长和西欧国家硅灰石资源短缺情况，硅灰石可成为一种出口贸易商品。许多国家较注意硅灰石资源普査找矿和开发利用工作。尤其是苏联，在1975年将硅灰石正式列为一种新型的非金属•矿产。1982年苏联科学院有关单位为了推动本国硅灰石地质找矿工作，专门编写出版《硅灰石》一书，全面地介绍了国内外硅灰石利用现状、本国的硅灰石成矿条件及矿床成因一工业类型，并指出了可能的远景区，为进一步开展硅灰石地质工作提供了有利条件。与国外比较，我国的硅灰石地质工作开展较晚，至于硅灰石开发利用的历史则更短。但通过几年来的地质工作表明，我国硅灰石餐源是丰富的。实际上，我国的硅灰石资源不仅引起有关工业部门重视，而且还引起日、德等国的兴趣，并已表示要购买我国吉林的硅灰石矿石。为了充分发挥我国这一矿种的优势，除了继续加强硅灰石地质找矿工作外，首先要宣传硅灰石利用效果，扩大利用范围。目前我国的硅灰石利用范围仅限于陶瓷业、冶金工业，以及用作油漆涂料（代替钛白粉）上。至于其他用途还尚未涉及。其次是对硅灰石的选矿加工工作应尽快地加强，这是关系到能否充分利用矿产资源，使资源发挥出更大经济效益的问题。如美国采用风力加磁选法，可使含55%～60%的硅灰石矿加工成精矿，分选出的伴生组分石榴子石和透辉石可作为付产品利用，苏联采用磁一浮选法结合静电选矿法，可以取得含硅灰石75%～92%的精矿，同时取得矿泥产品（含硅灰石63%）和石榴石精矿（含石榴石95%～96%），这种矿泥可作为水泥的填料。另外，他们依据硅灰石的不同用途，对硅灰石进行加工（尤其是填料级硅灰石），要求颗粒微细，他们通过研究解决了磨细加工问题，从而扩大了硅灰石的利用范围，使硅灰石在造纸、橡胶、塑料工业上得到大量利用。如美国1980年硅灰石在塑料的各种矿物填料中的用量占20%以上。与美苏两国相对照，我国的硅灰石选矿加工工作还要大力加强，否则就不能充分发挥资源优势，限制了利用范围，同时在出口贸易上也很难提高经济效益，不利于我国矿产加工技术的发展[6-8]。

5 结语

我国硅灰石产量和出口量均居世界第一位，但是加工和应用的总体水平不高，硅灰石作为一种新兴的非金属矿物材料，未来在各个领域的需求必将持续扩大，我们要做好硅灰石应用开发的技术研究，扩大多种利用的试验，以便更好的促进我国的硅灰石工业发展。