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中国硅藻土矿资源开发利用

一、 地 质 勘 查
 中国尚无硅藻土矿地质勘探规范,关于勘探类型、勘探阶段等可参考其他类似矿床的规范。
 中国硅藻土矿找矿方向为第三纪玄武岩发育区和新生代盆地。找矿时可采用重力物探、红外扫描及典型植物调查等方法。
 勘探手段多用探槽和浅钻。硅藻土的岩心钻探要用专用设备和有经验的工人。因为硅藻土矿难以取得较长岩心,而满足实验所需的岩心要求长达10cm以上。勘探开始阶段采用大间距取样,以后的阶段进行专门取样,加大密度,并采集工厂规模试验所需的大体积矿样。
部分硅藻土矿床勘查中采用的网度见表4.21.7。
 勘探用的工业指标根据具体矿床的地质特征和经济技术条件制订。一般找矿评价时对硅藻土的工业指标可考虑为SiO2大于60%,Al2O3小于18%,Fe2O3小于7%,烧失量小于7%,可采厚度大于1m,夹石剔除厚度0.5m,剥采比5∶1。
 勘探阶段除了进行SiO2、Al2O3、Fe2O3和烧失量基本分析外,组合分析应再加CaO、MgO、K2O、Na2O等项目。按矿石类型的不同需作一定数量的松散密度、孔体积、比表面积测定。其中松散密度是指粒状矿物原料的堆积密度,是硅藻土质量的一项技术指标。
二、 矿 山 开 采
 硅藻土的开采方法有露天开采和地下开采。采用露天开采方法的有:吉林敦化高松树矿、吉林梅河口曲家街矿、吉林桦甸硅藻土矿等。浙江嵊县全县遍地是小规模土法开采的露天矿。云南寻甸先锋矿区与优质褐煤共生,硅藻土储量大、品位低、埋藏不深,有露天开采的可能,但应与下部的优质褐煤的开发综合考虑。采用地下开采的有:吉林长白马鞍山矿、吉林浑江六道沟矿、临江西小山矿等。
 开采规模的划分,目前尚无规定,可暂将5~1万t/a原矿产量的矿山列为中型矿山。
 露天开采的开拓运输,目前基本上都是公路开拓、汽车运输。
 地下开采的开拓由于开采规模小通常采用平硐开拓或斜井开拓。
 中国硅藻土矿矿层层理发育,产状平缓,岩性变化不大,呈层状、似层状产出,围岩多为玄武岩。硅藻土矿石硬度为1~1.5,孔隙度达80%~90%,松散密度为0.3~0.5g/cm2。其坚固性系数小,比较容易开采,目前许多矿点皆人工挖掘、土法开采,如浙江嵊县近百个矿点,都是集体或个人分散开采,回收率低,今后必须要加以整顿,走向规模化、正规化开采,以保护国家资源。
三、 选矿与加工
(一) 选矿加工方法
 硅藻土选矿的目的是要除去其中泥砂、碎屑及铁、铝等杂质,使硅藻富集。一般是采用重力选矿方法,分为干式和湿式两种。干式分选是采用空气分离机等除掉脉石,或采用旋转式干燥机除掉有机物、易挥发物和水分,主要用于高品位矿石;湿法分选是采用水力旋流器等除掉密度较大的脉石杂质,主要用于低品位矿石。
 硅藻土提纯也常采用化学选矿方法,即向矿浆中加入硫酸、盐酸及辅助药剂,除掉铁、铝等杂质。
 硅藻土选矿加工流程通常为:原矿→一段磨矿及干燥→二段磨矿及干燥→预分级→旋风器分离→粉状产品(可作为最终产品)→入回转窑煅烧(或加熔剂煅烧)→磨矿冷却→分选分级→填料级或助滤剂级产品。
 由于许多领域都是利用硅藻土硅壳结构的多孔性,因此在磨矿时要认真选择破碎磨矿设备,最大可能地保护骨骸的完整结构和独特形状,避免次生破碎。
 破碎磨矿设备:常用雷蒙磨和气流粉碎机,湿式加工也采用搅拌擦洗机。
 分级设备:干式常用空气分离机或旋风除尘器;湿式加工常采用水力旋流器等。
 煅烧干燥设备:常采用回转窑和旋转式干燥机等。
(二) 选矿实践
 1.吉林省长白县硅藻土工业公司
 长白硅藻土工业公司从美国威特克公司引进了一条年产1.5万t硅藻土助滤剂的生产线,于1992年建成投产,其工艺流程(图4.21.5)是将硅藻土烘干后,与助熔剂粉末直接混合,然后进入回转窑煅烧,烧成后的半成品,经分级加工后成为最终产品。该公司处理的硅藻土原矿含SiO289.0%,Al2O32.57%,Fe2O31.20%,CaO0.24%,其他杂质6.99%。产品为硅藻助滤剂100~1 200号。除天然干燥品外,所有煅烧品硅藻土化学成分:SiO289.7%~91.1%,Al2O34.7%~4.8%,Fe2O31.3%~1.4%,CaO0.44%,烧失量0.2%~0.5%。
 2.内蒙古化德硅藻土工业公司
 内蒙古化德县具有丰富的优质硅藻土资源。其SiO2 81%~89%,Al2O3 3%~8%,Fe2O3 1.2%~2.2%,松散密度0.33%~0.40%。化德硅藻土工业公司于1995年建成一座年产3 000t硅藻土助滤剂加工厂,其工艺流程见图4.21.6。产品主要牌号有100#-A,100#-B,700#-A,700#-B等。
3.云南昆明耐火材料厂
原矿为产自云南西部腾冲地区的硅藻土,品质较好,主要是舟形藻,其次是桅杆藻、月形藻、圆筛藻等。昆明耐火材料厂为提纯该硅藻土,于90年代初建成了年产3kt精土的硅藻土生产线,工艺流程见图4.21.7。原矿SiO274.62%,Fe2O31.69%,Al2O313.76%,CaO1.46%,MgO1.59%。经该工艺提纯的硅藻土,SiO287.21%,Fe2O30.57%,Al2O35.6%,CaO0.36%,MgO0.14%。尾矿废渣用于生产保温材料。
(三) 主要深加工制品品种、用途
由于硅藻土的特殊结构构造,因此使其具有许多特殊的技术物理性能,如较大空隙度,较强的吸附性能,质轻、隔音、耐磨、耐热并具有一定强度,被广泛应用于轻工、化工、建材、石油、医药卫生等部门。
1.硅藻土助滤剂
主要用于酒类、油脂、涂料、肥料、酸碱、药品、水等液体的过滤。
2.硅藻土保温制品
(1)硅藻土质隔热材料(包括保温砖、保温板、保温管、保温混凝土等)广泛应用于冶金、建材、机械、能源等工业部门以及锅炉、蒸馏器、热处理炉、干燥器的保温。
(2)微孔硅酸钙保温材料广泛用于工业及民用建筑的绝热保温。
3.填料
用作颜料、油漆、纸张、沥青、塑料、橡胶等填充料和补强填料。
4.催化剂载体
用于石油氢化作用过程中镍催化剂、制造硫酸中钒催化剂、石油磷酸催化剂等的载体。
5.抛光剂
焙烧后的硅藻土可用于抛光汽车车壳、大理石、宝玉石及金银手饰等。
6.炸药密度调节剂
作为炸药硝化甘油良好的载体、稀释剂,分散硝酸铵,减少炸药结块,也是稳定乳化炸药胶体的添加剂。


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