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中国菱镁矿资源开发利用

一、 地 质 勘 查
  解放以后,由于我国钢铁工业发展对耐火材料提出了要求,促使在菱镁矿上进行了大规模的地质勘查工作。尤其是在辽东半岛一带投入了大量地质测量和探矿工程,先后勘探了青山怀、小圣水寺、杨家甸、金家堡-下房身、铧子峪等大型矿床,普查评价了一批中小型矿床。
  海城菱镁矿(包括王家堡子、金家堡子、下房身三个矿段)的地质勘查是一个典型实例。早有1952年,地质部一二三队与鞍山钢铁公司地质处及辽东省矿业公司合作,对下房身矿区进行了地质调查,编写了《辽东省海城辽阳两县菱镁矿地质调查报告》,对菱镁矿地质、矿体等进行了阐述。1953年,鞍钢地质处为了进一步了解下房身附近菱镁矿地质构造及矿床地质特征并对矿床远景作出评价,组织了普查队进行地质调查,通过34 022m3的槽探、1∶5万地质修图及取样,初步了解了矿带分布特征及地表矿体分布、规模、形态、产状、有用组分含量等,提交了《辽宁省海城县下房身菱镁矿床普查报告书》。1958年省地质局营口地质大队在杨家甸至金家堡子矿段进行全面勘探工作,投入1∶2 000地质填图3.2km2,地表用浅井和槽探进行了揭露,深部施工钻探2 545m,进行稀疏控制,通过这些工作,探明菱镁矿石储量9 091万t,因勘探工程质量低劣,报告没有获得批准。1962~1964年省地质局海城地质队对下房身矿段进行勘探,投入主要工作量:1∶5万地质填图425.5km2、1∶2 000地质填图1.55km2、钻探10 678m,基本查明下房身矿段矿体形态、规模、产状、品位变化情况,编写了《辽宁省海城县下房身-金家堡子菱镁矿区下房身矿段最终地质勘探报告》,计算菱镁矿储量1.29亿t,其中工业储量8 464.5万t。1967年鞍钢地质勘探公司四○二队对金家堡子矿段进行详细勘探,投入工作量:1∶1 000地质填图1.84km2,探槽4 983m3,浅井100m,钻探13 871.5m。探明菱镁矿储量5.85亿t,其中工业储量2.70亿t。提交了《辽宁省海城县金家堡子菱镁矿床地质勘探总结报告书》。1969年对下房身矿段上部矿体进行补充勘探,1983年对下房身矿段西部0线至240线间进行补充勘探,1954年又以钻探为主要手段对海城菱镁矿带王家堡子、金家堡子、下房身矿段进行了较全面的补充勘探工作,通过这些补充勘探,总共求得了8.61亿t菱镁矿,其中工业储量3.18亿t。
  经过几十年菱镁矿的地质勘查,积累了大量的经验,1988年全国矿产储量委员会在此基础上制定了“菱镁矿地质勘探规范”。该规范按照矿体规模、形态、构造复杂程度,以及矿体厚度变化和内部结构等因素,将我国菱镁矿矿床划分为三个矿床勘探类型:
  第一类型:矿体走向延长大于2 000m,呈似层状,构造简单,矿体和产状未受或仅轻微受地质构造破坏,矿体厚度稳定,厚度变化系数小于40%,矿体内部结构较简单,其中夹石(级外品、夹层、脉岩)较少,主要矿石品级较稳定。例如海城菱镁矿矿床下部矿体、铧子峪菱镁矿矿床第三层菱镁矿。
  第二类型:矿体走向延长500~2 000m。矿体呈似层状,有的矿体内部结构复杂,夹石较多,有大小不等的非矿包体,矿石品级变化大。单个矿体形态较复杂,厚度变化大,厚度变化系数40%~100%。有的矿床还有较多的白云石脉。有的矿床有叠加褶皱。例如小圣水寺菱镁矿矿床主矿体、青山怀菱镁矿矿床、粉子山菱镁矿矿床主矿体。
  第三类型:矿体走向延长100~500m,矿体呈不规则的似层状、薄层状、团块状,厚度变化大或很不稳定,厚度变化系数50%~120%。但有的矿床构造较简单。例如,四川省桂贤菱镁矿矿床。
二、 选矿与加工技术
  菱镁矿选矿以重介、热选等方法为主。随着科学技术的进步和对精矿质量要求的提高,目前浮选和化学选矿已成为菱镁矿提纯的重要手段。
  浮选法是处理菱镁矿的主要方法之一,对于脉石矿物为滑石、石英等以硅酸盐矿物为主的矿石,浮选时通常在矿浆自然pH下,添加胺类阳离子捕收剂和起泡剂就能达到良好的效果,将菱镁矿纯度提高到95%~97%。山东掖县菱镁矿是一个生产多年的老矿,1984年新建了浮选工业试验厂,其工艺流程是:①破碎筛分:以粒度小于200mm的原矿经颚式破碎机、对辊破碎机及振动筛组成两段一闭路流程碎至10~0mm,作球磨机给矿;②磨矿分级:-10mm矿石经一段闭路磨矿,磨至-200目占70%,进入浮选作业;③浮选:浮选流程由反浮选(一粗一扫)及正浮选(一粗一精)组成,前者选出全部尾矿,后者得到镁精矿和中矿。
  轻烧:菱镁矿在750~1 100℃温度下煅烧称“轻烧”,其产品称轻烧镁粉。由于菱镁矿烧减量一般为50%左右,因此通过轻烧,矿石中MgO含量几乎可提高1倍。从这一意义上讲,轻烧是最有效的MgO富集手段。此外,轻烧也是菱镁矿热选和某些重选的预备作业。轻烧镁具有很高的活性,是生产高体密镁砂的理想原料。
  热选法:利用菱镁矿与滑石在热学性质上的差异,经煅烧后造成二者之间的密度差与硬度差,再经选择性破碎及简单的筛分或分级使矿物得到分离。该工艺流程简单、成本低。
  海城菱镁矿就采用反射窑轻烧—热选法进行提纯。试验矿石为海成一级矿,粒度为50~200mm。反射窑为7.8m3,轻烧温度750~1 100℃,停留时间为2h。轻烧后的矿石筛分成-5mm和+5mm两部分。-5mm部分再在4R悬辊式磨粉机中细磨风选。其中-120目的为高纯轻烧镁粉。+120目与+5mm的合并为商品轻烧镁。高纯轻烧镁粉再经压坯,重烧而成高纯镁砂。
  菱镁矿选矿,除了上述浮选法、轻烧法、热选法外,还有重选法、电选法、辐射选矿法、磁种分选法,等等。后面这几种方法我国用得不多。




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