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中国云母矿资源开发利用

一、 地质勘查 
  中国云母矿地质勘探至今尚无正式规范,仅在1965年地质部全国矿产资源储量委员会曾制定《白云母矿地质勘探工作几项试行规定》,据此地质勘查工作要求如下:白云母矿床勘探类型初步划分为三个类型。
  中国云母矿床的地质勘查亦如其他固体矿产一样,统一划分为普查、详查和勘探三个阶段。详查优选出靶区或矿床,再经勘探,为矿山建设设计提供可靠的依据。但是,由于白云母矿床呈脉状,储量规模小,矿体分布又相对零散,欧美某些国家及印度等都不对其进行勘探,因此中国也仅在50年代末至60年代初才对几个大型矿床曾进行勘探,其他云母矿床均为普查阶段。
  白云母矿床的勘探工作在地表揭露的基础上,对预期工业原料云母储量大于200t的矿体一般都应进行深部勘探工作;对于小于200t的中、小型矿体应以地表勘探为主,并适当选择成矿条件较好或有代表性的矿体,进行深部检查或勘探,以了解其赋存规律,并作为此类矿体推算储量深度的地质依据。矿体的深部勘探,一般以布置一到两个中段的硐探为宜。深部控制工程以钻探为主。
  白云母矿床勘探手段可视地表情况,采用槽探、井探或硐探。深部一般以硐探为主、钻探为辅。
据全国矿产储量委员会办公室《矿产工业要求参考手册》(修订版),矿床勘探一般工业指标要求如下:
1.工业原料云母  
  按工业原料云母含矿率计算:
边界品位(含矿率) 1kg/m3;
  工业品位(平均含矿率) 4kg/m3。
  可采厚度大于或等于1m,当工业原料云母含矿率高而矿体厚度不足1m时,按米含矿率计算。
夹石剔除厚度大于或等于0.5m(因白云母矿床矿化一般不稳定,矿体变化大,为使储量计算与开采实际情况较为接近,可放宽为1m)。
2.碎云母
  1993年河北省建筑材料工业局下达灵寿山门口碎云母矿床工业指标为:边界品位(含矿率)30%,最低工业品位(平均含矿率)40%,最低可采厚度1m,夹石剔除厚度1m。
二、矿山开采
   云母矿床的开采特点是:产品工业要求及价格对开采提出要求,片云母价值昂贵,面积越大价值越贵,开采时要保护云母晶体少受损害,回采工作面不能用耙矿设备等;云母矿石的开采量小,且又处于偏僻山区,开采手段力求简单。云母矿床采矿堆积的“云母碎”已成为近年开采利用对象。
  云母矿床的开采方法,有露天开采法,也有地下开采法,工业原料云母的储量小于200t的矿床大多数露天开采。
  云母矿床开采规模的划分至今尚未有规定。一般年开采矿石量在6~10万t,其服务年限相应为10~6a,算是大型矿山,其工业原料云母产量为90~200t/a。云母矿床的开采矿石量与其他矿种相比都属小型矿山。
  云母矿床露天开采常用公路开拓、斜坡提升开拓和无沟开拓。公路开拓由于开采量小而多用5t自卸汽车,斜坡提升开拓用串车提升,无沟开拓用简易索道横跨采场提升运输。
  地下开采常用斜井开拓或平硐开拓。
  露天开采由于开采规模小,工艺较简单,凿岩用01-30型手持式凿岩机,也用孔径为80mm或100mm的潜孔钻机,炮孔布置要避开云母富矿带。爆破后在工作面人工拣选云母矿石和用0.5m3斗容的挖掘机装矿。工作面运输用5t自卸汽车。
  地下开采与其他非金属矿种相比有其特殊性。由于云母矿矿石及围岩坚硬稳固,因此在留矿法、充填法及全面法等采矿方法中全部采用工作面选别回采。由于云母价值昂贵,因此将云母晶体在工作面人工选别,并集中外运。
  为保护云母晶体,落矿时应采取选别措施。对于靠近顶板聚集成稳定的巨晶云母带,凿岩时在顶板内离矿体0.3~0.6m处打眼,再在巨晶云母带的下部拉底,炮眼内装少量炸药,使爆破后云母带呈松动状态,用钎尖撬落,对于不连续性的浸染型矿体是根据工作面的云母分布规律,不以损害云母晶体为原则,选择炮孔位置,如凿岩到一定深度后遇到云母晶体则不能继续打眼,并酌情考虑炮眼是否装药。工作面矿石的运搬,不能采用耙矿设备。
  云母矿床的回采工艺是打眼,爆破,人工运搬至出矿天井,人工充填,天井漏矿至设于运输巷道中的矿车。
三、 选矿与加工
(一) 产品标准与选矿加工方法
  中国目前尚无云母国家标准,现行的是建材行业标准,它们是:JC/T 585-1995剥片云母,JC/T 595-1995干磨云母粉,JC/T 596-1995湿磨云母粉,JC/T 815-1996碎云母,以及JC 467-92合成云母珠光颜料,JC 468-92高压锅炉水位计用云母片等。
  剥片云母按用途分为介质剥片和绝缘剥片,各类剥片按有效矩形面积分为若干型号,各型号剥片按面积、厚度的分布及表面特征分为优等品和合格品两个等级;干磨云母粉按粒度分为粗粉:900、450、300μm和细粉150、75、45μm;湿磨云母粉按粒度分为30、45、75、90、125μm等产品,对每一个粒度级别产品在筛余量、含砂量、烧失量、松散密度、含水量、白度等还作了相应的规定;碎云母产品按其使用要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,Ⅰ类用于抄造非煅烧型粉云母纸,Ⅱ类用于抄造煅烧型粉云母纸,Ⅲ类用于磨制云母粉。产品的细度及其他技术指标详见各标准中规定。
  根据进入选厂云母原料性质及种类不同,有不同的选矿方法。片状云母通常采用手选、摩擦选和形状选,碎云母采用风选、水力旋流器分选或浮选将云母与脉石分开。
  云母选矿流程根据产地及其原矿性质不同而不同,分干法和湿法两种流程,其原则流程如下:
  干法选矿流程:原矿→粗碎→去杂→细碎→分选→产品超细碎→分级→包装
  湿法选矿流程:原矿→洗矿→粗碎→细碎→碾磨→分选→产品脱水→干燥→分级→包装
  广东新会环宇云母湿法加工厂流程是:片状云母→轮碾→稀浆提纯→贮存→产品脱水→干燥→分级→装袋。
  江西某矿碎云母矿通过破碎→磨矿→脱泥(-10μm)→浮选(一粗二精)→超细磨流程,可获得白云母含量为99%的精矿,最终回收率为81%。
湖南某绢云母矿提纯工艺是破碎→磨矿→浮选(一粗两扫五精选流程)→过滤→干燥→装袋。
  破碎磨碎设备常用各种颚式破碎机、爪式破碎机、球磨机、棒磨机、轮碾机、捣浆机等;分级设备常用振动筛分机、平面旋回筛、圆筒筛、高方筛、螺旋分级机、旋流器等;分选设备常用振动空气分选机、室式风选机、之形空气分选机、浮选机、水力旋流器以及按形状、摩擦分选的专用设备等。
(二) 选 矿 实 践
1.四川丹巴云母矿选矿厂
  该厂位于四川省丹巴县云母矿坑口,矿石为伟晶岩型,主要生产片状云母。原矿品位9.1 kg/m3,其中片云母占44%,粒度组成100~200mm片占32.3%左右,0~20mm占34.6%。原矿中拣出大片云母后,给入固定棒条筛(筛孔为100mm),大于筛孔粒级进入颚式破碎机,然后随同筛下产物一起给入振筛机。筛机共两层筛网,上层筛网为棒条形,筛缝宽20mm;下层筛为方孔筛网,筛孔为20mm×20mm。筛分后共得三种产品,大于20mm的粒级,从中拣出云母晶体和连生体,连生体经人工破碎并拣出大于4cm2的云母晶体;小于第一层筛筛缝、大于第二层筛孔的粒级,从中拣出云母晶体和连生体,连生体人工破碎拣出大于4cm2的云母晶体;小于第二层筛孔的粒级作为尾矿集中堆放。这种方法处理能力可达10t/h,精矿品位99%以上。选矿回收率(机械筛选)可达95%。主要设备是:固定棒条筛、250mm×500mm颚式破碎机、振动分选机等。
2.河北灵寿云母选矿厂
  该选矿厂位于河北灵寿县。矿石为片麻岩型,鳞片变晶结构,碎片白云母占56%~68%,钾长石及石英占10%,还有微量的磁铁矿和褐铁矿。由于地区缺水,因此选矿采用风选法,工艺流程见图4.17.3。
选矿主要技术经济指标:生产能力0.8~1.0t/h,原矿品位70%~75%,精矿平均品位99.06%,尾矿品位36.9%,选矿回收率82.27%,精矿产率62.75%。
  主要设备为:爪式破碎机、平面旋回筛、高方筛、振动空气分选机、室式风选机等。
(三) 主要加工产(制)品品种、用途
  1.片状云母产品 
  该产品分厚片云母、薄片云母、电容器云母、电子管云母零件、规格云母等,主要用于电气工业中作各种高压和大功率电动机和发电机绝缘材料、电容器电介质材料、冲制电子管用零件及家用电器、通讯、照明等各种规格片。
  2.云母纸
  分煅烧云母纸、非煅烧白云母纸、非煅烧金云母纸、再生云母纸、混抄云母纸、电容器云母纸等,用于制造各种电气绝缘云母制品,广泛用于电机、电器、航天等工业中。
  3.云母粉
  云母粉分粗、中、细、超细等四种规格,8~12目云母粉用于油毡等屋面材料及电缆包裹层;40~60目云母粉用于电焊条的药皮;60~120目用于生产云母陶瓷的基本原料;100目或更细用作油漆掺合剂、橡胶填充剂、塑料填充料等;200目或325目以下的超细云母作云母钛珠光颜料的基体。
  4.云母钛珠光颜料
  在微细的湿法云母细片上镀以二氧化钛或其他金属氧化膜,用于涂料、橡胶、染料、皮革、墙纸、化妆品及油漆等方面。 
  5.电气绝缘云母制品  
  该产品是一层或多层剥(薄)片云母或云母纸用胶粘剂粘合而成,根据需要加入一定的补强材料。主要品种有:云母带、硬质云母板、柔软云母板和云母箔等,用于电热设备、电机、电器绝缘材料和其他绝缘件等。
  近10年来,以天然或合成云母为原料,又研制成功除水窗云母和云母纸以外的云母陶瓷、云母增强塑料等产品,不仅为云母制品增添了新的品种系列,而且还解决了使用部门对云母制品一些特殊性能的要求.另外除开发白云母制品(产品)外,对其他如金云母、绢云母、黑云母等都作了许多研究开发工作,取得了一些成果。如由于绢云母具有良好的抗酸、抗碱、耐磨、耐热、抵御紫外线和绝缘等性能,达到一定纯度和细度的绢云母可用作橡胶用功能填料、塑料填料、各种涂料及化妆品的添加剂等,具有广泛的应用前途。



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