①尾矿的化学成分、矿物成分和有害杂质含量等物质组成特点;
②化学键性、晶体结构、表面状态等物理化学特性;
③可磨性、可熔性、可溶性、可烧结性等工艺技术性能;
④强度、坚固性、化学稳定性等应用性能。而所有这些因素,归根结底,将取决于尾矿的矿物组成。
按照尾矿中主要组成矿物的组合搭配情况,可将其分为如下8个岩石化学类型:
一、 镁铁硅酸盐型尾矿
该类尾矿的主要组成矿物为Mg2[SiO41-Fe2[SiO41系列橄榄石和Mg2[Si2O61-Fe^Si?。,]系列辉石,以及它们的含水蚀变矿物:蛇纹石、硅镁石、滑石、镁铁闪石、绿泥石等。一般产于超基性和一些偏基性岩浆岩、火山岩,镁铁质变质岩,镁矽卡岩中的矿石,常形成此类尾矿。在外生矿床中,富镁矿物集中时,可形成蒙脱石、凹凸棒石、海泡石型尾矿。其化学组成特点为,富镁、富铁,贫钙、贫铝,且一般镁大于铁,无石英。
二、 钙铝硅酸盐型尾矿
这类尾矿在中基性岩浆岩、火山岩,区域变质岩,钙矽卡岩型矿石时较为常见。与镁铁硅酸盐型尾矿相比,其化学组成特点是:钙、铝进入硅酸盐晶格,含量增高;铁、镁含量降低,石英含量较小。
三、 长英岩型尾矿
该类尾矿主要由钾长石、酸性斜长石、石英及其它们的蚀变矿物:白云母、绢云母、绿泥石、高岭石、方解石等构成。产于花岗岩自变质型矿床、花岗伟晶岩矿床、与酸性侵入岩和次火山岩有关的高、中、低温热液矿床、酸性火山岩和火山凝灰岩自蚀变型矿床、酸性岩和长石砂岩变质岩型矿床、风化残积型矿床、长英砂及硅质页岩型沉积矿床的矿石,常形成此类尾矿。它们在化学组成上具有高硅、中铝、贫钙、富碱的特点。
四、 碱性硅酸盐型尾矿
这类尾矿在矿物成分上以碱性硅酸盐矿物,如碱性长石、似长石、碱性辉石、碱性角闪石、云母以及它们的蚀变、变质矿物,如绢云母、方钠石、方沸石等为主。产于碱性岩中的稀有、稀土元素矿床,可产生这类尾矿。根据尾矿中的SiO$含量,可分为:碱性超基性岩型、碱性基性岩型、碱性酸性岩型三个亚类。其中,第三亚类分布较广,建材中多用此类。在化学组成上,这类尾矿以富碱、贫硅、无石英为特征。
五、 咼铝硅酸盐型尾矿
这类尾矿的主要组成成分为云母类、粘土类、蜡石类等层状硅酸盐矿物,并常含有石英。常见于某些蚀变火山凝灰岩型、沉积页岩型以及它们的风化、变质型矿床的矿石中,煤系地层中的煤矸石亦多属此类。化学成分上,表现为富铝、富硅,贫钙、镁,有时钾、钠含量较高。
六、 高钙硅酸盐型尾矿
这类尾矿主要矿物成分为透辉石、透闪石、硅灰石、钙铝榴石、绿帘石、绿泥石、阳起石等无水或含水的硅酸钙岩。多分布于各种钙矽卡岩型矿床和一些区域变质矿床。化学成分上表现为高钙、低碱,SiO2一般不饱和,铝含量一般较低的特点。
七、 硅质岩型尾矿
这类尾矿的主要矿物成分为石英及其二氧化硅变体。包括石英岩、脉石英、石英砂岩、硅质页岩、石英砂、硅藻土以及二氧化硅含量较高的其他矿物和岩石。自然界中,这类尾矿广泛分布于伟晶岩型、火山沉积-变质岩型、各种高、中、低温热液型、层控砂(页)岩型以及砂矿床型的矿石中。SiO$含量一般在90%以上,其他元素含量一般不足10%。
八、 碳酸盐型尾矿
这类尾矿中,碳酸盐矿物占绝对多数,主要为方解石或白云石。常见于化学或生物-化学沉积岩型矿石中。在一些充填于碳酸盐岩层位中的脉状矿体中,也常将碳酸盐质围岩与矿石一道釆出,构成此类尾矿。根据碳酸盐矿物是方解石,还是白云石为主,又可进一步分为钙质碳酸盐型尾矿和镁质碳酸盐型尾矿两个亚类。
上述8类岩石化学类型的尾矿,在化学成分和矿物组成上,均具有各自的特点,从而可根据其各自的成分或性质,选择不同的生产工艺,制造不同性能的建材。但应当指出,分类只是为了研究问题的方便,不可以作为指导生产的依据。何况,上述的分类方案,只是根据主要的影响组分划分的,并没有反映尾矿的具体矿物组合。任何尾矿,都不可能仅仅由少数几种元素或矿物所构成,除主量元素和主要矿物外,都或多或少的含有其他次要组分,好在建材生产中,主要是利用其主要组分,对于其他组分,可作为杂质看待,只要不超过限量,即可加以利用。
尾矿建材,主要是利用尾矿的主要化学组分和矿物成分,以及由化学组成和矿物组成而体现出来的物理化学性质,因此,尾矿的岩石化学分类,更能体现其建材意义。
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