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我国国产锆英砂现状

2020-01-29 11:136400

锆英砂是以晶体状态出现,呈 四方柱结构 ,是优质的耐火材料。多与钛铁矿、金红石 、独居石 、磷钇矿等 共生于海滨砂中,经水选、电选 、磁选等选矿工艺分选后而得到。锆英砂其理论化学组成为:zrO 2 67.1 ;Si0 32.9 9,6。纯净的锆英砂为无色透 明的晶体 ,常因 产地不 同、含杂质的种类与数量不同而呈黄、橙 、红、褐等色 ,莫 氏硬度为 7.8,密度为 4.6~4.71 g/cn~,折射率为 1.93~2.01,熔点为 2 550 ℃。锆英石可用于制作耐火材料(亦称锆质耐火材料 ,如锆刚玉砖,锆质耐火纤维等),如制作玻璃窑 的锆英石砖,盛钢桶用锆英石砖及捣打料和浇注料 ;添加到其它材料 中可改善其性能 ,如合成堇青石中添加锆英砂 ,可拓宽堇青石的烧结范围,而又不影响其热震稳定性 ;在高铝砖中添加锆英砂制造抗剥落高铝砖 ,热震稳定性大大提高;还可用于提取 ZrO 。。另外,铸造行业铸型用砂等 ,也用于玻璃、金属(海绵锆)以及锆化合物(二氧化锆、氯氧化锆、锆酸钠、氟锆酸钾、硫酸锆等)的生产中。

2008 年我国锆英砂用量已经达到 40~ 46 万 t,其中 60 ~65 用于陶瓷行业 ,根据海关进 口量统计 ,2008 年我国进 口锆英砂约 40 万 t,而我 国自产锆英砂 2008 年未突破 6 万 t。根据统计显示 2007 年用于陶 瓷行业的锆英砂达到 3O 万 t,这些锆英砂全部被用于生产硅酸锆和锆英粉。

1 我 国锆 英砂 的分布状况

1.1 矿床 的成 因与分 类

1)矿床的成 因类型。锆英石矿床按其成因可分为脉矿和砂矿两种类型 。具有工业开采价值的锆英石矿床以砂矿矿床为主,有冲积砂矿、残积砂矿、滨海砂矿,其中海滨砂矿具有工业开采价值。这些砂矿矿床形成决定了其矿石类 型 。

2)矿床的工业类型。锆英砂矿床主要有砂矿、风化壳矿床和原生矿床 3 类,其 中砂矿为主要矿床类型。世界上约有 90 的锆英石来源于砂矿。砂矿又分为滨海砂矿和冲积砂矿 ,滨海砂矿的规模和产量远大于冲积砂矿。

3)矿产的分布情况。世界上主要锆石资源产于澳大利亚和南非。澳大利亚东海岸锆石砂矿为太古代基岩风化形成 的中——新生代沉积砂矿 ,矿床 中主要矿物为石英砂 ,几乎不含长石和云母 ;重矿物 以锆石 、金红石、钛铁 矿 为主 ,局部 矿砂 中的重 矿 物 含量 多 达7 0 。重矿 物 中锆 石含 量约 3O ,金红 石 含 量较 锆 石更高一些,含矿石英砂分布面积达 200 余 km2,最厚之处 约 200 m 。

滨海砂矿是 目前我 国生产锆石及其它有用矿物 ,如钛铁矿、独居石、金红石等的主要矿床类型之一。辽东半岛、山东半 岛、福建 、广东、海南诸省沿海都有分布 ,大中型矿如海南万宁、广东海丰等地。

1.2 我国锆英砂的开发状况

我国目前开发的锆英砂 主要 以海南省为主,业内通称海南砂 。我国其他地方的锆英砂虽有探明但 由于含量 、开发成本、经济条件等限制 至今均未见开采 ,广东局部地方以前虽有少量开采,但由于纯度较低 ,开采价值不大已告停业 。

海南的锆英石和钛铁矿资源主要分布在海南岛东部海滨的文昌市和万宁市 ,其次为琼海市、陵水县、三 亚市,以海滨沉积砂矿和风化残积砂矿为主。海南砂现在开采的有海南万宁和文昌两地,均属海南东海岸,海南西海岸是否有存量现在还未见报道。海南文昌现

探明可开采面积为 100 多 k mZ,以开采深度 8 m 、重金属含量 4%计算 ,锆英砂储量应该在 300~ 350 万 t,根据文昌矿业协会的资料统计 ,2OO6 年文 昌市共开采锆精矿 8 万 t,其 中矿业协会成员单位开采锆精矿约 7.2万 t,钛精矿 17 万 t,金红石 2.1 万 t,占文昌全市产量的 9O ,占全国总产量的 8O 9,6。按现有的开采规模和速度 ,文昌矿区已探 明和未探明的锆英砂矿未来可以开采 100 年左右。

海南万宁矿区在 以前就有开采 ,只不过 由于当时开采秩序较乱 ,都是家庭式或群族式无证开采,因而在政府的矿产资源开采整顿下告停,现在海南开元矿业有 限公司取得 了陆上开采权 ,从开采的状况来看 ,开采深度可以达到 15 m ,重金属含量约为 5 ,属 于富矿区,有一定的开采价值(澳大利亚矿区重金属含量一般在 2 左右)。保 守预计万 宁矿区的储量应该和文 昌矿 区相当 。

值得一提的是 :海南岛周边近海岸 50 Yl'l浅水海域存在锫钛矿资源,分布范围广阔,有扩大勘察开发利用的前景,仅 2008 年在万宁保定海域 50 m 浅海 区 31.9k 的范围探测 ,就有约 52.93 万 t 的锆英石和 223.99万 t 的钛铁矿。

我国的锆英石脉矿储量 以内蒙古最多 ,现探明储量约 371.9 万 t,其次江西也有一定储量,但锆英石脉矿开采难度较大 ,脉矿结构形态也较为复杂,一般和别的矿物共生 ,如何进行分离还是一道难题 ,主要是破碎分离的成本太高 ,现在世界上还没有大型开采的先例 。

2 我 国海南锆 英砂特征

2.1 外 貌特 征

海南文昌砂 :形状和澳砂相象 ,显微镜下观察 ,棱角状稍明显于澳砂 ,颜色 比澳砂较浅 ,呈浅黄色。

海南万宁砂:形状和澳大利亚墨里盆地砂相象 ,显微镜 X 40 下观察,铁质镶嵌于颗粒 内部,颗粒形状多呈椭圆形 ,颜色比澳砂较浅,呈浅黄色。

2.2 化学特性

我国国产锆英砂 的化学成分 (特征值 )如表 1 所示 。锆英砂的理化特性如表 2 所示。

3 开采工艺与现状

3.1 开 采工艺

锆英砂开采分两段进行 ,第一段叫采矿 ,主要是从矿产地将重金属氧化物和化合物选 出,然后运送到分选场内,此段为重金属分选段,国内大多数采用水力螺漩溜槽 ,一般一个机组有 9 个或 12 个不等。由砂泵将矿砂送到螺旋上顶两个进料口处 ,加入补充水 ,调节矿浆浓度 ,矿浆 自然从高往下旋流 ,在旋转的斜面流速 中产生一种惯性的离心力,以矿砂的密度 、粒度 、形状的差异 ,通过旋 流的重力和离心力的作用 ,将矿与砂分

开,精矿流人精矿斗用管道接出 ,尾砂流进尾砂斗用管道接到砂池,再用砂泵排走,即完成了选矿的全过程。

3.2 选矿 工艺流 程

全球海滨砂矿的加工方式基本相 同。我国的锆英砂加工工艺流程如下:

3.3 开采现状

海南有 4 家建于 20 世纪 5O ~6O 年代的国有矿场 ,分别是乌场钛矿、清澜钛矿沙佬钛矿和南港钛矿。这几个矿场经过半个世纪的开采,规模已大大减小,对市场 已没有太 大影 响力 。现在 ,私营矿企业在文 昌和万宁地区控制 了绝大部分资源 ,有大大小小 50 多家加工厂在加工处理这些 当地生产 的锆钛矿砂 。2O 世纪末,海南就已经成为我国最大的、最重要的锆钛矿物的采选和销售市场,其产量占据了国产锆钛产量 的 9O以上 。据不完全统计 ,海南现有的锆钛矿采选能力为2O 万 t/年,但由于锆钛资源的开采无序性和开采条件等的限制,现在的产能发挥仅仅不足 5O ,大量的产能设备在闲置。经过考察 ,我们认为 :海南锆钛产业虽然起步较早,但一直处在较低级的自探自开阶段 ,大部分开采地面积不大,集中在开采富矿区,而重金属含量在 4 9/5以下的少人问津,而澳大利亚一般的矿区重金属含量在1.5 9,6的仍然在开采。我国的开采、选矿加工和销售都处于低水平、小规模经营阶段 。

广 西 、广东 、山东 曾经均有 锆英砂 矿 区 。现在 广西壮族 自治区除靠近广东一带还有以钛铁矿为主兼有少量的锆英砂 和金 红石 的重 矿砂 外 ,本 地 其 它砂 源 地 已基本枯竭 。广东 的湛江和茂名 曾是 我国传统 的钛铁矿、锆英砂 、金红石、独居石和白钛矿开采、加工和贸易中心,现在其资源也基本枯竭 ,在广东的遂溪和电白现在仍有 30~ 40 家中小型加工厂,原料来源于当地 ,也有进 口越南和印尼的中矿。山东历史上在荣城有一个海滨矿场,现在已经停止生产 。2007 年当地又建了 3~4 家选矿场 ,原料主要来 自印尼。

4 我 国锆钛资源发展的方向

4.1 正确认识锆钛矿源

我国地大物博 ,海岸线较长 ,锆钛资源一般分布在海滨沙滩较多 ,我国目前还没有系统的勘探 ,以前所有的矿区均是当地局域性开采,因而有关资料引用的数据并非真实存量。从现在新的数据来看,中国仍然 以岩矿为主、以砂矿为副 ,这种格局是否会随着勘探的系统和深人而改变还不得而知 。锆钛资源不只是陶瓷行业应用,它也是我们制造海绵锆、海绵钛 以及核工业的重要原料。因此,系统而全面的对我 国的锆钛 资源进行勘察是我国地矿工作者和锆钛行业的当务之急。

4 .2 规范开 采行 为

我国的锆钛资源应该还是 比较丰富的,但现在海滨砂地的开采均呈现小规模 、小私有化作业 ,不仅技术较为落后 ,而且很多时候只开采含量在 4~5 的富矿区,开采完的尾矿中还含有相当数量 的重金属矿,含量在 2 以下 的矿 区很 少有 人 问 及 ,这是 一 种严重的资源浪费。现在很多学者和锆铪工作者已经认识到这一点 ,包括海南省也在实施“大企业进入、大项 目带动、高科技支撑”的产业发展 战略。这些认识和措施必将带动我国在钛锆铪行业走向集约化经营,依靠 高科技支撑的新路 。

4 .3 重视岩矿的开采研究

我国含锆岩矿储藏丰富,如何对其进行开采是摆在钛锆铪工作者面前的一道难题 ,在岩矿的开采领域,世界上可供借鉴的经验并不多。从目前来看,我国恰恰是一个岩矿较多的国家 ,这 就需要我 国的科技工作者针对国内的情况进行相应的研究和开发 ,如果我国的钛锆合矿能够很好的开发 ,将会在以后 的 1~2 个世纪在锆钛战略资源上不会依赖国外。

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