周濟(jì)元,崔炳芳

(南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,南京 210016)

勘查凹凸棒石粘土(簡稱凹土)一般按照凹凸棒石的含量(品位),將最低工業(yè)品位以上的部分圈定為礦體。按地質(zhì)勘查規(guī)范,凹凸棒石含量為30%時定為邊界品位;40%時定為最低工業(yè)品位;40%以上定為工業(yè)品位。用礦體平均品位計算儲量或資源儲量,以此圈定礦體。依據(jù)所圈定的礦體進(jìn)行開采,最后堆放在一起。

但是按照以上方法圈定出來的礦體或礦層中,不但礦石品位高低變化,而且礦石類型也不同。顯然,依據(jù)所圈定礦體進(jìn)行開采,將不同品位、不同類型的礦石混合、堆放在一起,會導(dǎo)致好礦變差礦,簡單礦變復(fù)雜礦,甚至導(dǎo)致有用礦變成無用礦,引起資源浪費(fèi),給應(yīng)用、生產(chǎn)帶來困難,產(chǎn)品穩(wěn)定性也受到嚴(yán)重影響。

為此,筆者等在“江蘇省盱眙縣凹土支柱產(chǎn)業(yè)五年科技發(fā)展規(guī)劃研究”和隨后撰寫的“再論凹凸棒石粘土應(yīng)用現(xiàn)狀和高附加值產(chǎn)品開發(fā)”[1]中強(qiáng)調(diào):“不同礦石類型、不同品位凹土的分層開采技術(shù)”應(yīng)作為凹土開采、加工的6大共性、關(guān)鍵性技術(shù)之一。這一關(guān)鍵性技術(shù)的實質(zhì)是在地質(zhì)勘查時,將凹土礦層、礦石類型和品位等級查明,分別進(jìn)行劃分和圈定,在平面圖及剖面圖上表示出來,在文字報告中詳加說明。以此為基礎(chǔ)條件,礦山才可能進(jìn)行分層、分類、分級開采,凹土礦石才能分層、分類、分級堆放和利用。

近幾年來,個別礦山在開采時作了這方面的嘗試,但礦產(chǎn)勘查時卻按原來的規(guī)范要求進(jìn)行。所以,該項共用性、關(guān)鍵性技術(shù)雖好,但卻很難順利推進(jìn)。為此,本文作專門討論和詳細(xì)說明,以進(jìn)一步研究和實施推動該項關(guān)鍵性技術(shù),給凹土礦的開采、產(chǎn)品加工生產(chǎn)帶來更多的方便和效益。

1 分 層

我國凹凸棒石粘土礦床的礦體,大多呈層狀、似層狀和透鏡狀。由于成礦環(huán)境存在差異,在垂向上礦體層層疊置,錯落有致;在橫向上,無論沿走向或傾向,其品位往往是變化的,分布也是不均勻的。所以,礦體有的呈層狀、似層狀,有的呈透鏡狀,有的還呈分支復(fù)合、復(fù)合而又復(fù)分。

為了方便開采、堆放和應(yīng)用,在勘查過程中,特別在邊采邊勘時,應(yīng)沿走向、傾向和垂向分別等距布置采樣,對樣品進(jìn)行分析、檢驗、檢測,查明礦體品位在三維空間的分布變化,并劃分等級(詳后),分別圈出不同等級的界線;在平面、剖面圖上加以清晰而詳細(xì)的標(biāo)注,以指導(dǎo)礦山開采、礦石堆放和使用。

2 分 類

凹凸棒石粘土礦床的礦體,主要呈層狀、似層狀和透鏡狀,組成礦體的礦石具有不同類型。

在凹凸棒石粘土礦體或礦層中,凹凸棒石粘土除含有凹凸棒石外,還含有一定量的蒙脫石、海泡石、白云石、石英/蛋白石/硅質(zhì)等,有時含量甚至超過凹凸棒石的含量。所以,在命名時,除遵循一般礦石命名原則外,還應(yīng)以凹凸棒石與其它礦物含量進(jìn)行比較,含量較凹凸棒石少者放在前,如蒙脫石凹凸棒石粘土,表示蒙脫石的含量少于凹凸棒石;多者放在后,如凹凸棒石蒙脫石粘土,表示蒙脫石的含量多于凹凸棒石。按照這一原則規(guī)定,凹凸棒石粘土礦床的礦石類型可分為:凹凸棒石蒙脫石粘土;蒙脫石凹凸棒石粘土;凹凸棒石粘土;海泡石凹凸棒石粘土;白云石凹凸棒石粘土;硅質(zhì)/蛋白石/石英凹凸棒石粘土;凹凸棒石硅質(zhì)/蛋白石/石英粘土等。

3 分 級

凹凸棒石粘土礦床的礦體主要呈層狀、似層狀和透鏡狀,礦石有不同類型,且每一層礦體、不同礦石類型所含礦物的相對含量又各不相同。決定其物理化學(xué)性能優(yōu)劣的是主要粘土礦物及其含量的多少。從應(yīng)用、開發(fā)、生產(chǎn)不同產(chǎn)品的角度看,筆者認(rèn)為還應(yīng)對分層的礦體、不同類型礦石的品位加以細(xì)分,即分為低、中、高不同品位的等級:凹凸棒石含量為40～55%時為低品位;凹凸棒石含量為55～70%時為中品位,凹凸棒石含量為70～85%時為高品位,凹凸棒石含量85%以上為超高品位,即富礦體。一般來說,低、中品位礦石較多,高品位礦石較少,超高品位礦石更少。

而凹凸棒石含量為30～40%的粘土為表外礦石,一般可用作提純的原料。采用較好的工藝技術(shù),經(jīng)過提純,其純度可達(dá)90%左右。是否采用這種技術(shù)方法還要根據(jù)成本核算來決定。一些品位小于30%的凹凸棒石粘土,除了直接用于低檔產(chǎn)品原料,如肥料、飼料等粘結(jié)劑或添加劑外,作為提純原料也要根據(jù)成本核算。隨著技術(shù)進(jìn)步,礦石品位要求將會越來越低。

4 按分層、分類、分級圈定礦體

經(jīng)過上述的詳細(xì)勘查或補(bǔ)充勘查后,再進(jìn)行取樣分析。按照上述原則規(guī)定進(jìn)行分層、分類和分級。首先按最低工業(yè)品位圈定層狀、似層狀或透鏡狀礦體,然后在層狀礦體中劃分并圈出不同類型礦石,再在層狀礦體和不同類型礦石中劃分并圈出不同品位的等級,在平面圖和縱、橫剖面圖(即三維立體空間)加以劃分和圈定,分別計算儲量或資源儲量,按規(guī)定提交詳細(xì)的勘查或補(bǔ)充勘查文字說明報告,為開采部門提供能利用的資料。

5 按分層、分類、分級開采礦石

在獲取上述詳細(xì)勘查或補(bǔ)充勘查一整套圖件和報告的基礎(chǔ)上,才能進(jìn)行分層、分類、分級開采礦石和分層、分類、分級堆放礦石。但是到目前為止,該項工作尚未進(jìn)行,只是停留在口頭或計劃中。筆者希望能有計劃地做好上述工作,給開采部門提供分層、分類、分級開采礦石,使用單位提供分層、分類、分級堆放的基礎(chǔ)和條件,真正為凹土的分層、分類、分級開采、應(yīng)用和產(chǎn)品生產(chǎn)提供便利,取得成效。

6 按分層、分類、分級堆放礦石

有了分層、分類、分級圈定的礦體,就可以按分層、分類、分級開采礦石,接下來就可以按分層、分類、分級堆放礦石,可以按照用途需要選擇不同類型、不同級別的礦石,按照研究、開發(fā)、生產(chǎn)不同產(chǎn)品的需要選擇不同類型、不同級別的礦石進(jìn)行加工,生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品,且可以較好地綜合利用礦產(chǎn)資源、保證產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性。

7 研究意義

分層、分類、分級圈定和開采凹土礦,為凹土的勘查指明了方向,對開采、堆放凹凸棒石粘土礦提供了具體的條件,對研究、開發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)提供了相應(yīng)的原料和便利的條件,對凹土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有很大推動作用和經(jīng)濟(jì)效用。其研究意義主要包括以下幾點:

(1)凹凸棒石粘土的分層、分類、分級技術(shù),為適應(yīng)凹凸棒石粘土大規(guī)模深加工(包括高附加值產(chǎn)品在內(nèi))的開發(fā)利用所提了共用性、關(guān)鍵性的技術(shù)。該項技術(shù)的基礎(chǔ)條件是必須按上述要求和內(nèi)容,對凹凸棒石粘土礦進(jìn)行詳細(xì)勘查或補(bǔ)充勘查,獲取合格分層、分類、分級的整套圖件和文字說明報告之后,才能對礦石進(jìn)行分層、分類、分級開采和分層、分類、分級堆放,而不是在勘查之前做這項工作。因此,首先要改變勘查思路,把以查明礦體分布、計算儲量或資源儲量為主,變?yōu)檫m應(yīng)市場大規(guī)模開采和應(yīng)用需要,以查明礦床礦體的分層、分類、分級開采、堆放為主;修改和補(bǔ)充凹土礦的地質(zhì)勘查規(guī)范;按照修改后的地質(zhì)勘查規(guī)范進(jìn)行勘查并獲取整套圖件和文字說明資料;依據(jù)圖件和資料進(jìn)行礦床礦體分層、分類、分級開采;最后對礦石進(jìn)行分層、分類、分級堆放,提供市場及各種產(chǎn)品的原料。

(2)有了不同分層、不同類型和不同級別的礦石,就可以適應(yīng)不同產(chǎn)品加工的原料需求?？梢员苊獾蜋n產(chǎn)品使用中、高級原料所造成的資源浪費(fèi)或高檔產(chǎn)品使用中、低級原料而影響產(chǎn)品的質(zhì)量;可免去選礦成本消耗,為不同用途選擇不同類型、不同等級礦石創(chuàng)造了有利條件。如高品位凹土(白云石凹凸棒石粘土)加工后用于造紙?zhí)砑觿?低品位凹土用于選礦提純等。

(3)有了不同類型和不同級別的礦石,可以有針對性地選擇、設(shè)計加工工藝技術(shù)和流程,以及相應(yīng)的加工配套設(shè)備,從而避免一些不必要的配礦步驟。

由上可知,分層、分類、分級圈定和開采凹土礦具有重要的意義,是一項促進(jìn)凹土資源綜合利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù),應(yīng)積極推進(jìn)和加快發(fā)展此項技術(shù),以獲取凹土資源及其產(chǎn)業(yè)更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

[1]周濟(jì)元,丁步彬,顧金龍,等.再論凹凸棒石粘土應(yīng)用現(xiàn)狀及高附加值產(chǎn)品開發(fā) [J].非金屬礦, 2006, 29(5):1-5.