鐘琦 　 吳家財(cái) 　 應(yīng)振祺

摘要：本文主要介紹江西省蓮花縣粉石英礦的區(qū)域地質(zhì)背景、礦體（石）特征、礦石加工條件和礦石的工業(yè)應(yīng)用。因其具有純度高、粒度細(xì)，且易于加工、開采，近年來(lái)，其礦石廣泛用于玻璃、陶瓷配料、耐火材料及建筑材料等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：粉石英；地質(zhì)特征；礦石加工；工業(yè)應(yīng)用

粉石英礦又名硅土，是一種天然微粒狀石英粉，因其具有純度高、粒度細(xì)，且易于加工、開采，近年來(lái)，其礦石廣泛用于玻璃、陶瓷配料、耐火材料及建筑材料等領(lǐng)域。

一、區(qū)域地質(zhì)背景

蓮花縣粉石英礦位于大地構(gòu)造單元屬華南褶皺系之贛西南坳陷，北部為武功山—玉華山斷裂，為井岡山—陳山隆褶斷裂，兩斷裂之間即為安福—蓮花復(fù)式向斜，系長(zhǎng)埠—西云山向斜的東翼。

區(qū)內(nèi)粉石英礦均為風(fēng)化殘積型礦床，賦存于二疊系下統(tǒng)茅口組中段硅質(zhì)巖風(fēng)化殼的全風(fēng)化層中。

二、礦體及礦石特征

區(qū)內(nèi)粉石英礦的分布嚴(yán)格受風(fēng)化殼范圍及地形地貌因素制約，被沖洪積層覆蓋的溝谷部位一般不存在礦體，基巖分布區(qū)也無(wú)礦體存在。礦體呈面狀分布，走向受地形及第四系影響，斷續(xù)出露，厚度受地形影響由山頂向坡底逐漸變薄。

礦石呈淺灰色，由粒度各異的硅砂、硅石和硅粉混合而成。西安電瓷研究所在以往工作中對(duì)區(qū)域內(nèi)粉石英礦石進(jìn)行了鑒定。除了在細(xì)粒級(jí)硅粉中混有不等量的粘土泥質(zhì)物外，礦石中基本上由微形結(jié)晶石英組成。部分硅砂、硅石顆粒表面有鐵質(zhì)被膜，石英為一軸晶、正光性，經(jīng)多種測(cè)試方法研究證實(shí)為結(jié)晶α—石英。

礦石中粗粒級(jí)硅砂、硅石均由微晶石英集合體構(gòu)成，石英粒徑絕大多數(shù)界于0.02～0.005毫米之間，石英呈多邊形棱角狀，彼此間呈緊密鑲嵌結(jié)合，并構(gòu)成一種共邊界面間角大致呈120°的“三相點(diǎn)”結(jié)構(gòu)，為一種典型的重結(jié)晶再生結(jié)構(gòu)。礦石中有時(shí)出現(xiàn)有石英微脈，其中粒度可增大至0.1～0.2毫米。在礦石中細(xì)粒硅粉中主要由單晶微粒石英組成，粒度多為10～20微米，顯然硅粉系由硅砂、硅石中復(fù)晶石英解離成單晶石英所致。

通過(guò)礦區(qū)基本化學(xué)分析及組合分析來(lái)看，礦石主要化學(xué)組分含量SiO2 96.50～99.78%、Al2O3 0.02～1.55%、Fe2O3 0.02～0.35%；其它微量雜質(zhì)含量TiO2 0.02～0.03%、CaO 0.07～0.08%、MgO 0.05～0.06%、K2O 0.24～0.31%、NaO 0.11～0.12%。

礦石為微粒狀結(jié)構(gòu)，松散塊狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造以及角礫狀構(gòu)造。

三、礦石加工技術(shù)

粉石英是一種不需要經(jīng)過(guò)機(jī)械碾磨的高純度的天然粉末狀石英，其粒度極細(xì)，疏松呈土狀，成分為二氧化硅。礦石結(jié)構(gòu)松散，由微晶石英組成，呈灰白色。經(jīng)簡(jiǎn)易水力分級(jí)即可出325目產(chǎn)品，經(jīng)酸洗后SiO2可進(jìn)一步提高，鐵氧化物可降低。

根據(jù)粉石英原礦樣品外觀顏色不一致（如黃白相間）、形狀不一致（如塊狀、顆粒狀及粉狀）。測(cè)試單位對(duì)其進(jìn)行擦洗、磨碎擦洗、分級(jí)流程試驗(yàn)，其結(jié)果表現(xiàn)為：原礦經(jīng)擦洗后其白度可明顯提高，SiO2 可提高至99.2%以上，F(xiàn)e2O3 可降至 0.05%以下。粉石英礦經(jīng)磨碎擦洗后， SiO2 含量達(dá)到 99.5%以上，F(xiàn)e2O3可降至0.04%以下。

四、礦石的工業(yè)應(yīng)用

粉石英礦屬于一種天然產(chǎn)出的，由硅粉和硅砂硅石組成的松散集合體?；瘜W(xué)成份以高硅低鋁為特征。原礦經(jīng)簡(jiǎn)易加工處理，可獲得總產(chǎn)率達(dá) 90～95%的含SiO2>99.5～99%、Fe2O3<0.1～0.2%的合格硅砂硅粉產(chǎn)品，稱得上是“無(wú)尾砂全巖利用”的優(yōu)質(zhì)原料。粉石英礦的工業(yè)應(yīng)用除了陶瓷、電瓷（國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用）、玻璃、玻纖行業(yè)之外，還有耐火材料以及填料、細(xì)磨料等行業(yè)，后列幾種行業(yè)對(duì)粉石英礦的要求是細(xì)度，對(duì)含鐵量的要求不嚴(yán)，這對(duì)開發(fā)應(yīng)用本區(qū)礦石中的硅粉十分有利?，F(xiàn)扼要分述之。

（1）粉石英礦用于玻璃工業(yè)的可行性

本區(qū)粉石英礦，SiO2含量高、鐵鋁雜質(zhì)含量低，其質(zhì)量達(dá)到一般平板玻璃和工業(yè)技術(shù)玻璃用砂的要求。據(jù)以往同類粉石英礦床中化學(xué)成份相似的硅砂的實(shí)驗(yàn)室小型玻璃熔制試驗(yàn)，表明有可行性。這類硅砂與上海通用的機(jī)械粉碎脈石英砂相比，熔制過(guò)程無(wú)明顯差異，所熔制出的玻璃熱膨脹系數(shù)略偏低，而粘度、應(yīng)變點(diǎn)、退火點(diǎn)和軟化點(diǎn)略偏高。此外，近年來(lái)，玻璃纖維研究部門以粉石英礦中的-100 目硅粉進(jìn)行了直接拉絲的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證明不僅有可行性，而且可取得顯著的節(jié)能效果。因粉料粒度細(xì)，比表面積大而有利于玻璃配合料的均化并加速硅酸鹽反應(yīng)，故熔化時(shí)間縮短，小型熔爐生產(chǎn)試驗(yàn)拉絲作業(yè)穩(wěn)定性好，總能耗從 10000 度/噸玻璃減少到 4000 度/噸玻璃。近來(lái)，繼中堿玻纖熔制成功，又在無(wú)堿玻纖探索上取得了進(jìn)展。

（2）粉石英礦用于用作高密度硅磚原料的可行性

根據(jù)粉石英礦的成份和粒譜特性，還可用于硅磚，特別是國(guó)內(nèi)緊缺的高密度硅磚的生產(chǎn)，要求原料高硅低鋁、粒譜寬（從3毫米到—0.088毫米），以得到堆密度增高的磚塊。據(jù)中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)介紹，武漢地院蘇良赫教授對(duì)贛西粉石英礦進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，表明這種原料石英晶相轉(zhuǎn)化容易，用于生產(chǎn)高密度硅磚有可行性，本礦區(qū)粉石英礦從粒譜到成份均為一種理想原料。

（3）其它行業(yè)的應(yīng)用前景

據(jù)國(guó)外資料，在美國(guó)粉石英礦業(yè)發(fā)展中，用于填料，特別是高純超微細(xì)高級(jí)填料的比重越來(lái)越大，并占據(jù)了主導(dǎo)地位?？梢灶A(yù)料，經(jīng)過(guò)處理的超細(xì)硅微粉，將成為一種優(yōu)質(zhì)新型填料進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。此外，據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料和生產(chǎn)試驗(yàn)，粉石英礦在涂料、細(xì)磨料、精密鑄造及化工等行業(yè)亦有應(yīng)用發(fā)展的前景。

五、總結(jié)

粉石英礦是近年來(lái)興起的原材料，具有易勘查、開采，用途廣泛等特點(diǎn)。隨著國(guó)內(nèi)外投資非金屬礦的熱情逐步提高，其工業(yè)應(yīng)用方面的價(jià)值將被進(jìn)一步挖掘。

參考文獻(xiàn)：

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