壹、概述
滑石屬層狀矽酸鹽,是壹種含水矽酸鎂礦物,理論化學式為Mg3[Si4O10](OH)2,或者為3MgO·4SiO2.H2O。其理論化學組成為:MgO為31.68%,SiO2為63.47%,H2O為4.75%。天然質純的滑石礦很少,大多數伴生有其他礦物雜質,常見的伴生礦物有:綠泥石、蛇紋石、菱鎂礦、透閃石、白雲石等。
滑石常為白、淺綠色,微帶粉紅、淺灰色,含雜質越多顏色越深,乃至深灰、黑色(表3-17-1)。單斜晶系,礦石常呈片狀,纖維以及致密塊狀。珍珠光澤或油脂光澤,硬度為1,密度為2.7g/cm3左右,有滑感。滑石受熱時有明顯的熱效應,在120~200℃時失去吸附水,600℃時開始失去部分結構水,直至1050℃時結構水全部脫出。鑒別滑石的最好方法是進行X射線衍射分析或差熱分析,滑石在地殼巖石圈分布較廣,其成因與區域變質、熱液交代作用有關。
表3-17-1 滑石的物理性質
二、礦床(石)類型及工業要求
(壹)礦床類型
我國滑石礦床主要分為五大成因類型,再根據成礦地質條件進壹步劃分為若幹亞類,見表3-17-2。
表3-17-2 滑石礦床成因類型
續表
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(二)礦石類型
滑石礦石除含滑石礦物外,還含有菱鐵礦、黃鐵礦、白雲石、方解石、石英、菱鎂礦、蛇紋石、綠泥石等礦物。根據這些礦物的含量,可分為碳酸鹽滑石、蛇紋石滑石、含綠泥石滑石等。按礦石構造不同,分為塊狀滑石、片狀滑石、纖維狀滑石等。目前我國開采的12個主要的滑石礦都屬於碳酸鹽類的塊滑石。
我國滑石資源豐富,但分布不均勻,主要集中在遼寧、山東、廣西,主要礦山的礦石類型及質量見表3-17-3。
表3-17-3 我國主要滑石礦區礦石類型
(三)工業要求
滑石礦床評價時,通常可以采用化學組分品位分級法或滑石礦物含量加白度的品位分級法兩種,詳見表3-17-4、表3-17-5。
表3-17-4 以化學組分含量為工業指標,滑石礦床品位要求及礦石工業品級劃分
表3-17-5 以滑石含量為工業指標,滑石礦床品位要求及礦石工業品級劃分
三、滑石礦產資源概況
世界滑石礦產資源較豐富,主要分布在美國、巴西、法國、芬蘭、意大利、原蘇聯、加拿大、奧地利、印度等十幾個國家,除我國以外,以原蘇聯、美國滑石資源最豐富。
有工業價值的滑石礦床主要是富鎂巖石,如橄欖巖和白雲巖經熱液蝕變而成。特別是碳酸鹽巖型的滑石礦床質量好。
滑石礦石類型國外壹般分為四類:塊滑石、片狀軟滑石、透閃石滑石和混合滑石。其中以片狀軟滑石用途最廣。
據美國《礦產實況與問題》(Mineral facts and Problems)1985年報道,世界滑石總儲量為3.18億t,其分布情況見表3-17-6。
我國滑石儲量、產量及出口量均居世界首位。全國已查明的礦點120多處,已勘探礦床37個,儲量近2.5億t,其中工業儲量0.9億t,遠景儲量1.6億t,已探明儲量居世界第壹。全國較大的滑石礦山近20處,大多集中於遼寧、山東、江西、廣西及西北地區。西南較少且礦床規模也小。其中以遼寧海城滑石礦為規模最大、開采歷史最長的礦山。遼寧本溪、營口、桓仁,山東掖縣、平度、海陽,廣西桂林,四川冕寧以及福建政和滑石礦等亦較著名。
表3-17-6 世界滑石及有關礦產的儲量和儲量基礎 (單位:萬噸)
河南省滑石礦主要產於欒川縣北部至方城縣拐河鄉壹帶,其中在方城縣拐河七峰山花崗巖體南北兩側25km長,8km寬的範圍內呈平行的魚群狀斷續分布多個礦體。滑石礦化帶與區域構造線走向壹致,呈300°左右方向延伸、位於巖體南側者分布於寬坪組白雲質大理巖中,有擋狼寺和汪廟兩個滑石礦化帶。位於巖體北側者有分布於陶灣組白雲質大理巖中的樓溝寺、拐河、涼水泉、宋王溝等滑石礦化帶和分布於陶灣組片巖中的滾子溝滑石礦化帶。
這些礦化帶以拐河礦化最強,且較為穩定,其他礦化帶則遜於拐河。
拐河滑石礦石可分出下列三個類型:
強滑石化白雲石大理巖類型礦石,白至潔白色,鱗片狀花崗變晶結構,平行條狀或片狀構造、片理不發育。主要礦物白雲石,次為滑石(占15%~30%),少量礦物有方解石、石英、微量礦物有榍石、綠泥石、黃鐵礦、透閃石、長石。滑石呈鱗片狀分布於白雲石和方解石細條帶間,滑石礦物化性能良好。
方解石白雲石滑石片巖及滑石白雲石大理巖類型礦石,白間黃或潔白色,花崗變晶結構,片狀構造,片理較發育。主要礦物白雲石、滑石(30%~45%),次要礦物方解石、石英,微量礦物榍石、綠泥石、蛇紋石、磷灰石、透閃石等。滑石呈鱗片狀集合體在白雲石和方解石顆粒間定向排列。方解石白雲石滑石片巖受次生作用色發黃,而滑石白雲石大理巖則無鐵染現象,壹般都較純潔。
鱗片狀滑石礦,即貧礦石類型,壹般黃或黃間白色,鱗片變晶結構,片狀構造,片理發育。主要礦物滑石占60%以上,次要礦物白雲石、方解石、石英,微量礦物榍石、白鈦石等,因次生氧化富集作用,多含氧化鐵和粘土礦物,影響了滑石的白潔度。
三類礦石中,後兩種品位相對為高,但白潔度較差,第壹類礦石,雖品位較低,但礦石物性良好,且易於選礦,原礦滑石含量26%,采用多段磨礦浮選,可獲滑石含量達79.24%的精礦,回收率81.53%,可用於造紙工業等。
滑石礦儲量,按貧礦滑石含量≥50%,表外礦滑石含量)30%,農業填充料滑石含量≥15%計算表內C+D級滑石礦石8.39萬t,表外C+D級礦石130.9萬t,農業填充料滑石礦石地質儲量為1771.42萬t。C+D級礦石約60%在潛水面以上。
拐河滑石礦1985年曾由縣營滑石礦開采,日產20~30t,加工成滑石粉,銷售於本省以及京、津、滬等地;1990年後在方城獨樹壹帶興辦了多家滑石粉加工企業,年產滑石粉3萬~5萬t,已成為我省滑石粉加工基地。欒川北部壹帶滑石礦質量較好,礦層延伸穩定,但因交通等方面原因,僅在局部地段小規模開采。
四、滑石的主要用途
滑石具有良好的耐熱、滑潤、抗酸堿、絕緣及對油類有強烈的吸附性等優良特性。被廣泛用於造紙、化工、醫藥、軍工、陶瓷、油漆、橡膠等工業部門。其主要用途列於表3-17-7。
表3-17-7 滑石的主要用途
五、滑石產品質量標準
我國對滑石及滑石產品還未制定出國家標準。根據不同用途對滑石及滑石產品技術要求不同。國家建材局分別制定了工業原料滑石技術要求,造紙用滑石粉技術要求,陶瓷用滑石粉技術要求、電纜、橡膠、塑料用滑石粉技術要求,紡織級滑石粉技術要求,油氈級滑石粉技術要求,醫藥、化妝、食品用滑石粉產品質量和塗料用滑石粉技術要求,分別列於表3-17-8至表3-17-16等。
表3-17-8 工業原料滑石技術要求(JC160—82)
產品代號:GL-特示工業原料特級滑石塊;GL-1示工業原料壹級滑石塊;GL-2示工業原料二級滑石塊;GL-3示工業原料三級滑石塊;GL-4示工業原料四級滑石塊。
表3-17-9 造紙用滑石粉技術要求(JC161—82)
註:產品代號中ZZ示造紙級滑石粉。
表3-17-10 陶瓷用滑石粉技術要求(JC294—82)
註:產品代號TC示陶瓷級滑石粉。
表3-17-11 電纜、橡膠、塑料用滑石粉技術要求(JC295—82)
註:白度可由供需雙方商定。產品代號DL示電纜級滑石粉。
表3-17-12 紡織級滑石粉技術要求(JC296—82)
註:產品代號FZ示紡織級滑石粉。
表3-17-13 油氈級滑石粉技術要求(JC297—82)
註:產品代號YZ示油氈級滑石粉。
表3-17-14 醫藥、化妝、食品用滑石粉產品質量(JC298—82)
註:如需測定As、Cd、Hg、Pb、P等元素,由供需雙方協商進行檢查。產品代號:YY—醫藥用滑石粉。
表3-17-15 塗料用滑石粉技術要求(JC299—82)
註:產品代號:TL壹塗料級滑石粉。
表3-17-16 色漆用填料的成分和性能[ISO3262—1975(E)]
填料的顏色不允許比正常試件黑或暗。
采用國際標準測定篩余量要求相當多的經驗,通過不同方法獲得的結果不應用來相比較。
粒度分布測定法是根據斯多克定律。斯多克定律應用於球形粉粒。填料粉料不是絕對的球形,由於不同填料有不同的粒形,故不同填料在粒度上不可相比較。
2μm極限值僅僅是給予控制。
六、滑石產品深加工
我國滑石選礦普遍采用手選、幹磨空氣分級,而國外的滑石選礦已由單純的磨粉作業向專門的、系列化的精選工藝過渡,目的在於提高產品質量,為用戶提供品種繁多的產品。
國外新型的滑石選礦廠工藝過程包括:光電選、泡沫浮選、漂白、幹、濕磁選、水力旋流器分選、擦洗沈澱濃縮、離心分級、噴霧幹燥、微粉工藝及特定工藝(如滑石分層、滅菌工藝等)。
各國根據礦石類型、用戶要求、綜合回收等因素,選擇不同的選別方法,歸納於表3-17-17。
除磨粉作業外,壹般選礦廠對低品位礦石采用浮選工藝進行選別,同時綜合回收有益的伴生礦物。
表3-17-17 滑石主要選礦方法