广西钟山盐田岭高岭土综合利用.doc

广西钟山盐田岭高岭土综合利用 作者黄忠刚 栏目学术探讨 添加时间2008-9-22 151840 摘要文章以钟山县盐田岭高岭土矿山为例，介绍、证明了高岭土矿通过综合利用，即通过对低品位高岭土、废石类高岭土及尾矿的利用，矿山不仅可逐层向下开采，同时提高了高岭土矿回采率、采矿效率，采矿成本也有所下降，从而全面提高矿山经济效益。 关键词高岭土矿山；高岭土；综合利用 中图分类号X752 文献标识码A 文章编号1006-4117（2008）9-0000-01 钟山县盐田岭高岭土矿山为山坡露天矿，矿体地表出露连续性好、储量大，纯度有优有劣。2000-2004年开采矿体上部分的20m，大部分为较软的优质高岭土，采场的回采率70不到，高岭土原矿经淘洗淘洗率40不到，余下尾矿丢弃不用，因此矿山效益并不明显。 矿山在2005年开采矿体上部分20m以下部分，遇到较多硬矿，即低品位高岭土，遇到难题，但是同时碰巧遇到九十年代中后期全球矿山资源的沽竭和矿业技术的快速发展、应用，矿山由此进行了矿产资源的综合利用，即低品位高岭土、废石类高岭土也全部开采、回收后，根据它们的成份、含量差别综合调配、利用，以前丢弃的尾矿也得到利用上，从而矿山企业取得了较好的经济效益。 一、矿床地质概况 广西地质勘探大队于1986年提交的广西钟山县盐田岭高岭土矿区找矿地质报告及附表、图，对该矿床地质进行了初步描述，具体内容如下 盐田岭高岭土矿床为小-中型风化残积矿床，母岩为一近似透镜状的燕山期黑云母花岗岩小岩株，已蚀变为云英岩。矿体地表呈扁长状近于南北向展布，长轴490米，短轴150米。据物探资料推测，矿体最大厚度约20米。通过岩矿鉴定，初步查明原矿为细砂-粉砂质结构，砂粒为石英颗粒，含量65，呈他形半自形粒状，粒径一般0.2-1mm。高岭土类矿物成分为埃洛石20；高岭石5，水云母5等。精矿经电镜分析，高岭土主要为多水高岭石（空管状）约占70-80，高岭石15；水云母10；蒙脱石5。原矿主要化学成分为SiO272.16，Al2O319.13，Fe2O30.23，原矿在水中过40目筛后，含矿率为77.3，平均化学成分为SiO265.73，Al2O323.05，Fe2O30.34，TiO20.025，原矿经手工淘洗（过180目筛）后，精矿的平均化学成分SiO258.82，Al2O327.23，Fe2O30.41，TiO20.032，淘洗率为37.8。次要化学成分含量CaO0.10，MgO0.29，K2O4.46，Na2O0.52，P2O50.05，Mn3O40.02，SO30.02，Cl-0.19，烧失量7.11。塑性指数13.23，300目筛余物20.7。 矿区地质构造简单，矿体地表出露连续性好，经勘探，对矿体的地表形态、矿体厚度及接触线等已大致控制，各项化学分析和物性测试工作符合要求。以物探资料推深20米计算得全矿区D级储量原矿132万吨；精矿（过40目筛）102万吨；过180目筛精矿49.8万吨基本可靠。 工作中尚存在以下缺点1、矿体与岩体及围岩接触面产状、矿体厚度均根据物探资料推断，而物探方法受地形干扰效果不太理想。浅井工程又因客观原因未能打穿矿层，因此，推断的接触面产状及矿体厚度与实际可能有出入，有待进一步工作证实。2、所施工的七个浅井只有四个分布在矿体内，工程分布不均匀，网度较稀，加上见矿浅井均未能打穿矿层底板，从而影响到对矿体沿水平方向和垂直方向质量变化的全面了解。 本矿床为一小-中型矿床，矿石质量原矿稍经淘洗除去石英砂粒后即能满足建筑及日用陶瓷的要求。 二、矿山初期开采 1999年，几位外商经钟山县人民政府引进，研究了上述找矿地质报告，并历经数月对该矿床进行详查工作，查明该高岭土矿床地质界线大致不变，只是高岭土矿体深度进行了推深，推深60m计算得整个高岭土原矿的储量约为400万吨，可供15年以上的开采，故随即成立了钟山县高岭土开发有限责任公司，投资600万元对盐田岭高岭土矿山进行开采，并同时建了年产3万吨各级高岭土淘洗泥的精选厂一个。 矿床开采的基本内容为（1）开采方式矿山为山坡露天矿，采用露天开采方式。（2）开拓运输方式公路开拓、汽车运输，逐层往下开采矿体。（3）台阶高度3-6m。（4）台阶边坡角75度。（5）作业平台宽度20m以上。（6）总回采率70。（7）初始生产规模200t/d。（8）采装工艺单斗挖掘机采装。矿体较松软，松软矿体直接挖掘、装车；遇到少量较硬矿体，浅孔爆破爆松再挖掘，因此采装工艺简单。 矿山2000年开采，至2004年5年的开采过程中，开采了矿体的上部分，即开采了水平往下20m的矿体。该部分矿体出露地表连续性好，软质高岭土，即高纯度优质高岭土占大部分，约为70不到，大约有130万吨，这是开采回收的；其余有30为较硬高岭土，即低品位高岭土、及劣质废石类高岭土，大约有75万吨，呈一窝一窝状，分散各处，当年未跟进市场要求，被认为没有价值，实际中挖掘机挖掘出来，用手推车运至不远处的西南角冲沟处排弃，或者短期内不挖。 矿山产品为优质高岭土原矿，100目、200目、325目淘洗泥。这些产品塑性好、白度高、品质稳定。 表1产品规格、特性（典型样品分析） 分析结果（） SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O TiO2 优质高岭土原矿 78.47 18.50 0.20 2.86 0.03 0.02 200目淘洗泥 49.52 30.26 0.30 2.81 0.03 0.02 325目淘洗泥 48.01 33.86 0.20 2.53 0.29 0.18 经过5年的矿山开采，至2004年矿山通过增加单斗挖掘机台数、汽车数量，生产能力逐渐扩大到600t/d年。矿山开采初期，主要存在如下问题（1）由于矿山只开采软质高岭土，即纯度高的优质高岭土，因此采场的回采率仅为70不到，其余30的硬矿，即低品位高岭土、及劣质废石类高岭土挖出后丢弃于矿区西南角冲沟处，或者短期内不挖，因此矿山初期的采场是一凹一坑的，有的地方呈现较高台阶、边坡，工作平台不平整，因此不安全，采矿效率也未能提高，在2004年，产量仅为600吨/天，采矿成本预计上升至36元/吨。（2）矿山开采出来的软质高岭土，即纯度高的优质高岭土，一部分直接出售；一部分淘洗为200目、325目淘洗泥，而淘洗率40不到，因此，几年时间（2000-2004年），矿山因淘洗原矿而堆集有几十万吨尾矿废弃不用，同时，因淘洗原矿，产生有大量污水（污水中存有对土地有害的微量元素）、污气，对环境造成一定影响，虽有沉淀池过滤，对环境影响还是较大。 三、矿产资源综合利用 2005年的开采中，即对矿体上部分20m以下部分的开采中，发现矿体状况有了变化，即开采出较多硬矿，即低品位高岭土，而软矿，即优质高岭土只占少部分，约40不到。越往下开采，硬矿越多，软矿越少，总体上硬矿占60以上。而此时恰遇九十年代中后期全球矿山资源的沽竭和矿业技术的快速发展、应用，广东地区对高岭土的品位要求可降低，因此，矿山企业在2005年洽逢机遇对高岭土矿进行了综合利用，即对硬矿、废石、尾矿进行了综合调配，进行利用，具体情况如下 （1）较硬的高岭土（低品位高岭土）、废石废石类高岭土都全部得到开采、利用 SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O 经1250度高温锻烧后白度 低品位高岭土 74 17.5 0.54 3.2 65度左右 废石类高岭土 75 14.5 0.4 3.5 70度左右 按11比例调配后的原材料 74.5 16 0.47 3.35 67.5度左右 从以上数据可以看出，低品位高岭土、废石类高岭土的化学成分相同，含量接近，物理性质也接近；与优质高岭土相比，它们的化学成分SiO2含量略高，Al2O3含量略低，其它成分的含量略有变化，物理性质方面的塑性指数降低、色度也降低。在实践中运用了矿产综合利用技术，对硬矿低品位高岭土、废石废石类高岭土进行了综合调配，进行利用，具体为可按11的比例调配如上表，经1250度高温锻烧后，白度为67.5度左右的建筑陶瓷坯体；也可按照建筑陶瓷业坯体原料要求的变化灵活综合调配。因此，硬矿、废石全得到了开采、回收。这样也意味着，采场的回采率一下子提高到95以上，从而出现这么一种现象，原先采场是一凹一坑的，台阶较高、边坡较陡、工作平台不平整，通过高岭土综合利用，即通过低品位高岭土、废石类高岭土的回采、利用，现在的采场工作平台平整，台阶不高，一层一层往下开采，场面颇为好看；由于采场平整，优劣矿石全部可用，采矿效率也提高了，日开采量达900吨，同时，采矿成本也下降了，经综合计算为31元/吨。 （2）尾矿全部得到充分利用 SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O 经1250度高温锻烧后白度 低品位高岭土 74 17.5 0.54 3.2 65度左右 废石类高岭土 75 14.5 0.4 3.5 70度左右 尾矿 78 9 0.15 3.8 80度左右 按111比例调配后的原材料 75.7 13.7 0.36 3.5 72度左右 SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O 经1250度高温锻烧后白度 低品位高岭土 74 17.5 0.54 3.2 65度左右 尾矿 78 9 0.15 3.8 80度左右 按11比例调配后的原材料 76 13.2 0.35 3.5 72.5度左右 矿山的初期开采，淘洗后在尾矿场堆集不用的尾矿有30-50万吨，从上面数据可以看出尾矿与低品位高岭土、废石类高岭土的化学成分相同，含量接近，物理性质也接近；因此，尾矿既可与低品位高岭土、废石类高岭土综合调配，进行利用，具体为可按111的比例调配如上表，经1250度高温锻烧后，白度为72度左右的建筑陶瓷坯体；可按11的比例低品位高岭土和尾矿调配，经1250度高温锻烧后，白度为72.5度左右的建筑陶瓷坯体；也可按照建筑陶瓷业坯体原料要求的变化灵活综合调配，矿山企业因此取得了一笔意外收益。 2005年的开采中，开采出较多硬矿，越往下开采，硬矿越多，在2008年，开采出的高岭土，总体上硬矿占近70，软矿，即优质高岭土只占30。而淘洗只是针对软矿，因此，淘洗在2005年退出了矿山舞台，这样也意味着，矿山初期因淘洗原矿而产生的污水、污气环境影响现象现在停止了，矿山对环境的影响已降至最低。 总的来说，2005-2008年，开采了紧随往下的30m矿体，因埋藏深，风化蚀变程度不高，优质高岭土只占30，大约有95万吨；其余70为低品位高岭土和废石类高岭土，大约有220万吨，因跟进市场因素，利用上。还将矿山初期丢弃的约75万吨低品位高岭土和废石类高岭土重新拾回、利用上，及矿山初期淘洗后的30-50万吨尾矿也利用上，因而，高岭土的综合利用，使矿山价值扩大。 主要经济技术指标 指标项目 矿山初期 2000年-2004年 矿产资源综合利用 （2005年以后） 采场生产能力 200t/d到600t/d 900t/d 回采率 70 95 采矿成本 36元/t 31元/t 结语钟山县盐田岭高岭土矿山于2005年开始对该矿山的矿产资源的综合利用，即对硬矿（低品位高岭土）、废石（废石类高岭土）和尾矿的综合调配、进行利用，基本解决了矿山初期存在的问题，也解决了因矿体变化而出现硬矿增多的新问题，从而使采场回采率提高到95以上，采场平整了，采矿效率得到提高，采场生产能力提高到900t/d，采矿成本则降至31元/吨，从而全面提高了矿山企业的经济效益，由此对社会产生的良好效应是多方面的，综上情况，贺州市人民政府为此把钟山县高岭土开发有限责任公司及其事迹上了贺州年鉴（2004-2005）彩页第5页，以作表彰。 上述事迹，也从一个侧面折射出矿产资源综合利用运用于全国一些其它矿山，这些矿山结合其自身矿体条件，可使矿山产生较好的经济效益，并可延长其开采服务年限。 作者单位广西钟山县国土资源局