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中國菱鎂礦資源開發利用

一、 地 質 勘 查
  解放以后,由于我國鋼鐵工業發展對耐火材料提出了要求,促使在菱鎂礦上進行了大規模的地質勘查工作。尤其是在遼東半島一帶投入了大量地質測量和探礦工程,先后勘探了青山懷、小圣水寺、楊家甸、金家堡-下房身、鏵子峪等大型礦床,普查評價了一批中小型礦床。
  海城菱鎂礦(包括王家堡子、金家堡子、下房身三個礦段)的地質勘查是一個典型實例。早有1952年,地質部一二三隊與鞍山鋼鐵公司地質處及遼東省礦業公司合作,對下房身礦區進行了地質調查,編寫了《遼東省海城遼陽兩縣菱鎂礦地質調查報告》,對菱鎂礦地質、礦體等進行了闡述。1953年,鞍鋼地質處為了進一步了解下房身附近菱鎂礦地質構造及礦床地質特征并對礦床遠景作出評價,組織了普查隊進行地質調查,通過34 022m3的槽探、1∶5萬地質修圖及取樣,初步了解了礦帶分布特征及地表礦體分布、規模、形態、產狀、有用組分含量等,提交了《遼寧省海城縣下房身菱鎂礦床普查報告書》。1958年省地質局營口地質大隊在楊家甸至金家堡子礦段進行全面勘探工作,投入1∶2 000地質填圖3.2km2,地表用淺井和槽探進行了揭露,深部施工鉆探2 545m,進行稀疏控制,通過這些工作,探明菱鎂礦石儲量9 091萬t,因勘探工程質量低劣,報告沒有獲得批準。1962~1964年省地質局海城地質隊對下房身礦段進行勘探,投入主要工作量:1∶5萬地質填圖425.5km2、1∶2 000地質填圖1.55km2、鉆探10 678m,基本查明下房身礦段礦體形態、規模、產狀、品位變化情況,編寫了《遼寧省海城縣下房身-金家堡子菱鎂礦區下房身礦段最終地質勘探報告》,計算菱鎂礦儲量1.29億t,其中工業儲量8 464.5萬t。1967年鞍鋼地質勘探公司四○二隊對金家堡子礦段進行詳細勘探,投入工作量:1∶1 000地質填圖1.84km2,探槽4 983m3,淺井100m,鉆探13 871.5m。探明菱鎂礦儲量5.85億t,其中工業儲量2.70億t。提交了《遼寧省海城縣金家堡子菱鎂礦床地質勘探總結報告書》。1969年對下房身礦段上部礦體進行補充勘探,1983年對下房身礦段西部0線至240線間進行補充勘探,1954年又以鉆探為主要手段對海城菱鎂礦帶王家堡子、金家堡子、下房身礦段進行了較全面的補充勘探工作,通過這些補充勘探,總共求得了8.61億t菱鎂礦,其中工業儲量3.18億t。
  經過幾十年菱鎂礦的地質勘查,積累了大量的經驗,1988年全國礦產儲量委員會在此基礎上制定了“菱鎂礦地質勘探規范”。該規范按照礦體規模、形態、構造復雜程度,以及礦體厚度變化和內部結構等因素,將我國菱鎂礦礦床劃分為三個礦床勘探類型:
  第一類型:礦體走向延長大于2 000m,呈似層狀,構造簡單,礦體和產狀未受或僅輕微受地質構造破壞,礦體厚度穩定,厚度變化系數小于40%,礦體內部結構較簡單,其中夾石(級外品、夾層、脈巖)較少,主要礦石品級較穩定。例如海城菱鎂礦礦床下部礦體、鏵子峪菱鎂礦礦床第三層菱鎂礦。
  第二類型:礦體走向延長500~2 000m。礦體呈似層狀,有的礦體內部結構復雜,夾石較多,有大小不等的非礦包體,礦石品級變化大。單個礦體形態較復雜,厚度變化大,厚度變化系數40%~100%。有的礦床還有較多的白云石脈。有的礦床有疊加褶皺。例如小圣水寺菱鎂礦礦床主礦體、青山懷菱鎂礦礦床、粉子山菱鎂礦礦床主礦體。
  第三類型:礦體走向延長100~500m,礦體呈不規則的似層狀、薄層狀、團塊狀,厚度變化大或很不穩定,厚度變化系數50%~120%。但有的礦床構造較簡單。例如,四川省桂賢菱鎂礦礦床。
二、 選礦與加工技術
  菱鎂礦選礦以重介、熱選等方法為主。隨著科學技術的進步和對精礦質量要求的提高,目前浮選和化學選礦已成為菱鎂礦提純的重要手段。
  浮選法是處理菱鎂礦的主要方法之一,對于脈石礦物為滑石、石英等以硅酸鹽礦物為主的礦石,浮選時通常在礦漿自然pH下,添加胺類陽離子捕收劑和起泡劑就能達到良好的效果,將菱鎂礦純度提高到95%~97%。山東掖縣菱鎂礦是一個生產多年的老礦,1984年新建了浮選工業試驗廠,其工藝流程是:①破碎篩分:以粒度小于200mm的原礦經顎式破碎機、對輥破碎機及振動篩組成兩段一閉路流程碎至10~0mm,作球磨機給礦;②磨礦分級:-10mm礦石經一段閉路磨礦,磨至-200目占70%,進入浮選作業;③浮選:浮選流程由反浮選(一粗一掃)及正浮選(一粗一精)組成,前者選出全部尾礦,后者得到鎂精礦和中礦。
  輕燒:菱鎂礦在750~1 100℃溫度下煅燒稱“輕燒”,其產品稱輕燒鎂粉。由于菱鎂礦燒減量一般為50%左右,因此通過輕燒,礦石中MgO含量幾乎可提高1倍。從這一意義上講,輕燒是最有效的MgO富集手段。此外,輕燒也是菱鎂礦熱選和某些重選的預備作業。輕燒鎂具有很高的活性,是生產高體密鎂砂的理想原料。
  熱選法:利用菱鎂礦與滑石在熱學性質上的差異,經煅燒后造成二者之間的密度差與硬度差,再經選擇性破碎及簡單的篩分或分級使礦物得到分離。該工藝流程簡單、成本低。
  海城菱鎂礦就采用反射窯輕燒—熱選法進行提純。試驗礦石為海成一級礦,粒度為50~200mm。反射窯為7.8m3,輕燒溫度750~1 100℃,停留時間為2h。輕燒后的礦石篩分成-5mm和+5mm兩部分。-5mm部分再在4R懸輥式磨粉機中細磨風選。其中-120目的為高純輕燒鎂粉。+120目與+5mm的合并為商品輕燒鎂。高純輕燒鎂粉再經壓坯,重燒而成高純鎂砂。
  菱鎂礦選礦,除了上述浮選法、輕燒法、熱選法外,還有重選法、電選法、輻射選礦法、磁種分選法,等等。后面這幾種方法我國用得不多。

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