【知识】磨粉机物料百科——硅灰石

　　硅灰石为钙的偏硅酸盐矿物，是一种新兴的工业矿物原料。目前主要用于陶瓷工业，其次用作冶金保护渣和涂料，也可用作电焊条药皮、石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃配料以及生产橡胶、塑料、绝材料、纸张的填料。有的硅灰石岩可作建筑饰面材料或生产白水泥的配料。

　　硅灰石原矿有明显的纤维状特征

　　硅灰石为钙的偏硅酸盐矿物，是一种新兴的工业矿物原料。目前主要用于陶瓷工业，其次用作冶金保护渣和涂料，也可用作电焊条药皮、石棉代用品、磨料粘结剂、玻璃配料以及生产橡胶、塑料、绝材料、纸张的填料。有的硅灰石岩可作建筑饰面材料或生产白水泥的配料。

　　硅灰石原矿有明显的纤维状特征

　　一、矿石矿物原料特点：

　　硅灰石的化学分子式为CaSiO3，理论化学成分：CaO48.25%、SiO251.75%。自然界中纯硅灰石罕见，在其形成过程中，Ca有时被Fe、Mn、Ti、Sr等离子部分置换而呈类质同象体，并混有少量的Al和微量K、Na。

　　由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同，可能出现3种同质多象体：1.三斜链状结构的Tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石;2.单斜链状结构的ZM型副硅灰石，通称副硅灰石;3.三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石。目前被广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。低温三斜硅灰石为三斜晶系，大多呈针状、纤维状或片状，常簇集呈扇形、辐射形集合体，有的呈细小的颗粒状。白色微带灰、红色，玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽，解理平行中等，在1125度左右时可转化为假硅灰石，这时热膨胀系数增加，并由于释放出Fe、Sr等杂质，因此颜色由白色变为奶油色、红色或褐色。

　　硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。前者主要产于夕卡岩型矿床中，矿物组分复杂，常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等夕卡岩矿物;后者主要产于接触变质和区域变质型矿床，矿物组分简单，又可分为：硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3个亚类。硅灰石矿石的结构构造通常也有两种：致密块状矿石具细粒花岗变晶或纤维变晶结构，致密块状构造，硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体，个别极细粒致密者呈玉状;粗晶硅灰石矿石具纤维变晶结构，块状、似角砾状、巨斑状或条带状构造，硅灰石晶体粗大，呈板柱状，束状或放射状(菊花状)。

　　二、硅灰石用途与技术指标

　　工业应用对硅灰石矿石的质量要求如下：

　　(一)建筑陶瓷用硅灰石

　　由于硅灰石具有热膨胀系数低，在低温条件下易与氧化硅、氧化铝共熔、不含化学结合水或碳酸盐以及具有针状晶形等特性，因此，用硅灰石作建筑陶瓷(主要是釉面砖)原料，能实现低温快速烧成，降低产品的收缩率和减少出现翘曲、开裂现象，并能提高坯体强度和压型质量，改善产品机械性能，从而达到节省能耗，提高产率，降低成本的目的。

　　建筑陶瓷用硅灰石一般要求硅灰石含量大于或等于60%(如含透辉石也视为有用组分，其含量可折抵硅灰石含量)，石英含量小于或等于20%，方解石含量小于或等于13%，Fe2O3小于或等于1.7%。也可按矿石化学成分要求SiO238%-58%，CaO36%-55%，CO2小于或等于6%，Fe2O3小于或等于7%。

　　(二)冶金保护渣用硅灰石

　　主要用作生产颗粒板坯连铸、模铸保护渣和无碳保护渣的基料。由于硅灰石成分稳定，因此使铸坯无缺陷，表面光洁;由于硅灰石中CaO和SiO2以化合状态存在，其配比恰处于连铸所需要的碱度范围，可减少配渣的基料种类，简化工艺，使保护渣具有良好的热稳定性;由于硅灰石含Al2O3很低，因此可增强保护渣吸收Al2O3的性能。冶金保护渣对硅灰石精矿的质量要求：硅灰石大于或等于50%，方解石小于或等于50%，石英小于或等于5%，S小于或等于0.01%，P小于或等于0.01%。

　　(三)油漆涂料用硅灰石

　　由于硅灰石具有亮白色、针状颗粒形态及低的吸油性等特性，可生产优质白色和柔和浅色调的涂料，提高涂料的韧性和耐用性，保持涂料表面平整与良好的光泽以及抗洗刷和抗风化性能，还可减少涂的吸油量并保持碱性，具有抗腐蚀能力。

　　油漆涂料对硅灰石矿的一般要求：SiO2大于或等于49%，CaO大于或等于45%，Fe2O3小于或等于0.2%，325目矿粉吸油量20～25g/100g，水溶物小于或等于0.5%，水萃取pH值为7-9，325目矿粉白度大于或等于90%。

　　(四)电焊条用硅灰石

　　用硅灰石作电焊条药皮配料，能起助熔和造渣添加剂作用，抑制焊接时放电，减少飞溅，提高熔渣流动性，使焊缝成型整洁美观，增强机械强度。电焊条对硅灰石精矿质量的一般要求：SiO245%～55%，CaO35%～45%，MgO小于或等于0.8%，S小于或等于0.03%，P小于0.03%。

　　根据中华人民共和国建材行业标准《硅灰石》(JC/T535-94)，天然硅灰石产品按粒径分为块粒、普通粉、细粉、超细粉、针状粉5类，各类产品按质量分为优等品、一级品、二级品、合格品。

　　三、硅灰石资源状况

　　世界硅灰石资源较丰富，资源总量估计在8亿t以上，但分布很不均衡。目前仅有20多个国家发现硅灰石矿床，主要分布于亚洲的中国、印度、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和美洲的墨西哥、美国等国，探明储量3亿t;此外，芬兰、土耳其、纳米比亚、南非、苏丹、加拿大和南斯拉夫等国也发了硅灰石矿床。

　　中国和印度是世界上硅灰石资源最丰富的国家。虽然中国硅灰石地质找矿工作起步较晚，但自1975年开始，20年来已取得很大进展，在17个省、自治区发现矿产地百余处，估计资源量近2亿t。截至1996年底止，在14个省、自治区中已有探明储量的矿产地31处，保有矿石储量13265万t，位居世界前列。保有储量最多的是吉林省，占全国总保有矿石储量的40%;其余依次为云南、江西、青海、辽宁4省，共占全国保有矿石储量的49%;浙江、湖南、安徽、内蒙古、广东5省区共占全国保有储量的10%;江苏、广西、湖北、黑龙江4省区共占全国保有矿石储量的1%。

　　在全国保有储量的31个矿产地中，保有矿石储量据其品位换算成矿物储量后，按全国矿产储量委员会《硅灰石地质勘探规范》(试行)中硅灰石矿床规模划分标准，属于特大型矿的6处，大型矿12处，中型矿5处，小型矿8处。其中：已开采利用的矿产地18处，包括特大型矿4处、大型矿8处、中型矿2处、小型矿4处，共计占用保有矿石储量7661万t，占全国保有矿石储量的58%;可供近期利用的矿产地10处，包括特大型矿2处、大型矿3处、中型矿1处、小型矿4处，共计保有矿石储量4816万t，占全国保有矿石储量的36%;由于与其他矿产共生而难以采选及开采条件差等原因，近期难以利用的矿产地有3处，包括大型矿1处、中型矿2处，共计保有矿石储量788万t，占全国保有矿石储量的6%。

　　四、硅灰石矿产分布

　　1.华北地区

　　尚未发现较好的硅灰石矿，仅在内蒙古自治区东部的巴林左旗白音诺铅锌矿中，有共生的中型硅灰石矿1处，近期难以利用;另在河北省迁西县小西营发现硅灰石矿点，有待勘查。

　　2.东北地区

　　硅灰石矿产地13处(特大型矿4处、大型矿5处、中型矿2处、小型矿2处)，共计保有硅灰石矿石储量B+C+D级6489万t。主要分布于吉林和辽宁省，黑龙江省很少。吉林省是中国硅灰石矿最主要的蕴藏区和当前最主要的产区。分布硅灰石矿产地9处(特大型矿4处、大型矿3处、中型矿1处、小型矿1处)，共计保有硅灰石矿石储量B+C+D级5338万t。矿床自西而东分布于3个成矿区：梨树县大顶山—石岭成矿区，有铁汞山特大型矿和大顶山大型矿已开采利用，除前马家油房大型矿近期不宜进一步工作外，还有煤窑山、荒顶山、陆家沟等矿点有待勘查;磐石市长崴子—石嘴成矿区，有长崴子和南错草2个特大型矿以及东丰县鹿圈山小型矿已开采利用，孟家大型矿和西错草中型矿可供利用，此外，还有三泉西、将军岭、孤庙子、草明山、煽车山以及双阳县太平马场等矿点有待勘查;龙井市细鳞河成矿区，在大灰沟—水曲柳沟一带除已探明1个大型矿可供利用外，还有若干矿点有待勘查。此外，吉林南部浑江一带的富硅灰岩中，有厚层状透闪石和硅灰石矿化层，也是今后重要的找矿方向。辽宁省是中国硅灰石矿主要蕴藏区和当前的主要产区之一。分布于其北部的法库县城子山大型矿和上炭窑中型矿，及其西北部的建平县富山大型矿，均已开采利用，3矿共计保有硅灰石矿石储量C+D级1147万t。此外，在黑龙江省密山市兴隆村有小型硅灰石矿1处，可供进一步工作。

　　3.华东地区

　　分布硅灰石矿产地11处(大型矿5处、中型矿2处、小型矿4处)，共计保有硅灰石矿石储量C+D级2508万t。主要分布于江西省西北部和浙江、安徽、江苏3省交界地区。江西省是中国硅灰石矿的主要蕴藏区之一。分布有大型矿产地3处，共计保有硅灰石矿石储量C+D级1669万t。其中：新余市仁和乡曹坊庙大型矿已开采利用，新余—上高县月光山2处大型矿可供进一步工作。此外，在上高县蒙山和上饶市铁山也已发现新的矿床。浙江省是中国当前硅灰石主要产区之一，除湖州市妙西中型矿近期不宜进一步工作外，长兴县李家巷大型矿和江山市二十八都小型矿已开采利用。安徽省分布硅灰石矿产地3处，分布于皖南广德县庙西大型矿已开采利用，泾县铜山小型矿可供边采边探;在长江沿线怀宁至铜陵一带已发现矿点多处，其中怀宁县雷山小型矿曾经开采，铜陵狮子山等矿点有待勘查。江苏省分布硅灰石矿产地2处，溧阳县小梅岭中型矿已开采利用，江宁县韩村小型矿可供进一步工作。

　　4.中南地区

　　分布硅灰石矿产地4处(大型矿2处、小型矿2处)，共计保有硅灰石矿石储量C+D级388万t。零星分布于湖南、广东、广西及湖北4省区。湖南省在常宁县大义山一带发现有多处硅灰石矿点，其中：常宁水底下为大型矿可供进一步工作，张家冲矿规模可达中型，还有铜坪岭、相柳塘、麻石岭及黄沙垄等一些矿点有待勘查。广东省连州市朝天达大型矿。分布于广西自治区平乐县南源洞的小型矿已开采利用。湖北省除分布中国最早发现和开采的大冶下马林(小箕铺)小型矿外，在大冶—阳新一带还发现冯家山、叶花香、牛头山、丰山洞等一些矿点有待勘查。

　　5.西南和西北地区

　　云南省保有硅灰石矿石储量D级2393万t，青海省保有矿石储量C+D级1315万t，都是中国硅灰石矿主要蕴藏区之一。保有储量集中分布于滇西南的腾冲明光乡白石岩和青海中部都兰县海寺两个特大型矿中，可供利用或进一步工作。此外，在新疆自治区哈密一带，也发现有硅灰石矿点。

　　五、硅灰石资源特点

　　中国硅灰石矿床规模较大、储量较集中。已有探明储量的30个矿产地中，特大型和大型矿占58%，共计保有储量占总储量的95%。中国硅灰石矿石品位较高，保有矿石储量的矿产地中，矿石品位(含矿系数或硅灰石矿物含量)多数大于50%，高的可达82%。据不完全统计，其中矿床平均品位为79.03%～71.90%的有4处，共计保有矿石储量2000多万t，占总储量的15%，主要分布于广东、吉林省;矿床平均品位为69.21%-60.84%的有6处，共计保有矿石储量2000多万t，占总储量的16%，主要分布于青海、浙江、安徽、江苏省;矿床平均品位为57.10%～50.00%的有9处，共计保有矿石储量4000多万t，占总储量的32%，主要分布于吉林、辽宁、浙江省;矿床平均品位为45.00%-39.86%的有10处，共计探明储量2000多万t，占总储量的19%，主要分布于辽宁、湖南省和内蒙古自治区。

　　中国硅灰石矿质地优良，吉林、辽宁、湖北、浙江、江西、青海等地的许多矿床的矿石质量，大多接近于驰名的印度硅灰石矿石的质量，并优于许多其他国家。尤其是吉林省梨树县大顶山硅灰石矿的矿石，颜色洁白，杂质含量低，晶体呈针状、纤维状，属世界罕见的天然低铁优质硅灰石，其产品质量和品种已达世界先进水平，在国际市场中享有盛誉。

　　硅灰石矿床中常见的共伴生矿产为石灰岩，可综合利用，还有透辉石、透闪石，作为建筑陶瓷原料，也可视为有益组分综合利用，例如：辽宁建平县富山硅灰石矿石中的透辉石含量达24%，吉林磐石市煽车山矿为硅灰石与透闪石共生矿床，此外，夕卡岩型硅灰石矿常有铜、铅、锌等有色金属矿物共生，综合回收价值不大，由于成分复杂，因此影响硅灰石矿的采选。

　　中国硅灰石矿开发条件较好，交通尚方便;多数矿床适于露天开采;采用磁选与浮选方法，矿石选别效果较好。目前，已开采的矿山生产规模多为中、小型，少数生产规模较大的国有企业的采选及加工水平较高，大多数乡镇矿山的采选方式仍较落后。

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