硅灰石矿资源开发阶段

一、 地 质 勘 查

    全国矿产储量委员会《硅灰石矿地质勘探规范(试行)》将中国硅灰石矿床勘探类型分为4类，划分硅灰石矿床勘探类型的地质因素等级见表4.14.5。

表4.14.5划分硅灰石矿床勘探类型的地质因素等级表

    (1) 第一勘探类型  矿体规模大，厚度稳定，形态简单，含矿系数变化稳定。此类型矿床目前国内尚未发现。
    (2) 第二勘探类型  矿体规模较大，厚度较稳定，形态较简单，矿床构造简单，含矿系数变化较稳定。属于此类型的有浙江省长兴县李家巷等矿床。
    (3) 第三勘探类型  矿体规模较大,厚度较不稳定，形态较复杂，含矿系数变化较不稳定，矿床构造较复杂。属于此类型的有吉林省磐石市长崴子等矿床。
    (4) 第四勘探类型  矿体规模小，厚度不稳定，形态复杂，含矿系数变化不稳定，矿床构造复杂。属于此类型的有吉林省梨树县大顶山、湖北省大冶市小箕铺、广西壮族自治区平乐县南源洞等矿床。
    中国硅灰石矿勘查阶段分为普查、详查、勘探3个阶段。各阶段的工作要求分别按照中华人民共和国国家标准《固体矿产普查总则》(GB/T13687-92)、《固体矿产详查总则》(GB/T13688-92)、《固体矿产地质勘探规范总则》(GB/T13908-92)及全国矿产储量委员会1987年颁发的《硅灰石矿地质勘探规范(试行)》执行。
    对露采矿床，矿床勘探要控制矿体四周和露天采矿场底部的边界；对坑采矿床，要控制主矿体两端、上下盘边界和延深情况。矿体规模巨大者可以分段分期勘探。矿床勘探深度当前露采矿床一般为当地侵蚀基准面以下50m，坑采矿床一般不超过200～300m，勘探深度以下，可用稀疏工程控制其远景。
    矿床勘探程度和各级储量比例主要根据矿床规模、矿床地质条件的复杂程度以及矿山设计规模和有关技术经济条件等因素综合考虑确定。对供矿山建设设计勘探范围内的各级储量比例要求如下：对大、中型矿床，如地质条件简单，建设规模与矿床规模相当，其B+C级储量不少于B+C+D级储量的70%，B级储量占B+C级储量的10%～25%；矿床规模大，建设规模小，应该按建设规模探求以满足矿山生产15～20a左右所需的储量，其中B级储量及B+C级储量所占比例亦分别为10%～25%和70%以上；地质条件复杂，以较密的工程仍难求得B级储量的矿床，可以不求B级储量，只探求C+D级储量，其中C级储量不少于C+D级储量的60%。对于小型矿床，如矿床地质条件简单，需建设机选厂的，可探求供首期开采2～3a所需的B级储量，其中C级以上储量占总储量的比例不少于60%；矿床地质条件中等或复杂，矿山规模不大，露天开采，可不探求B级储量，其中C级储量不少于C+D级储量的60%；矿床地质条件特别复杂，用较密的工程仍探求不到C级储量的，只探求D级储量供边采边探。
    硅灰石矿床勘查手段通常采用槽探、井探与钻探，在基岩出露不良地区，用槽探和浅井系统揭露地表矿体和各类地质体的界线。深部采用钻探工程。各勘探类型矿床的勘探工程间距可参照表4.14.6，供勘探工作中类比参考。中国硅灰石矿床勘查一般工业指标的矿石质量要求见表4.14.7，开采技术条件一般要求如下：对于露采矿床，最低开采标高一般不低于矿区附近侵蚀基准面以下50m，剥采比不大于3∶1，矿体最小可采厚度1～2m(当矿体真厚度小于最小可采厚度时，可用含矿系数米百分值圈定矿体)，夹石最小剔除厚度1～2m，矿床开采最终底盘最小宽度大于或等于20m，爆破安全距离和露采坑边坡角，可根据爆破方式及矿床工程地质条件在制订勘探矿床工业指标时明确；对于坑采矿床，矿体最小可采厚度1m，夹石最小剔除厚度1m。

表4.14.6硅灰石矿勘探工程间距(m)

表4.14.7中国硅灰石矿床勘查一般工业指标矿石质量要求

二、 矿 山 开 采

    硅灰石矿的开采特点，由于是和石灰石共生，因此在露天开采的生产过程中往往可同时产出石灰石，如吉林铁汞山硅灰石矿露天开采剥离的废石即石灰石，且其量远大于硅灰石矿的矿石量，应当综合利用。
    目前中国硅灰石矿的开采方法，大多数是露天开采。矿山开采规模据全国矿产储量委员会《硅灰石矿地质勘探规范(试行)》暂定为：年产硅灰石手选精矿大于5万t的为大型，5～1万t的为中型，小于1万t的为小型。
    由于硅灰石矿的开采规模小，矿石产量少，因此其露天开采的开拓运输用得较多的是公路开拓。吉林梨树县铁汞山硅灰石矿，在采出硅灰石矿的同时又采出石灰岩矿石，总规模为32万t/ａ，其中大部分是石灰石矿石。汽车选用10t级自卸载重汽车。其他小型矿山用5t自卸载重汽车即可。浙江长兴县李家巷硅灰石矿是地下开采，采用斜井开拓。
    硅灰石矿的露天开采工艺一般与石灰石矿山类似，中型矿山开采比较正规。以吉林梨树县铁汞山硅灰石矿为例，矿石及围岩致密坚硬、稳固性好，矿体呈似层状，工作面沿走向布置，台阶高度取10m。由于开采规模较小，设备规格也较小，因此穿孔爆破用SQ100J型潜孔钻机，孔径φ100mm，装载用966E型装载机，二次破碎与浅孔凿岩用YT-26型凿岩机，工作面运输用10t级的自卸载重汽车。开采用辅助设备规格也较小，推土机用D6H型。其他小矿开采多不正规，资源浪费严重。
    地下开采工艺，浙江长兴县李家巷硅灰石矿是花岗岩体与燧石条带石灰岩接触变质成矿，矿体倾角较缓仅5°～15°，平均厚度2.5m，围岩顶底板完整稳定，脉内巷道多不支护，采空区裸露面积可达100～200m2采用空场法类的全面采矿法。工作面回采工艺：用手持式凿岩机打眼，孔深1.2m，浅孔爆破落矿，人工装车，运输用0.6t的矿车。经运输平巷、石门等运出。

三、 选矿与加工

(一) 选矿与加工方法

    中国目前尚无硅灰石国家标准，国家建筑材料工业局1994年发布实施的建材行业标准《硅灰石》(JC/T 535-94)中关于硅灰石产品分类和技术指标见表4.14.1和表4.14.2。
    中国硅灰石矿一般品位较高，只需进行少量拣选即可得到特级、一级、二级硅灰石矿块。只有综合回收铜选厂尾矿中的硅灰石时，才用浮选和磁选方法除掉伴生的石英、方解石和铁矿物，但由于成本高，因此应用不太广泛。硅灰石的加工主要是利用优质矿块，采用各种磨矿和超细粉碎设备生产各种规格的硅灰石粉，需要时也可进行表面改性。
    硅灰石粉的加工流程一般是：经拣选除去杂质的矿块送入颚式破碎机粗碎和中碎，然后进入雷蒙磨或其他干式磨矿设备进行磨矿，经过旋风分级获得硅灰石普通粉。该普通粉再送入流化床式或其他类型的气流粉碎机中进行超细粉碎，以获得超细硅灰石粉或针状硅灰石粉。
    选矿用破碎设备：硅灰石破碎常用颚式破碎机。
    加工用磨粉设备：包括普通粉磨设备和超细粉磨设备。普通粉磨设备常用的是雷蒙磨和高速冲击式磨矿机，主要用于生产200目、325目硅灰石粉；超细粉磨设备包括扁平式、循环管式、流化床式等气流粉碎机，主要用于生产小于10μm的超细硅灰石粉和针状粉。

(二) 选 矿 实 践

    1.吉林省梨树硅灰石矿业公司

    吉林省梨树硅灰石矿业公司与武汉工业大学合作，研制出LPM-630流化床式气流粉碎机，用于生产硅灰石超细粉(-10μm)。建成了一条年产200t硅灰石超细粉的示范生产线。该生产线由粗碎、中碎、细碎、超细碎、产品收集等过程组成。硅灰石矿块首先经两段颚式破碎机破碎后，经提升机和给料仓，进入雷蒙磨进行磨矿，磨矿产品(325目)经旋风分级机收集后，经提升机、料仓和螺旋输送机给入LMP 流化床式气流粉碎机，磨细产品经该粉碎机自身所带的涡轮分级机分级后，送入产品收集器，得到最终超细硅灰石粉产品。

    2.溧阳市明华矿产有限公司

    溧阳市明华矿产有限公司地处江苏省溧阳市戴埠镇。该公司所属精细粉体材料公司自行研制生产了针状剥离机，专门用于硅灰石高长径比针状粉的生产。其流程为：硅灰石初级产品→剥离机→分级机→包装。经剥离机加工的60～200目硅灰石粉，长径比为20∶1。再经过风选后，长径比可达到30∶1。该生产线有8台剥离机，生产能力为2万t/a硅灰石针状粉。

(三) 主要深加工产品品种、用途

    (1) 硅灰石细粉(0～38μm)主要用于陶瓷原料和釉料，造纸、橡胶、塑料的填料、油漆颜料等。
    (2)硅灰石超细粉(0～10μm)主要用于油漆颜料、电缆、橡胶、塑料等填料。
    (3)硅灰石针状粉(长径比10∶1及以上)主要用于油漆颜料、橡胶塑料增强剂、汽车离合器、制动器填料等。