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一、 地 质 勘 查
(一) 勘探类型的划分
根据占矿床总储量70%以上的主矿层(体)勘探的难易程度划分，包括以下五个方面:
1.矿层(体)延伸规模
(1) 大型 沿走向大于2 000m，沿倾向大于1 500m。延展面积大于3km2。
(2) 中型 沿走向1 000～2 000m，沿倾向500～1 500m 。延展面积0.5～3km2。
(3) 小型 沿走向小于1 000m，沿倾向小于500m。延展面积小于0.5km2。
2.矿层(体)形态复杂程度
(1) 规则 呈层状。外形规则，边界模数大于0.85或剖面面积变化系数小于0.55。
(2) 较规则 呈层状、似层状或大透镜状。外形较规则，边界模数0.85～0.55或剖面面积变化系数0.55～0.85。
(3) 不规则 呈透镜状、脉状。外形不规则，边界模数小于0.55或剖面面积变化系数大于0.85。
3.矿层(体)厚度稳定程度
(1) 厚度稳定 厚度变化系数小于30%，变化有规律；矿层(体)内无不可采工程，相邻工程矿层(体)厚度变化二倍率以上小于30%。
(2) 厚度较稳定 厚度变化系数30%～70%，变化较有规律;矿层(体)内无不可采工程，相邻工程矿层(体)厚度变化二倍率以上小于50%。
(3) 厚度不稳定 厚度变化系数大于70%，厚度变化规律不明显;不可采、无矿工程时有出现，相邻工程矿层(体)厚度变化二倍率以上大于50%。
4.矿层(体)内部结构复杂程度
(1) 内部结构简单 矿层(体)内无夹层或偶见一层夹层，剖面平均含夹石率小于10%;矿石质量稳定，蒙脱石含量变化系数小于20%。
(2) 内部结构较简单 矿层(体)内有夹层，一般为1～2层，变化有规律，剖面平均含夹石率10%～20%;矿石质量较稳定，蒙脱石含量变化系数20%～30%。
(3) 内部结构复杂 矿层(体)分支复合普遍或夹层多，剖面平均含夹石率大于20%;矿石质量有变化，蒙脱石含量变化系数大于30%。
5.构造复杂程度
(1) 构造简单 矿层(体)呈单斜，产状无明显变化或呈简单的开阔向、背斜。勘探地段无切割矿层(体)开采影响较大的破坏性断裂及脉岩。
(2) 构造较简单 矿层(体)有次一级的向、背斜，褶幅不大或局部较紧密；有少数较大断裂，把矿层(体)分割成单独的自然块段；有少数脉岩穿切矿体。
(3) 构造复杂 断裂或脉岩较多且复杂；矿层(体)产状多变，褶幅大或底板原始古地形起伏对矿层(体)产状有明显影响。
根据以上划分标准，将膨润土矿床划分为如下四个勘探类型：
(1) 第Ⅰ勘探类型 主矿层呈层状，形态规则，延展规模属大型；矿层厚度、矿石蒙脱石含量稳定；内部结构、地质构造简单。例如广西宁明矿床。
(2) 第Ⅱ勘探类型 主矿层呈层状、似层状，形态规则至较规则，延展规模中至大型;矿层厚度、矿石蒙脱石含量稳定至较稳定；内部结构、地质构造较简单。属于本类型的实例有吉林刘房子、浙江平山、内蒙古高庙子、安徽新潭、福建武平、辽宁黑山等矿床。
(3) 第Ⅲ勘探类型 主矿层(体)以似层状、透镜状为主，部分为层状，形态较规则至不规则，延展规模小至中型，个别大型;矿层(体)厚度、矿石蒙脱石含量较稳定至不稳定；内部结构、地质构造较简单至复杂。本类型实例有吉林银矿山、江西李家、甘肃红泉、浙江仇山；山东涌泉庄；安徽水东；江苏甲山等矿床。
(4) 第Ⅳ勘探类型 主矿层(体)呈似层状、透镜状、脉状、藕节状，形态规则至不规则，延展规模小；厚度变化稳定至不稳定；内部结构、地质构造简单至复杂。实例有浙江双勤、四川三台、江苏平桥等矿床。
(二) 勘探阶段及网度
膨润土矿床的普查、勘探阶段及其有关地质工作方法，工程控制程度等方面参照沉积矿床(如磷矿、铝土矿等)执行。
普查阶段地质工程主要进行地表揭露，应用探井、探槽手段为主，在某些情况下打少量控制钻孔，求得低级储量。勘探阶段除了加密地表探井、探槽外，钻探是主要手段，必要时进行少量深部山地工程。勘探网度依据表4.23.7。
表4.23.7膨润土矿床勘探工程间距表
(三) 工业指标
膨润土是一种多用途矿产，其质量和应用领域主要取决于不同属性、属型矿石的蒙脱石含量。对其工业指标要求一般有两方面，即矿石质量指标和开采技术条件。
1.矿石质量指标
原矿中蒙脱石含量要求如下：边界品位大于或等于40%(单样)；工业平均品位大于或等于50%(单工程)。
对选矿性能良好，适用于作精细加工产品的低层电荷型(怀俄明型)的膨润土其蒙脱石含量指标可适当降低。
2.开采技术条件
可采厚度1～2m。夹石剔除厚度大于或等于1m。露采剥采比不大于4∶1，露采边坡角50°～60°。露采最终底盘最小宽度大于或等于20m。露采最低开采标高不低于采区侵蚀基准面以下50m。
二、 矿 山 开 采
(一) 开采方法和开采规模的划分
膨润土矿的开采方法有露天开采法和地下开采法。采用露天开采方法的有辽宁黑山膨润土矿、河南信阳膨润土矿、河北张家口清河膨润土矿、宣化膨润土矿、吉林双阳膨润土矿、甘肃酒泉膨润土矿、甘肃金昌红泉膨润土矿、四川三台膨润土矿、渠县膨润土矿、福建连城膨润土矿、湖北枣阳膨润土矿、新疆托克逊县柯尔膨润土矿、新疆布克塞尔县夏子街膨润土矿、新疆阿勒泰扎尔坝膨润土矿、山东潍坊膨润土矿等等。地下开采的有浙江省临安膨润土矿、浙江仇山磁土矿、吉林九台膨润土矿等等。按产量计露天开采占75%，从矿山数量来说露天开采占90%。其余是地下开采。
开采规模的划分有二种：一是按矿石产量计，二是按精矿产量计，见表4.23.8。
表4.23.8膨润土矿开采规模的划分表
从目前的生产情况看，大部分是小型矿山。矿山规模的划分通常是按矿石产量计的，但计算产值、利润等又按精矿量计，一般具有开采及加工的联合企业都是这样。
(二) 开 拓 运 输
膨润土矿露天开采的开拓运输普遍采用公路开拓，特别是新建的矿山。辽宁黑山膨润土矿是50年代中期中国建设的第一批矿山，采用铁路窄轨开拓14t电机车，762mm轨距，凹陷露天开采，矿车采用3.5m3侧卸式。采矿场几何尺寸：地表长900m,宽350m；底部长600m，宽度30m；台阶高度10m。
地下开采的开拓运输按主要开拓巷道的类型来划分。目前已建的膨润土矿，矿体倾角较缓，属倾斜或缓倾斜矿床，埋藏深度不大，规模仅10万t/a左右，通常都采用斜井开拓，如浙江临安膨润土矿、吉林九台膨润土矿和浙江仇山磁土矿等。浙江临安膨润土矿用上盘斜井开拓，井筒位于井田西侧边缘，倾角25°，单翼对角式通风系统。
三、 选矿与加工
(一) 选矿加工方法
1.选矿
膨润土选矿方法一般分为干法和湿法两种。中国目前绝大多数矿山都是采用干法选矿。
干法选矿一般用来处理原矿质量较好的膨润土。该法是将原矿晾晒、自然风干或用干燥炕、烘干炉干燥后，先用人工或颚式破碎机破碎，再用雷蒙磨和其他辊碾机碾磨粉碎成100、150、200目级别的产品出售。
湿法选矿一般用来处理蒙脱石含量30%～80%的低品位膨润土。该法是将原矿粉碎到小于50mm的粒级，加水制成悬浮液后，在水力分离器中进行分级，所获细级别精矿在沉淀器中浓缩，在干燥机中干燥后，再进行粉磨，可获得适用于钻井泥浆品级的产品。
2.改型
膨润土改型包括钙基膨润土人工钠化、活性白土及有机膨润土的制备等。
钙基膨润土的人工钠化也分干法和湿法两种。干法是将含钠试剂(一般为碳酸钠)加入到钙基土中，经过混碾和挤压、Na-Ca置换反应而转化为钠基膨润土。湿法是在试剂与土混合时，充分加水搅拌分散。
酸性(活性)白土的制备也有干法和湿法两种。湿法是在混合挤压成条前，添加盐酸(或硫酸)、水及分散剂，并充分搅拌分散；干法则只需加入盐酸(或硫酸)，再充分搅拌即可。
有机膨润土是将钠基膨润土加入有机胺盐的乙二醇溶液中，经高速搅拌、置换反应而成。
1.膨润土选矿流程
膨润土干法选矿流程一般为：原矿→手选→初步干燥→初碎→干燥→粉磨→分级→包装。
膨润土湿法选矿流程一般为：原矿→制浆→除砂→分级→脱水→干燥→粉磨→包装。
2.膨润土改型流程
膨润土改型流程一般为：钙基膨润土原矿→破碎→混合挤压→干燥→碾磨→空气分级→气旋过滤→钠基膨润土产品。
(二) 工艺流程和设备
钙基膨润土人工钠化的流程一般为：钙基土原矿→破碎→加入碳酸钠(湿法还需加水)→混合挤压→回转炉干燥→碾磨→空气分级→钠基土产品。
活性(酸性)白土的加工流程一般为：膨润土→破碎→加入盐酸或硫酸(湿法需加水和分散剂)→充分搅拌→混合挤压→回转炉干燥→加热空气粉磨→空气分级→储存。
有机膨润土加工的一般流程为：原矿→粉碎→分散→改型(钠化)→提纯→加铵盐覆盖→漂洗→脱水→烘干→粉碎→包装。
膨润土加工中最常用的设备是雷蒙磨，其规格有3R、4R、5R等。另外，在对膨润土进行改型时，还常使用轮碾机、螺杆挤出机等混碾、挤压设备。
(三) 选矿加工实践
1.黑山膨润土矿
辽宁黑山膨润土矿是中国目前正在开采的大型露天矿之一。该矿年生产能力为10万t。矿石由矿山采出后直接送至晾晒场自然风干，使原矿水分从平均31%降到15%。晾晒后的半干膨润土在粉磨前经干燥或直接粉磨。粉磨细度分别为100、150和200目，经烘干干燥使水分降到12%以下后,包装出厂。产品主要供铸造、球团、钻井泥浆用,200目产品胶质价54.4ml/15g，湿压强度36.28kPa。该矿钙基膨润土人工钠化的工艺流程见图4.23.4。钠化用碳酸钠溶液，浓度为3%～4%。钠化后的膨润土膨胀倍数增加15～20倍，粘结性、耐火性等大大提高，湿压强度49.03kPa，胶质价100 ml/15g，造浆率10m3/t，pH值8.5。
图4.23.4黑山膨润土人工钠化生产流程
2.仇山磁土矿
浙江仇山磁土矿的膨润土采用地下开采。该矿上层为钠基膨润土，以生产脱色力强、过滤速度快、带油率低的活性白土著称。首先将膨润土原矿进行人工粗碎，剔出杂质石块，用通入热风的雷蒙磨边粉磨边干燥。粉磨产品部分作为膨润土粉出售，另一部分进入活性白土生产线，其工艺流程见图4.23.5。该矿年产膨润土近7万t，其中活性白土2万t。膨润土规格为200目；活性白土脱色力大于或等于110，游离酸小于或等于0.2%，水分小于或等于11%。
图4.23.5仇山矿活性白土生产工艺流程
(四) 主要深加工产品品种、用途
1.活性白土
用于动、植物油及矿物油脂的脱色、净化。
2.有机膨润土
用作润滑油脂稠化剂，油漆、油墨和涂料的防沉剂，高温深井的油水泥浆，乳胶涂料和化妆品的增稠剂和稳定剂等。 | 
发布日期：2008-04-30