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最有可能替代水晶的脉石英,都分布在哪里?
来源:中国粉体技术网    更新时间:2020-11-25 17:41:23    浏览次数:
 
  脉石英是一种几乎全部是致密石英块体组成的脉体,白色、乳白色,多呈粒状结构,SiO2含量通常在98%左右。国内外实际生产证明,脉石英可以替代水晶作为加工提纯高纯石英的原料。
  
  1、我国脉石英资源现状
  
  我国脉石英矿分布广泛但是局部稍有集中,华东地区矿产地数量最多。脉石英矿床规模小,大中型矿床占比少,矿点数量多。脉石英含硅量高,含铁量较低,找矿潜力大。
  
  (1)矿产资源分布广泛,局部较为集中
  
  据《全国矿产资源储量通报》(2018年)和全国地质资料馆馆藏资料统计可知,全国共发现脉石英矿产地354处,以玻璃用、冶金用矿产地为主,分别占比55%和43%。由于脉石英硬度大,一般只有严重缺硅质原料地区才使用脉石英作为水泥配料,故水泥配料用脉石英矿产地较少。
  
  据统计,全国共有23个省(区、市)有脉石英矿产地,分布广泛。其中,江西矿产地最多,达126处,占比36%;次为福建,共76处,占比22%;吉林32处,占比9%;新疆、四川和辽宁各占比约5%。以大区划分,则华东地区脉石英矿产地分布数量占比63%,东北地区占比15%,其他地区相对较少。
  
  按照成矿区带统计,脉石英矿产地在江南隆起东段成矿带、武功山—杭州湾成矿带、小兴安岭—张广才岭成矿带、塔里木陆块北缘成矿带、西秦岭成矿带、东秦岭非金属成矿带等Ⅲ级成矿区带分布相对集中。
  
  (2)矿床规模小,矿床少矿点多
  
  据统计,全国脉石英矿产地中矿点(资源量<20万t)数量居多,占矿产地总数的74%;大型矿床仅1处,中型矿床18处,小型矿床58处。其中,江西的矿点数量占比全省达93%,仅有中型2处,小型7处;福建无大中型矿床,仅有小型矿床9处,其他均为矿点。
  
  大中型矿床的矿体总体以脉状为主,一般由一条至几条脉组成,多数为同一空间范围内多条脉组成矿床,或者矿体仅为一条最大的脉体,但其周边石英脉十分发育,有无数条不同方向小规模脉体。矿床规模与矿体长度和厚度密切相关,脉体长度大、脉体宽厚则矿床规模大。从成因类型看,岩浆热液型矿床规模相对较大,大部分大中型矿床均为此类型,而变质热液型和火山热液型矿床规模一般不大,其他类型则未见中型矿床。
  
  全国脉石英保有资源量约1.63亿t,其中,江西和海南保有资源量最多,各占全国总资源量15%左右。海南南蛇岭为国内探明规模最大的脉石英矿床,其保有资源量超2000万t;四川和新疆各占10%左右;福建、安徽、陕西、内蒙古、辽宁等五省(区)各占5%左右,其他省(区)占比较少。
  
  受矿床特征和矿种重要性的影响,脉石英矿地质勘查程度偏低,大多数矿床为普查工作程度,仅有13%矿床达到详查工作程度,极少数矿床开展过勘探地质工作。一般来说,脉石英矿床均为露天开采,由于其厚度不大、深部延伸矿体的开采难度较大,大中型矿床的开采技术条件相比小矿要简单,随着生态环境约束条件提高,地质勘查工作应该更要着重于规模较大或者脉体密集的工作对象。目前,我国脉石英矿产地开发利用程度偏高,已有73%的矿产地已开采或正在开采。
  
  2、我国脉石英矿石质量
  
  脉石英含硅量高于石英砂岩、石英岩和粉石英,且杂质元素含量相对少。
  
  最主要的杂质元素为铁,一般以四种化合物形式存在于脉石英中:
  ①最常见的是含铁粘土矿物,这种较易选除,通过筛分或淘洗即可把铁除去;
  ②第二种形式的铁存在于重矿物中;
  ③第三种形式的铁以氧化物或氢氧化物薄膜附在石英颗粒的表面,选矿时需在水中擦洗,甚至在酸溶液擦洗才能除去;
  ④第四种形式铁存在于石英晶格或流体包裹体中,此类形式铁比较难以除去。
  
  脉石英中铁含量一般低于0.1%有利于高纯石英的加工提纯。其他杂质元素还包括Al、B、Li、K、Na、Ca、Mg、Ti、Mn、Cu、Cr、Ni等,工业上以石英砂中含有此13种杂质元素总含量来划分矿产品等级。
  
  一般来说,岩浆热液型和花岗伟晶岩型矿床矿石中Al含量高于其他类型的;Ti含量反映了矿物形成时的温度,变质热液型和花岗伟晶岩型矿床矿石中Ti含量高于其他类型的。另外,还有气—液杂质,包括结构水(也称羟基)和流体包裹体。前者在高温条件下熔制的石英玻璃仍有大量的结构水不会从SiO2熔体中释放出来,最终形成石英玻璃的羟基杂质;后者较为均匀分布或沿解理、裂隙分布,最终形成石英玻璃的气泡缺陷和羟基杂质。
  
  脉石英中杂质元素含量高低与高纯石英砂质量不是简单的对应关系,经过有效的选矿加工提纯后,其矿物组成和化学成分含量发生较大变化。比如,青海海西大头羊西沟脉石英矿石经半工业提纯试验,可将SiO2含量由原矿的97.02%提高到99.98%以上,杂质总量可控制在100μg/g以内,白度可达94.8,产品达到电工级高纯硅微粉的工业要求,所提纯的石英砂可作为石英坩埚、石英玻璃管材等相关下游石英产品的原料。海南澄迈南蛇岭矿石经筛分、分级、擦洗、弱磁选、强磁选、浮选、酸洗等试验,原矿石中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量由99.18%、0.41%、0.091%提升至99.39%、0.30%、0.012%。
  
  来源:詹建华,王依,陈正国,等.我国脉石英资源现状分析[J].中国非金属矿工业导刊,2020(05):1-4.
  
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