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安图县伊利石资源

2012-12-26 13:56 来源 : 安图经济开发区网站
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安图县伊利石资源

吉林省第六地质调查所受探矿权人吉林金基鸿业矿业有限公司的委托,委派一调队于2011年9月—2012年7月开展了吉林省安图县万宝伊利石粘土矿普查—详查评价工作。详查工作结束后,延边朝鲜族自治州国土资源局组织专家组于2012年8月初对吉林省安图县万宝伊利石粘土矿普查—详查工作进行了野外验收。
    一、矿区概况
    1、位置、交通
    万宝伊利石粘土矿区位于吉林省安图县万宝镇南东110°方向直距约10km处之前进村附近,行政区划隶属于安图县万宝镇。地理坐标为东经128°25′30″~128°27′15″,北纬42°51′00″~42°52′00″。
    矿区距安图县城明月镇约70Km,明(明月镇)—长(长白山)省道通过万宝镇,万宝镇经前进村至勘查区有乡村水泥路及林业集材路相通,交通比较方便。
    2、地质概况
    矿区处于吉黑褶皱系(Ⅰ)、吉林优地槽褶皱带(Ⅱ)、敦化隆起(Ⅲ)、古洞河断裂带(Ⅳ)附近。
    区内出露的地层仅有新生界第四系;岩浆侵入活动在矿区内比较强烈,由此形成了华力西晚期和燕山期斜长花岗岩及钾长花岗岩体大面积分布;古洞河区域性深断裂带呈东西向在矿区内通过,其典型标志是在矿区内施工的多数钻孔所见矿体底板附近的钾长花岗岩中均可见到构造角砾岩、混合岩化及糜棱岩化等构造特征。
    3、矿体特征
    伊利石粘土矿体呈似层状分布于燕山期钾长花岗岩体之上,以1线和21线为界圈定出一条矿体,其控制长度达2000m;控制宽度最大(1线)为800m,最小(19线)为200m,平均为400m左右;矿体厚度最大(ZK302)达88.19m,最小(ZK903)为10.77m,平均为53.14m,厚度变化系数为19%;矿石品位AI2O3最高为20.16%,最低为12.12%,平均为14.38%,品位变化系数为7%。 属于厚度变化很小,形态复杂程度中等,有用组分分布均匀类型的矿体。其总体走向近东西,倾角小于5°。
    4、矿石加工技术性能
    苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司通过实验室小试,确定了Al2O3含量大于12%的万宝伊利石粘土矿可以直接作为建筑陶瓷原料加以利用;经过分级、磁选、提纯后的精选土, Al2O3的含量有所提高,Fe2O3的含量有所降低,但达不到陶瓷釉料的要求,可以作为对白度要求不高的中低档次建筑陶瓷的原料。
    经沈阳新恒丰瓷业有限公司生产实践证明,用吉林金基鸿业矿业公司万宝伊利石粘土矿矿石制作的内墙砖,各项指标均达到国家质量要求的标准。
    5、矿床开采技术条件
    该矿床埋藏于当地侵蚀基准面(595m)以上,地质构造简单,不与地表水(河水)发生水力联系,山高坡陡,地形有利于自然排水,岩石风化裂隙较发育,但含水性弱,地下水不会对矿床开采造成危害;矿体属软质岩,其稳定性好,厚度大,产状缓;矿体围岩属坚硬岩石,适合于露天开采。矿区地处林区,远离居民点,采矿不会对周边环境和水体造成污染,不存在滑坡、泥石流、崩落、地面沉降等地质灾害;交通便利,省级公路(明—长公路)在其北部通过,环境条件较为优越。因此,该矿床开采技术条件勘查类型为Ⅰ类,属简单类型。
    二、矿床地质勘查概况
    1、地质勘查工作
    1957年9月,安图县工业科在万宝河子发现了高岭土矿层,长600m,宽约50m。因当时地勘队伍尚未成立,未开展矿床评价工作。
    1958年6月,安图县成立地方国营陶土矿山,利用人力及畜力进行了地表开采,由于开采量小,企业经济效益欠佳;1959-1960年,该企业对开采技术和设备进行了改进,即采用坑道进行机械开采,1959年产陶土303吨,1960年产2330吨。使企业经济效益有所好转。
    1960年延边朝鲜族自治州地质处安图县地质队对该高岭土矿进行了勘查评价,于1960年12月提交了《吉林省安图县万宝河子高岭土矿初步勘探储量报告》,同时提交高岭土矿资源储量97万吨。
    本次勘查工作分为普查和详查两个阶段进行。普查阶段自2011年10月至2011年12月,采用1/万地质填图、物探及钻探等方法、手段进行了初步评价;详查阶段自2012年04月至2012年08月,采用钻探方法、手段对伊利石粘土矿体进行了系统评价。普查—详查完成主要工作量:1/2千地质填图3.45km2,钻探3659.34m,化学基本分析样品1029件。勘查工作程度达到了矿床详查工作的基本要求。
    2、矿床勘查类型
    万宝伊利石粘土矿地表控制长度2000m,宽度500m,延展面积1.14km2,矿体规模属于大型;矿体呈水平似层状产出,边界规则,矿体形态复杂程度属规则型;厚度变化系数19%,矿体厚度属于稳定型;矿石质量稳定,夹石率小于10%,属于矿体内部结构复杂程度简单型;矿体呈单斜产出,基本没有断层和脉岩切割,对矿体形态影响小,属构造复杂程度简单型。根据《高岭土、膨润土、耐火粘土地质勘查规范(DZ/T 0206-2002)》中勘查类型的确定标准,确定万宝伊利石粘土矿的勘查类型为第Ⅰ勘查类型。
    3、矿产资源储量估算
    以主要工业指标Al2O3≥12%、Fe2O3≤6%、TiO2≤0.6%,矿体最小可采厚度2m,夹石剔除厚度2m,剥采比不大于0.5:1(m3/ m3),边坡角60°圈定矿体;采用水平投影地质块段法估算资源储量。资源储量估算结果如下:
单位:万吨     资源储量分类估算总表     表8-7-1

 

查明矿产资源储量

矿石量

合计

剥采比

类别

编码

控制的

推断的

基础储量

122b

9603

 

9603

0.17

资源量

333

 

4957

4957

0.23

资源储量

122b+333

9603

4957

14560

平均0.19

 

    三、矿床评价
    通过开展矿床开发经济意义预可行性研究工作,确定该矿床未来开发服务年限可达60年,同时可实现年产值2亿元,年上缴各种税金2815.56万元,年创利润6507.81万元,年创利税总额达9323.37万元,经济效果显著。
    1、交通运输
    矿区距安图县城明月镇南西230°方向约70Km,明(明月镇)—长(长白山)省道通过万宝镇,万宝镇经前进村至勘查区有乡村水泥路及林业集材路相通,交通尚属方便(见交通位置图)。
    2、矿石矿物成分
    矿石名称为砂质伊利石粘土,呈粘土状,浅绿带白色,干燥后白色,土状结构,油脂光泽,硬度1-1.5之间,有粘舌性。从X光衍分析结果可以看出,矿物成分以石英、伊利石和斜长石为主,碱性长石次之,高岭石、方解石、白云石、蒙脱石等少量。其中,砂质(石英、斜长石、碱性长石等)含量约占50%以上,粘土质(伊利石、高岭石及蒙脱石等)含量一般占30%—40%,局部高于50%。
    3、矿石化学成分
    从矿石多元素化学分析结果表明,矿石中主要化学成分及含量Al2O3:12.80%-15.30%,Fe2O3:3.06%-3.79%,TiO2: 0.39%-0.53%, Si02:64.28%-67.51%, CaO: 3.20%-4.08%,,MgO:0.61%-1.52%, K2O:3.61%-4.00%,Na2O:1.92%-2.98%,灼失量(LOS):3.56%-6.16%,无伴生有益组分。
    根据样品基本分析结果对矿石主要有用组分和主要有害组分进行了统计,统计结果表明,矿石中主要有用组分Al2O3含量平均为14.03-15.07%;有害组分Fe2O3含量平均为1.93-2.98%,TiO2含量平均为0.27-0.43%。有用组分和有害组分分布普遍均匀。
    四、伊利石的基本性质
    伊利石粘土(Illite clay)是以含伊利石矿物为特征的粘土。伊利石是一种常见的粘土矿物,从矿物学意义上讲,伊利石系指呈胶体分散状态的水白云母,但一般已将伊利石视为水白云母的同义词,属于富钾的硅酸盐粘土矿物,因最早发现于美国的伊利诺斯州而得名。伊利石矿物发现于20世纪30年代,而伊利石矿物的勘察和开发利用约始于70年代。伊利石矿物颗粒细小,一般为小于2μm,呈粘土状,为单斜晶系,常呈鳞片状块体。其理论化学成分为:K0.75(Al1.75R2+0.25)(Si3.50Al0.50) O10(OH)2·nH2O,其中水的含量变化较大。伊利石晶体中存在金属离子置换的不确定性现象,所以各地产出的伊利石的化学成分有很大的变化。
    伊利石是一种2:1型的层状粘土矿物,但它与同为2:1型的粘土矿物蒙脱石具有很大的不同,主要表现在:①伊利石的同形置换主要发生在四面体,其层电荷也主要分布在四面体,电荷密度也高于蒙脱石,这两点对K 的固定是十分有利的;②层间阳离子主要是K+,也有少量Na+等半径较小的阳离子,它们都是不可交换的。所以伊利石不具备膨胀性能。
    五、伊利石的应用
    伊利石自发现以来,相继在多个行业中获得较为广泛的应用,并且其应用范围还在进一步拓展中。概括起来伊利石主要在以下行业获得了应用。
    (1)造纸工业
    伊利石粒度小,比表面积大,可提高纸张的留着率;白度高、质地细腻、润滑,可改善纸张的性质;抗拉性、弹性及耐磨性好,能增强纸张的耐久性;吸水吸油性、透明度、覆盖力都比较适度,可提高印刷书写效果。伊利石可以用于制造光化壁纸、印刷纸、铜版纸、包装纸等各类纸张。
    伊利石颗粒微细, 质地细腻, 具有较好的吸附性,可用做造纸涂料,同时还可以代替高岭土做刮刀涂布颜料。由于伊利石不透明,遮盖率好,故特别适宜作薄型低定量纸的涂料。这种低定量涂布纸可两面印刷,互不渗透。
    将伊利石颜料替代优质高岭土在造纸涂布颜料领域已工业化应用多年。不仅弥补了国内造纸涂料级优质高岭土资源的短缺,也提高了伊利石的经济利用价值。用于造纸行业的伊利石资源应当具备以下条件:
    ①质量稳定,有一定规模储量:
    ②较高的铝含量;
    ③ 较低的生产加工成本;
    ④较高的粘浓度和适宜的流变特性;
    ⑤较低磨耗值;
    ⑥良好的涂料配伍性和生产操作性;
    ⑦可赋予纸张良好的印刷适应性和光学性能。
    (2)陶瓷工业
    伊利石应用于陶瓷工业是基于其以下两点特性:(1)作为可塑性物质的水性特征;(2)作为结合材的熔融玻璃性。闻名于世历史悠久的中国南方瓷系,它外观呈白徽泛青,具相当透明度,突出的细腻,为名贵的餐茶具及工艺美术珍品。经研究显示景德镇瓷器的原料中含有一定量的伊利石,既在陶瓷界称之为“绢云母质瓷”。
    伊利石中较高的铝含量能提高制品强度,较高的钾含量可降低烧成温度。用伊利石配制马赛克、电瓷制品、色泽晶润。陶质制品的釉面砖,如渗配伊利石5%~8%,可降低烧成温度约100~120℃。降低烧结温度,节能效果好,降低产品成本,是伊利石用于陶瓷工业的一大优点。在陶瓷彩釉中,伊利石可部分取代长石和粘土,调整釉料的成熟温度及流动性能,增加釉浆的悬浮性。
    由于伊利石矿物具有较好的电绝缘性,耐腐蚀性,因此伊利石在特种陶瓷中也可得到应用。
    (3)橡胶、塑料工业
    伊利石粉作为片状增强填料有增容改性作用,伊利石鳞片的高径厚比使塑料的抗拉强度和抗弯强度得到改进。伊利石鳞片的弹性模量在常温至高温的很宽范围内都很高,因而能使塑料尺寸稳定,耐蠕变和高温下较少变形,伊利石鳞片的形状使塑料在平面方向增强,防止制品卷翘,阻挡气、液渗透。绝缘性则使塑料的电气绝缘性提高。伊利石所具有的良好隔热、绝缘性能及化学稳定性,也是伊利石在橡胶和塑料工业中获得应用的重要原因。
    (4)油漆、涂料、油墨工业
    在油漆涂料中添加伊利石粉后,能提高涂料的分散性、耐热性、抗冻性、耐水性,改善涂刷均匀的作业效果。伊利石粉能反射紫外光,吸附涂料分子进入晶格层间,用其作填料的外墙涂料能久不褪色。另外,伊利石在下述几种特种涂料中也得到应用。
    (5)航天器热控涂料
    该涂料是一种光散射材料,是由颜料和粘结剂组成,借助于涂料中细分散的颜料对于太阳光的漫反射作用和涂料对于红外波段的辐射特性,从而达到热控目的。伊利石漫反射好,煅烧脱水后稳定性可靠,因此可作为此种涂料的颜填料来使用。
    (6)防锈防污防辐射、耐腐蚀涂料
    伊利石作为防锈涂料的主要添加剂是理想的,在国外已实用化。伊利石吸附性、稳定性好,可用于船只海底防污涂料。利用伊利石料中的羟基与聚有机硅氧烷中的取代基反应,得到的聚合物耐热耐水,耐辐射剂量可达8×109拉德。
    (7)建筑业
    伊利石具有中等可塑性,有较高的铝含量能提高制品强度,较高的钾含量可降低烧成温度,但烧成白度低,可作为生产琉璃瓦的主要原料及中低档墙地砖的配用原料。用于烧制琉璃瓦配入量可较大,产品吸水率低,抗冻性好,坯釉结合性能良好,釉面光亮。烧成的墙地砖具有表面强度高、耐磨性好、吸水率低、抗冻性好等优点。在油毛毡原料中配进伊利石粉后,可提高材料耐风雨、防热性能,并可防止卷材粘连。利用伊利石粉与玻璃粉混合烧结而成双层结构的复合材料,既保温、隔音,又具高强度, 是质优价廉的新型建筑材料。伊利石具有较强的附着力,耐冲刷,可用做建筑涂料。
    (8)农业
    伊利石中钾含量较高,因此也可应用于农业生产。伊利石经过一系列物理、化学处理后,可利用其综合生产氯化钾、钾氮肥、磷钾钙肥等,也可作为缺钾土壤和喜钾作物的岩石粉肥直接施用,特别对酸性土壤,K+的释放作用更强,增产效果更显著。
    (9)环保行业
    近年来,随着工业的迅速发展,重金属离子对环境的污染已越来越严重,甚至在一些地区,重金属离子的污染已严重破坏了生态平衡,直接威胁到人类的生存。为了保护和改善人类的生存环境,人们展开了旨在控制环境污染的矿物自净化工程研究,作为环境自净化剂的粘土矿物的吸附性能受到了广泛的重视。粘土矿物是地球表面的重要组成,粒度细、比表面积大,完全可以利用它的可变电荷表面对重金属离子的吸附、解吸、沉淀来控制重金属元素的迁移、富集。
    伊利石还可制作防止放射性及公害治理的设备材料,用作放射性储藏器中的缓冲剂,并可作为隧道和钻井的回填物。此外,还可用作空气净化、废气处理的材料。伊利石对原子能(放射性)半衰期长的锶、铯的同位素废物有独特的吸附固定作用,从而在一定程度上消除放射性污染。
    (10)精细化工
    由于伊利石质软滑感好,丝绢光泽、分散性好又附着力强,无毒无臭,并有反射紫外线性能,pH值6~7,接近人体皮肤的pH值,耐酸碱、化学性质稳定,因此可作化妆品用料用于制作眼影粉、防晒霜、胭脂效果良好。
    (11)其他方面的用途
    ①石油钻井泥浆
    伊利石的细颗粒具有良好的悬浮状态,用于钻井泥浆中具有堵漏、抗磨损、抗高温、润滑的效果。
    ②石油脱色
    伊利石可用于石油脱色,活化处理后脱色能力更强。
    ③珠光颜料
    伊利石表面涂钛等各种金属元素或化合物可以达到特殊的光学效应。
    ④人造金刚石
    伊利石具有较好的化学惰性、电绝缘性、绝热性及随温度升高体积膨胀的特性,具备做为传压介质的一些理想条件,因此可在合成金刚石中用做固体传压介质。