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关于稀土尾砂再利用的建议
2007年10月02日    来源:本站原创   评论:0 点击:

张祖廉

    1969年10月,江西省地矿局九0八大队四分队在我市南部花岗岩风化壳中,首次找到离子吸附型稀土矿产资源。这种易采易选、经济价值高、工业利用广的新型矿产资源,引起了广泛注意和重视。七十年代开始至今三十多年来,赣南十八个县市普遍以池浸工艺开采稀土资源,以后又用堆浸法,只有近年来在足洞极少数稀土矿采用了原地浸矿新工艺。长年来以池浸和堆浸法开采稀土资源,稀土提取后,剩余的大量尾砂堆积如山,淤塞河沟,破坏植被和农田,污染环境,还田复绿难度很大,一直成为赣南稀土开采中的顽症。

    一、稀土尾砂的分布和组成

    赣南花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿体的分布和形态,与花岗岩风化壳相依相存。有工业意义的稀土矿体主要赋存在花岗岩全风化层中,全风化层的厚度,一般在3-20米,全风化层上部为表土层,厚0-1米,全风化层下部为半风化层,厚几米至十几米。以往用池浸和堆淋法开采稀土矿,主要挖掘表土层和全风化层中的粘土层,通过离子交换提取稀土资源后,剩余的大量残渣,统统成为尾砂,抛弃在沟谷中。
    这些被丢弃的尾砂是什么物质组成的?1987年赣南地质调查大队对我市南部花岗岩风化壳离子吸附型重稀土矿进行了深入研究,研究表明,在表土层和全风化层的粘土中,主要由高岭石、埃洛石、碎云母、石英粒及少量长石、水铝英石、蒙脱石、蛭石、针铁矿等组成。各种矿物的含量变化,在垂向上,从表土层向下到全风化层,高岭石的含量占45-60%,向下逐渐降低到22%左右;埃洛石由浅部含量14%,向下至半风化层增高至44%;碎云母集中在表土层,最高含量20%,一般含量2-10%;石英含量向下略有增加,一般含量在10-20%。说明稀土尾砂主要由高岭石、埃洛石、云母、石英等四种主要矿物组成,属于高岭土矿产范畴。

   二、尾砂主要成分的市场分析

    (一) 高岭土:即高岭石粘土,俗称“瓷土”,是一种以六方片状高岭石为主要成分的粘土。已经开采出来堆积在地表的大量所谓“尾砂”,充分利用起来,变“废”为宝,既为工业提供了资源,又改善了环境。
     高岭土有优越的理化性能,广泛用于材料工业和日用陶瓷。世界高岭土市场发展神速,被认为是“第二代材料革命”的宠儿,预测未来时代是新型陶瓷时代。所谓新型陶瓷,分为“功能陶瓷”、“工程陶瓷”和“生物陶瓷”,也有人划分为“功能陶瓷”和“结构陶瓷”两大类。“功能陶瓷”是指电磁、光学、化学、热能四种功能,用于绝缘、压电机械、半导体、反敏感性等材料方面;“结构陶瓷”是根据高岭土的耐热、耐磨、耐腐、高强度等性能,广泛用于高梯度电磁选机、粒子加速器、电子计算机、航天热瓦等方面。日本神户研制出混合型强化陶瓷,强度达到威氏度2340kg/cm2,达到世界上强度最高的陶瓷材料,从而深化了陶瓷应用领域,促进了陶瓷市场迅速发展,平均每年以10-15%高速递增,其中电子业高级陶瓷,保持旺盛的需求量,约占总需求量的70%,集成电路占很大份额,涂料级、填料级、煅烧级等高岭土消费量,也在急剧增长。
    我国高岭土需求市场发展也很快,主要有如下四个方面:
    1、造纸涂料级高岭土:我国1991年铜版纸产量30万吨,需优质高岭土7.5万吨,涂布级高岭土4万吨;2000年铜版纸产量55万吨,需涂布级高岭土14万吨。国内纸张每年以9.6%的速度递增,高岭土的需求潜力很大。
    2、石油催化剂用料:高岭土用于石油催化剂。1991年需高岭土1万吨,2000年需求量达到7万吨,年需求增长速度较快。
    3、电陶工业:高压电源、卫生陶瓷、日用瓷等,这三类1991年需高岭土分别为3万吨、6万吨、10万吨,2000年分别需求增加到10万吨、12万吨、20万吨,增长1-3倍。
    4、橡胶工业:1991年需求高岭土4万吨,2000年增至15万吨。
    高岭土的价格较稳定,历年来起伏不大,总体价位有升不降。1990-1998年高岭土原矿25-90元/吨,高岭土精矿220元/吨,陶瓷级高岭土250-450元/吨,涂料级高岭土700元/吨,煅烧级高岭土粉2200元/吨,改性高岭土3500元/吨。
    埃洛石即多水高岭石,是细长管状单斜晶体,是高岭土矿中主要成分,用途近似。
    (二)碎云母:碎云母也是稀土尾砂中的主要组成矿物之一。碎云母用途广,在电气工业上做绝缘材料、焊接材料、油漆材料、珠光涂料、化妆品、防腐、保温、抗紫外线、功能涂料等。世界上碎云母总产量60万吨,美国居首位,年产碎云母20万吨,独联体10万吨。印度、中国年产6-8万吨。美国是主要消费国,产量供不应求,消费量以5%的增长率递增。碎云母的价格稳中有升,国际上一般干法云母粉230-400美元/吨,湿法云母粉535-1400美元/吨;国内干法云母粉(100-500目)800-4500元/吨,湿法云母粉4000-8000元/吨。
    (三)石英砂:石英砂也是稀土尾砂中的主要组成矿物,尾砂内提纯出来的石英砂,符合平板玻璃原料的质量要求。

    三、开发建议

    赣州市境内含稀土元素的风化残积型砂质高岭土矿产地有90余处,以往30多年来,大部分已用池浸、堆浸工艺开采过稀土资源,抛弃的所谓“尾砂”,实际上属于风化残积型砂质高岭土矿产资源,全市尾砂量难以估算,仅我市南部某地周边五个稀土矿尾砂量已达到1.25亿吨。
    (1)我市花岗岩分布面广,以往对我市中东部花岗岩风化而成的残积型砂质高岭土做过测试,大部分以片状高岭石组成,白度高(达84-89),是造纸涂布级高岭土理想原料。稀土矿风化残积型砂质高岭土,同样是以片状高岭石为主要成分,市场应用领域宽广。
    (2)我市南部某地及其周边五个稀土矿的尾砂,初步估算达1.25亿吨,尾砂中高岭土的含量按45%计算,高岭土的资源量达5625万吨,按市价700元/吨计算,潜在价值达393.7亿元。
    (3)本市云母资源量大,有三种类型,一是赋存在伟晶岩脉中的大片云母(片晶5-20厘米),如我市东北部一带伟晶岩脉的大片云母国内价格1300-6000元/吨;二是云母片岩,如我市西部;三是花岗岩风化壳残积型砂质高岭土伴生的碎云母,如我市北部大型花岗岩风化残积砂质高岭土矿,资源量达2000多万吨,其中碎云母平均含量23%,资源量达2000多万吨。我市南部等稀土矿尾砂量1.25亿吨,其中碎云母含量按10%计,云母资源量达1200万吨,如按1300元/吨计价,潜在价值达156亿元。
    (4)尾砂中石英砂含量按20%计,1.25亿吨尾砂中,石英砂的资源量达2500万吨,按市价160元/吨计,石英砂潜伏价值达到30亿元。
    如上所述,将尾砂进行可行性试验,分离出高岭土、碎云母、石英砂,其潜伏价值已经达到580亿元,其他县市尾砂尚未统计在内。应正确认识和重视这批危害一时的所谓“尾砂”,尽快宣传并组织客商开发,变废为宝,造福人民。

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