冶金輔助原料礦床

冶金輔助原料礦床是冶金生產中輔助用的天然礦物原料的統稱。主要有耐火原料礦床和熔劑礦床。

基本介紹

• 中文名：冶金輔助原料礦床
• 定義：天然礦物原料的統稱
• 分類：耐火原料礦床和熔劑礦床
• 組成：耐火粘土、藍晶石類、葉蠟石

耐火原料礦床

如耐火粘土、藍晶石類、葉蠟石、矽石、菱鎂礦和石墨等。

耐火粘土礦床

礦石工業類型分硬質粘土、高鋁粘土和軟質粘土 3種，三者常在同一層位或不同的上下層位相伴而生。硬質粘土是製造粘土磚的主要原料，礦物成分主要是高嶺石，次要礦物有一水硬鋁石、三水鋁石,地開石、伊利石、葉蠟石等。礦石質量要求(以熟料計) Al2O3≥30%,Fe2O3≤3.5%,燒失量≤15%,耐火度≥1630℃。高鋁粘土是製造鋁磚的主要原料，礦物成分主要是一水硬鋁石，次要礦物有高嶺石、一水軟鋁石等。礦石質量要求（以熟料計）Al2O3≥50%，Fe2O3≤2.5%，CaO≤0.8%，燒失量≤15%，耐火度≥1770℃。軟質粘土在耐火材料工業中用作粘結劑，礦物成分主要是高嶺石，次要礦物有伊利石、水雲母和蒙脫石。礦石質量要求（以生料計）Al2O3≥22%，Fe2O3≤3.5%，燒失量≤18%,耐火度≥1580℃，可塑性≥2.5。礦床類型主要有沉積礦床和風化殘積礦床兩類。中國主要產於華北和西南奧陶系不整合面上的中石炭世地層中，其次產於上部古生代和中、新生代地層中。一般礦體頂板平直，底板受古喀斯特岩溶影響，變化很大。礦床規模一般為大、中型。產於砂頁岩、火山岩中的礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，厚度變化小,礦石類型和品級變化較簡單,其規模一般為中、小型。礦床層位從上部古生代到第四紀均有產出，其中以中石炭世工業意義最大，其次是晚石炭世、早二疊世、晚二疊世和第三紀，其主要成礦期所占百分比及典型礦區如表1。

藍晶石類礦床

主要用於不定形耐火材料和耐火磚的添加劑。工業礦物有藍晶石、夕線石、紅柱石，其精礦質量要求如表2。礦床類型有：區域變質礦床，由高鋁質泥質岩變成，是中國藍晶石類礦床的主要類型，呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，礦體長一般是數十米到數百米，厚數米到數十米，原礦石礦物含量一般10～30%，最高可達80～90%，礦床規模一般是大　中型，典型礦床有河北邢台衛魯藍晶石礦（太古宙）,河南南陽隱山藍晶石礦（元古宙）,黑龍江雞西三道溝夕線石礦（震旦紀），吉林蛟河藍晶石礦（二疊紀）等；此外，還有接觸變質紅柱石礦床（如北京周口店）和偉晶岩礦床（如新疆富蘊契布拉蓋藍晶石礦）。

葉蠟石礦床

葉蠟石是製造葉蠟石磚的主要原料。礦石質量要求Al2O3≥16～20%，Fe2O3≤1%，CaO2O318～24%，SiO268～75%，Fe2O3和K2O+Na2O一般均小於1%。探明儲量占總儲量絕大部分，質量較佳。典型的葉蠟石礦床有福州峨嵋和浙江青田等礦。此外，還有小規模的區域變質礦床，如浙江常山芳村礦。

矽石礦

是製造矽磚的主要原料。礦石質量要求SiO2≥96%，Al2O3≤1.3%,CaO≤1%，Fe2O3≤1.5%,耐火度≥1710℃,吸水率≤4%。當矽石用作矽鐵、矽錳和其他矽合金原料時，礦石質量要求SiO2≥97%，Al2O3≤1%，CaO≤0.5%，P2O5≤0.03%。礦物主要由石英組成。中國矽石礦床類型有沉積變質礦床和沉積礦床。沉積變質礦床主要產於前寒武紀，如遼寧石門礦，礦體呈層狀產出，長數百米到1000多米，厚數十米到 100多米，含SiO296～99%,一般>97%，Al2O30.14～1.5%，一般<1%，Fe2O30.08～0.2%，一般<0.15%，礦床規模為大型。沉積石英岩礦床，產出層位有寒武紀、泥盆紀、二疊紀、三疊紀和侏羅紀等，其中泥盆紀砂岩經濟價值最大。其他地層中一般為中、小型，礦石雜質較多，質量較次。

菱鎂礦礦床

製造各種耐火鎂磚的氧化鎂，主要來源於菱鎂礦。其礦石質量要求MgO≥41%、 CaO≤6%，SiO2≤5%。中國菱鎂礦資源豐富，礦床類型有沉積變質礦床，沉積－熱液交代礦床和風化淋濾礦床。沉積變質礦床主要產於下元古界變質岩系中，以遼寧大石橋的菱鎂礦最為著名。礦石為晶質菱鎂礦，規模屬大型，其儲量占探明儲量絕大部分。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，長1000～5000米。礦石化學組分 MgO35～47%。熱液交代礦床,由白雲岩經熱液交代形成晶質菱鎂礦,如四川漢源桂賢菱鎂礦。礦體呈似層狀、透鏡狀產出，長數十米到數百米，厚數米到100多米。礦石化學成分MgO33～45%，CaO2.2～16.8%，酸不熔物0.06～1.38%。風化淋濾礦床，產於超基性岩風化殼的底部碳酸鹽化蛇紋岩帶內,礦石以隱晶質菱鎂礦為主。主要化學組分MgO36.7～41.4%，礦石質量差，需經選礦方能使用。

石墨礦床

石墨是用作坩堝、鋁碳磚、鎂碳磚、保護渣的原料，有晶質石墨和土狀石墨兩種。坩堝和制磚用的石墨一般固定碳的含量要在85%以上，用作保護渣的石墨，固定碳含量要求30～60%。在中國最主要礦床類型是區域變質礦床,產於前寒武紀中-深變質岩系中，如山東南墅和黑龍江佛嶺，為晶質鱗片狀石墨礦床。礦石含固定碳3～10%，高者可達20%以上,該類型礦床規模大，可選性好，儲量占探明儲量的絕大多數。其次為接觸熱變質型礦床，是火成岩與煤系地層接觸經熱變質作用形成石墨，儲量小，典型礦床如湖南郴縣魯塘和吉林盤石石墨礦。
此外，白雲岩、橄欖岩、鉻鐵礦、鋯石、膨潤土也廣泛應於耐火材料工業。白雲岩的氧化鎂含量是製造耐火磚的主要指標。橄欖岩是製造鎂橄欖石磚和不定型耐火材料的主要原料。礦石質量要求MgO>40%，耐火度>1750℃。鉻鐵礦是製造鉻磚、鉻美磚的主要原料。鋯石是製作鋯石磚和絕緣板的原料，制磚用鋯石精礦質量要求ZrO2≥65%、Al2O3≤0.5%,作絕緣板用的精礦質量要求ZrO2≥60%。中國鋯石精礦主要來源於海南島等地的現代海濱砂礦。

熔劑礦床

在冶金工業中，需增加其他礦石調整酸鹼度，以達到鐵渣分離的目的，這種配料礦石稱為溶劑。主要有石灰岩和螢石等礦床。

石灰岩

是熔劑中的主要原料，冶金工業對石灰岩的質量要求CaO≥50%、 MgO≤3%，SiO2≤4%、S≤0.15%、P≤0.04%。

螢石礦

由於其熔融溫度低，有較高的活潑性、流動性，在冶金工業中常用作使金屬與雜質分離，以及脫渣、脫硫和脫磷的作用。礦石質量要求CaF2≥65%、SiO2≤32%、S≤0.15%、P≤0.06%。礦石成因以中、低溫熱液礦床為主，多呈充填的脈狀礦床，如浙江烏義礦；在碳酸鹽岩石中呈交代的似層狀礦床如湖南香花鋪和柿竹園等礦。近年在內蒙古莫乾敖包地區發現了規模巨大的層狀螢石礦床，產於下二疊紀的火山沉積岩系的碳酸鹽岩夾層之中。

參考書目

趙東甫等主編：《非金屬礦床》，地質出版社，北京，1986。