第一節(jié) 我國(guó)耐火黏土礦賦存及礦石工業(yè)類型 

耐火黏土是指耐火度在1580 ℃以上的黏土。一般可分為軟質(zhì)黏土、半軟質(zhì)黏土、硬質(zhì)黏土和高鋁黏土四種。我國(guó)是世界上耐火黏土礦產(chǎn)資源豐富的國(guó)家之一，分布廣泛，質(zhì)量?jī)?yōu)良。據(jù)初步測(cè)算，耐火黏土資源總量大約為49.2億噸，其中已探明儲(chǔ)量為17.95億噸。在探明儲(chǔ)量中，高鋁黏土為2.24億噸，只占耐火黏土總量的12.5%，而優(yōu)質(zhì)的高鋁黏土（Al2O3 >70%，F(xiàn)e2O3 <2.5%，K2O+ Na2O<0.3%~0.5%）僅占高鋁黏土的3.8%，約860萬(wàn)噸左右。全國(guó)主要礦區(qū)有山西陽(yáng)泉太湖石、孝義西河底、河南杜家溝和賈家洼、貴州小山壩等。 

（1）產(chǎn)于較古老碳酸鹽巖侵蝕面上的耐火黏土礦床 

該類型礦床主要產(chǎn)于石炭第和二疊系底部，含礦巖系呈假整合或不整合覆蓋于奧陶，石炭系之石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖古侵蝕面上。與上覆巖層為連續(xù)沉積，產(chǎn)狀一般。含礦巖系大致可分為二段，詢問(wèn)是以鋁、鐵、硅質(zhì)成分為主，組成鐵質(zhì)黏土頁(yè)巖，時(shí)夾有褐鐵礦、赤鐵礦扁豆體（山西式鐵礦）和耐火黏土透鏡體，一般厚3~5米。中部以硅鋁質(zhì)為主，組成砂質(zhì)黏土頁(yè)巖、高鋁黏土（鋁土礦），硬質(zhì)黏土及軟質(zhì)黏土礦層，厚3~8米。頂部以硅質(zhì)為 主，陸相碎屑物增加，組成砂巖，砂質(zhì)頁(yè)巖和黏土質(zhì)頁(yè)巖互層，厚5~12米。 礦體呈似層狀、透鏡新詩(shī)或漏斗狀。頂面平直，底面起伏不平，受古地形起伏控制，單個(gè)礦體長(zhǎng)一般數(shù)百米至數(shù)千米，寬百余米至千余米。厚度變化較大且無(wú)規(guī)律，一般厚幾米至幾十米。礦層產(chǎn)狀一般平緩，部分受后期構(gòu)造影響而變陡。規(guī)模多為大中型礦床。 

礦石硬度5左右，呈隱晶質(zhì)，疏松狀、豆鮞狀、致密狀結(jié)構(gòu)。 礦石工業(yè)類型主要為高鋁黏土和硬質(zhì)黏土。此類礦床是我國(guó)工業(yè)意義最大的礦床，也是我國(guó)耐火材料工業(yè)開(kāi)采利用的主要礦床。該礦床類型中高鋁黏土礦石儲(chǔ)量占全國(guó)同類礦石儲(chǔ)量的90%以上，硬質(zhì)黏土占68%。在同一礦床中，多為一種礦石類型或兼有兩類而以其中某一類礦石為主。此類礦床主要分布于山西、河南、河北和貴州等省。其礦物成分和化學(xué)成分見(jiàn)表2

（2）產(chǎn)于硅酸鹽巖或火山巖中的耐火黏土礦床 

該類礦床主要位于石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)巖層中，少數(shù)位于第三紀(jì)和第四紀(jì)巖層中。黏土層的頂?shù)装宥酁樯绊?yè)巖，有時(shí)為火山熔巖、凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)砂頁(yè)巖，礦層也常與這些巖層成互層出現(xiàn)。 

礦床規(guī)模多為中、小型。礦體呈似層狀、透鏡狀。單個(gè)礦體一般長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米。礦石工業(yè)類型主要為硬質(zhì)黏土和軟質(zhì)黏土。其礦物成分和化學(xué)成分見(jiàn)表3。 

（3）產(chǎn)于煤系地層中的高嶺石泥巖或高嶺石質(zhì)耐火黏土礦床 

我國(guó)石炭紀(jì)和二疊紀(jì)很多煤田中，產(chǎn)有一種文獻(xiàn)中被稱為“eons jeins”的塊狀黏土巖（高嶺石泥巖），它常作為煤層的夾層或夾石產(chǎn)出。礦物成分幾乎由純高嶺石組成，厚度不大僅數(shù)十厘米，但分布范圍廣，層位穩(wěn)定，是一種優(yōu)質(zhì)的高嶺石質(zhì)耐火黏土（又稱高嶺巖）。此類礦床主要分布于山西大同一帶、山東新汶、陜西銅川、河北三河、遼寧北票及內(nèi)蒙等地。主要礦石類型為：粗晶、細(xì)晶、隱晶、含勃母石隱晶和碎屑高嶺石。w(Al2O3)在32%~38%，w(SiO2)在41%~51%，灼減12%~17%左右，雜質(zhì)含量低。 1.1.2風(fēng)化殘余型耐火黏土礦床 

該類黏土主要產(chǎn)在酸性和中性的鋁酸鹽巖石風(fēng)化殼中，特別是酸性侵入巖中。 2我國(guó)耐火黏土礦的成礦規(guī)律和成礦區(qū)劃分 

從礦石工業(yè)類型來(lái) 分析 ，高鋁黏土在全國(guó)分布于11個(gè)省，其中山西32.81%、河南35.44%、河北12.47%和貴州5.5%占全國(guó)高鋁總儲(chǔ)量的86.22%。硬質(zhì)黏土分布在23省，其中內(nèi)蒙17.19%，山西15.53%,河北10.91%，河南10.53%，山東8.59%和湖北8.36%，遼寧7.09%。六省的儲(chǔ)量占全國(guó)硬質(zhì)黏土總儲(chǔ)量的71.11%。軟質(zhì)黏土分布在22個(gè)省，其中吉林、山西、河北、湖南、河南和廣東六省的儲(chǔ)量占全國(guó)軟質(zhì)黏土總儲(chǔ)量的76.98%。 

我國(guó)耐火黏土礦富集在較古老的晚古生代地質(zhì)時(shí)期中。中、晚石炭紀(jì)成礦期是耐火黏土主要成礦期。產(chǎn)于上石炭統(tǒng)底部或中石炭統(tǒng)本溪組內(nèi)，位于奧陶或寒武系碳酸鹽巖侵蝕面上。分布廣泛，層位穩(wěn)定，規(guī)模巨大。礦石類型以高鋁黏土為主要，以硬質(zhì)黏土為重要，并有一定量的軟質(zhì)黏土。該成礦期高鋁黏土儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的87.4%，硬質(zhì)黏土占總儲(chǔ)量的39.7%，軟質(zhì)黏土占總儲(chǔ)量的37.4%。主要分布于山西、河南、河北、內(nèi)蒙及貴州和陜西等省。其中石炭紀(jì)時(shí)期是我國(guó)耐火黏土礦最主要的成礦期。該期礦床規(guī)模大，礦石質(zhì)量佳，分布廣泛，礦石類型齊全，工業(yè)意義大。高鋁黏土儲(chǔ)量占全國(guó)同類儲(chǔ)量的91.2%，硬質(zhì)黏土占68.9%，軟質(zhì)黏土占46.4%。尤其是我國(guó)富有的、國(guó)外稀少的高鋁黏土礦，主要產(chǎn)于中石炭紀(jì)成礦期。 陽(yáng)泉地區(qū)進(jìn)行過(guò)正式普查勘探的19個(gè)礦區(qū)的礦量結(jié)構(gòu)規(guī)律（按耐火黏土礦指標(biāo)計(jì)算礦量） 高鋁黏土占47%~50%，其中，特、一級(jí)品只占14%~21%，硬質(zhì)黏土礦占26%~24%，軟質(zhì)、半軟質(zhì)黏土礦占9%。

第二節(jié) 我國(guó)主要耐火黏土原料生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀 

由于我國(guó)耐火黏土礦床分布存在明顯的地域性差異，因而各地耐火黏土生產(chǎn)工藝也存在明顯不同。

一 、我國(guó)耐火黏土礦床的開(kāi)采方法 

我國(guó)耐火黏土礦床的開(kāi)采分露天開(kāi)采和坑下開(kāi)采兩類。一般對(duì)于露天開(kāi)采的礦床多以機(jī)械剝離清頂，手工分級(jí)開(kāi)采。而坑下開(kāi)采的礦區(qū)，多采用鈄井開(kāi)拓，皮帶運(yùn)輸或電耙絞車提升礦石。為確保按品級(jí)分采，每掘進(jìn)一定距離，進(jìn)行一次取樣 分析 ，確定品級(jí)界限。由于我國(guó)耐火原料礦山?jīng)]有洗礦和機(jī)械選礦設(shè)施，只能靠人工揀選來(lái)確定礦石的分級(jí)，可在一定程度上去除雜質(zhì)含量較高的礦石，盡管如此，礦石的混級(jí)率仍高達(dá)30%，礦石的利用率僅在30%左右。 

二 、我國(guó)耐火黏土礦的煅燒工藝 

上世紀(jì)末，我國(guó)耐火黏土熟料的煅燒生產(chǎn)工藝，以倒焰窯煅燒為主。由于煅燒溫度低（1500℃左右），入窯塊度大（70~200 mm）,造成產(chǎn)品燒成質(zhì)量不穩(wěn)定。直到這個(gè)世紀(jì)初，倒焰窯才退出歷史舞臺(tái)。從1978年我國(guó)第一條回轉(zhuǎn)窯的使用，才使我國(guó)耐火原料質(zhì)量向前跨進(jìn)了一步。之后，到上世紀(jì)末，我國(guó)煅燒耐火黏土回轉(zhuǎn)窯數(shù)量猛增，其中大部分是民營(yíng)企業(yè)所建，裝備水平低，管理水平低，因而設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率普遍不高。盡管我們已經(jīng)積累了許多回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝技術(shù)，但由于裝備水平較低，幾乎國(guó)內(nèi)所有的回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)無(wú)論從能耗講，還是從運(yùn)轉(zhuǎn)率講，都是無(wú)法和國(guó)外的同類設(shè)備比較。 

第三節(jié) 我國(guó)耐火黏土礦資源對(duì)耐火原料工業(yè)發(fā)展的決定性和制約作用

一 、我國(guó)耐火黏土資源的賦存特點(diǎn)決定著我國(guó)耐火原料工業(yè)的發(fā)展 

礦床的賦存特征決定礦山的開(kāi)采方式和礦石的利用水平。由于我國(guó)大部分耐火黏土礦床存在地質(zhì)條件復(fù)雜、品級(jí)層多，且礦層厚度較小的特點(diǎn)（特別是高鋁質(zhì)黏土礦床），因此很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)采。相對(duì)于鋁工業(yè)原料開(kāi)采而言，耐火黏土礦規(guī)模一般較小，大型耐火黏土生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)量一般不超過(guò)20萬(wàn)噸，特別是高鋁黏土礦生產(chǎn)企業(yè)，因而多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)均采用手工開(kāi)采、手工分級(jí)。這種開(kāi)采方式除造成高的混級(jí)率外，在手工分級(jí)過(guò)程中棄貧選富還造成大量的資源浪費(fèi)。隨著我國(guó)耐火黏土原料工業(yè)的發(fā)展，出口量的增加，特別是上世紀(jì)后期“有水快流”思想的指導(dǎo)，亂采濫挖導(dǎo)致地表淺部礦體的破壞嚴(yán)重，儲(chǔ)量減少。遠(yuǎn)的不說(shuō)，比較10年前，耐火黏土原料生產(chǎn)企業(yè)所采購(gòu)的原料，從品位到混級(jí)率都有很大下降，而價(jià)格卻有十幾倍甚至幾十倍的上漲。這一點(diǎn)說(shuō)明，耐火黏土原料開(kāi)采形勢(shì)不容樂(lè)觀。提高礦石資源利用率已是迫在眉睫的事。 

二 、耐火黏土礦石特點(diǎn)決定著燒成的生產(chǎn)工藝

目前，全國(guó)耐火黏土熟料生產(chǎn)企業(yè)，除少數(shù)采用均化法外，大部分采用塊法煅燒生產(chǎn)工藝。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)家耐火材料 產(chǎn)業(yè)政策 的頒布及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，關(guān)停了幾乎所有的在生產(chǎn)過(guò)程能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差、市場(chǎng)售價(jià)低的燒煤倒焰窯生產(chǎn)企業(yè)，導(dǎo)致較為先進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯和隧道窯生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品有了更為廣闊的市場(chǎng)、更高的市場(chǎng)價(jià)格和更加豐厚的利潤(rùn)空間。但我們也應(yīng)看到，這一切并未催生這些生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。我們?nèi)匀豢砍鲑u原料和較低的價(jià)格占領(lǐng)市場(chǎng)。這種局面令人擔(dān)憂。只有通過(guò)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)有中國(guó)特色的耐火黏土產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加值，提高我國(guó)耐火黏土礦資源綜合利用水平，這才是我國(guó)耐火黏土礦工業(yè)的發(fā)展之道。

三、我國(guó)耐火黏土礦生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向 

由于我國(guó)資源特點(diǎn)和開(kāi)采方式的局限以及煅燒裝備水平的落后，導(dǎo)致在國(guó)際耐火原料市場(chǎng)上有“最好的原料是中國(guó)的，最差的原料也是中國(guó)的”的說(shuō)法。這種由于我國(guó)耐火黏土生產(chǎn)工藝的落后造成產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，正是我國(guó)耐火黏土生產(chǎn)的客觀現(xiàn)狀，這也造成我國(guó)耐火黏土原料產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格一直偏低。因此，了解我國(guó)耐火黏土資源特點(diǎn)，并針對(duì)其特點(diǎn)開(kāi)展試驗(yàn) 研究 ，開(kāi)發(fā)有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)手段，生產(chǎn)有中國(guó)特色的、有水平的、有效益的耐火原料產(chǎn)品，成為我國(guó)耐火黏土原料生產(chǎn)者和 研究 者最迫切的任務(wù)。從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，我國(guó)各大科研院校與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，針對(duì)我國(guó)耐火黏土進(jìn)行了一系列的選礦提純?cè)囼?yàn)。“八五”期間，耐火黏土的選礦分級(jí)提純又被列為我國(guó)科技攻關(guān)課題，取得了階段性 研究 成果。但到目前為止，這些 研究 成果仍未在生產(chǎn)實(shí)踐中得到推廣和應(yīng)用。而這些 研究 成果的應(yīng)用對(duì)推動(dòng)我國(guó)耐火黏土原料生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，是改變我國(guó)黏土原料產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的地位的必要途徑。相信這些成果在不久的將來(lái)會(huì)被應(yīng)用到我們的生產(chǎn)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)我國(guó)耐火黏土原料產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的跨越式發(fā)展。


 

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