耐火粘土矿资源开发阶段

一、 地 质 勘 查

    １９８４年全国矿产储量委员会根据我国历年来耐火粘土矿床勘探和开发利用的经验总结制定了耐火粘土地质勘探规范，规范中对矿床地质勘探研究程度及工作质量提出了具体要求，划分了勘探类型，确定了勘探工程间距。
    耐火粘土矿床的勘探一般采用钻探、槽探和井探相结合的方法，有时需用少量的斜坑和平坑。依据规范的要求，耐火粘土矿床分为四种勘探类型：
    Ⅰ类型：矿体延展大连续性好，厚度稳定，构造简单，矿石工业类型及品级有一定变化规律的矿床，如河北鼓楼庄、半壁店；山东小口山等矿床就属于这一类。
    Ⅱ类型：矿体延展中至大、连续性较好、厚度较稳定、构造简单至中等，矿石工业类型和品级有一定变化规律或变化较大的矿床，如山西太湖石、河北赵各庄、吉林水曲柳、四川二滩、山东西山等矿床属于这一类型。
    Ⅲ类型：矿体延展中至小。连续性差、矿体厚度较稳定至不稳定、构造中等至复杂、矿石工业类型及品级变化较大的矿床，如河北南关、河南大洼、湖南马家桥、浙江方家山等矿床就属于这一类型。
    Ⅳ类型：矿体延展小、连续性差、矿体厚度不稳定、构造复杂、矿石工业类型及品级变化复杂的矿床，属于这个类型的有贵州中硝坝、云南白鱼口、山东坊子等矿床。

上述四种勘探类型探求Ｂ、Ｃ级储量相应需要的工程间距见表4.4.8。

表4.4.8耐火粘土矿床勘探工程间距

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二、 矿 山 开 采

    我国耐火粘土矿床的开采分露采和坑采两类。部分露采?坑采相结合。露采的重点矿山有山西太湖石矿区；河南焦作大洼和磨石坡矿区；内蒙古杂怀沟矿区，贵州小山坝矿区；广西合浦白泥坑矿区；山东淄博罗村矿区，等等。坑采的重点矿山有山东淄博洪山矿区和东宝山矿区；吉林舒兰水曲柳矿区；四川米易二滩矿区；河南焦作上刘庄矿区等等。
    耐火粘土矿床露天开采主要采用机械化分带开采，采场内部采用回返式路线开拓，剥离采用阶段工作面平行推进方式，采用机械凿眼爆破，爆破后的矿石由电铲装车，汽车运输。目前许多非重点矿山或乡镇民采矿山，多用手工打眼爆破，汽车或人工转运。
    耐火粘土矿床地下坑采多采用斜井开拓，皮带运输机或电耙绞车提升矿石，汽车运输。为了确保按品级出矿，采矿时，每掘进５m，常要在掌子面取一次化学样进行分析，以确定品级的界线。

三、 选矿与加工技术

    我国大部分耐火原料矿山采用人工手选。为了提高矿石质量，降低混级率，１９７９～１９８８年沈阳铝镁设计研究院和山西阳泉铝矾土矿等单位合作，对太湖石矿区的高铝粘土矿石进行了浮选分级试验研究，试验采用正浮选流程（图4.4.5），用碳酸钠和六偏矾酸钠调整矿浆，用氧化石腊皂和塔尔油按４∶１混合使用，可以达到原料的分级与提纯。

图 4.4.5阳泉高铝粘土选矿半工业试验流程

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图 4.4.6煅烧车间生产工艺流程

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    耐火粘土矿床除软质、半软质粘土外，都需要经过煅烧，然后才能作为产品出售。以阳泉铝矾土矿为例，该矿煅烧使用回转窑，以重油为燃料，煅烧温度取决于煅烧生料的品级，特级品１ ７００～１ ７５０℃，Ⅰ级品１ ６５０～１ ７００℃，Ⅱ级品１ ６００～１ ６５０℃。窑速亦取决于煅烧生料的品级，特级品８０～８５s／r，Ⅰ级品７５～８０s／r，Ⅱ级品６５～７０s／r。下料量为１８～２０t／h。物料停留时间为３～３.５h。图4.4.6是煅烧车间的生产工艺流程。煅烧出熟料的化学成分为：特级高铝：Ａｌ_２Ｏ_３８８％、ＴｉＯ_２３.８９％、Ｆｅ_２Ｏ_３１.３７％、ＳｉＯ_２５.９０％；Ⅰ级高铝Ａｌ_２Ｏ_３８３.１３％、ＴｉＯ_２３.４５％、Ｆｅ_２Ｏ_３１.１２％、ＳｉＯ_２１３.２％；Ⅱ甲级高铝：Ａｌ_２Ｏ_３７５.６０％、ＴｉＯ_２３.３２％、Ｆｅ_２Ｏ_３１.７８％、ＳｉＯ_２１８.６％；Ⅱ乙级高铝：Ａｌ_２Ｏ_３７２.９０％、ＴｉＯ_２３.２３％、Ｆｅ_２Ｏ_３１.２１％、ＳｉＯ_２２１.６０％。熟料的密度：特级３.２７ｔ／m³、Ⅰ级３.０７ｔ／m³、Ⅱ甲级２.８０ｔ／m³、Ⅱ乙级２.６０ｔ／m³。熟料的吸水率：特级２.４%～８.１％、Ⅰ级３.０%～９.２％、Ⅱ甲级３.８%～１０.８０％、Ⅱ乙级６.１%～１５.９０％。熟料的耐火度均大于１ ７９０℃。筛下料均小于１０％，杂质小于４％。
    需要指出的是，目前我国乡镇和民采企业，熟料的煅烧绝大多数是用土窑低温煅烧，由于煅烧温度低（１ ５００℃），入窑块度大，绝大部分熟料欠烧或里生外熟，因此产品质量缺少保证。