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非金属矿产利用的发展趋势和勘查评价

来源:www.dbkyw.com   时间:2022-04-07 00:02   点击:171  编辑:幸妍   手机版

一、非金属矿产利用的发展趋势

随着现代化产业的发展,非金属矿的开发利用向多样化发展。应用范围不断扩大,用途日渐广泛,附加值不断提高;可利用的非金属矿种类不断扩大,新利用的矿种常呈现出许多独特性能;早期开发的许多矿种,会不断出现新的用途。非金属矿产品与后续作业之间的联系越来越密切,对非金属矿产品的要求越来越严格,可相互替代使用的非金属矿粗加工产品供过于求,供矿品种和地区不断扩大,矿业国际化和一体化的趋势更加明显。非金属矿物原料由粗加工向精加工、功能化方向发展,由单一产品向系列化产品发展,由原料向制品方向发展,合理利用资源和保护资源得到进一步重视,环境压力的影响不断加强。合成矿物将进一步扩大市场占有率。矿山规模趋向大型化,信息技术在矿山开始应用,由生产自动控制向智能矿山转变。

非金属矿产的深加工技术是随着高科技对材料的需要而发展起来的。如高科技陶瓷产品需要粒度微米级的、纯度大于 99.9%以上的非金属矿物产品;新型塑料、涂料、橡胶等要求微米级填料等。非金属矿深加工技术最初主要包括矿物的超高提纯、超细粉碎和表面改性技术。近年来,随着理论研究的深入和实用技术的发展,深加工技术不断深化、细化,并形成了较完整的技术系列。

矿物层间域离子交换技术通过阳离子交换,可以生产具有不同功能的膨润土新材料,如凝胶剂、增塑剂、乳化剂、快离子导体材料以及生物功能材料都已广泛应用于不同工业部门。许多粘土矿物表层和层间有吸附或复合有机分子的特性,形成粘土有机复合体材料,矿物有机覆盖技术用不同的有机分子覆盖生产的许多不同功能粘土有机复合材料已广泛应用于精细化工、生物工程材料、医药、电子、航天、原子能、环保、化工、轻工等领域。矿物本身的微孔结构已得到广泛应用,如用沸石、硅藻土生产的过滤剂、吸附剂、催化剂、充填剂、保温隔热材料等;目前更重视用人工方法生产微孔材料,如人工改造的微孔粘土材料不断地用于脱色剂、染色剂、吸附剂、催化剂、过滤剂以及保温材料等领域;这些可概括为微孔结构和微孔技术。粘土胶粒在水介质中能形成双电层结构,双电层结构的性态对粘土矿物的胶体性质影响很大;扩大双电层结构技术可以明显地改善粘土矿物的胶粒扩散性能,提高其吸附性;据此人们用人工改型膨润土加工成了高性能的凝胶剂、粘结剂和增塑剂等;反之,通过压缩双电层结构技术,就会破坏粘土的胶体性能而发生聚沉,由此人们用粘土胶粘作捕获剂,达到净化目的。矿物脱色技术已得到广泛应用,如膨润土制成活性白土后用于食用油和矿物油类的脱色;染色技术的应用仅有十几年的历史,染色技术原理是当某些物质,如某些有机物被吸附于粘土矿物的表面时,它能吸收水分子离解所释放出来的氢离子,结合生成新的有机化合物,而呈现不同颜色;矿物学家利用染色技术研制出大量新材料,目前广泛使用的各种无碳复写纸就是其中一种。目前已经有能力在不破坏原来矿物基本结构和性质的前提下来改变矿物的密度,从而获得预定某种性质的材料,如采用有机分子覆盖技术就可改变原来粘土矿物的密度,从而制得高悬浮性钻井泥浆。微细技术和超细矿物产品已广泛应用,目前国外更重视对微米级和纳米级超细材料性质的研究,例如对纳米材料的胶体性质、表面化学特征、表面电性及渗透性等方面的研究;目前超细技术的主要手段是机械粉碎、筛分,未来的超细粉碎技术则注重物理化学和波谱技术。用作橡胶或塑料的矿物填料经过偶联剂处理后,产品的抗折、抗拉和抗压等性能明显改善,生产出优良的增塑剂材料,这属于矿物材料表面偶联和交联技术。粘土生物材料研制技术可生产各种具有不同养分的肥效增效剂、矿物饲料、种子包衣、长效杀虫剂等。随着科学技术的发展和技术装备的不断完善,人工合成矿物材料的质量日趋完善,种类日趋繁多,人工合成金刚石、云母等已大量代替天然金刚石、云母;人工合成皂石已经实现工业化生产,它主要用于精细化工行业,是化妆品理想的载体。

非金属矿物加工技术总的趋势是多样化、系列化、标准化和功能化。

二、勘查评价要点

由于非金属矿产种类繁多,矿床成因类型多样,伴生、共生矿床普遍,且一矿多用,而不同用途矿石的工业要求差别又很大,因此,非金属矿床的找矿与评价比较复杂,工作中应注意几个要点。

寻找非金属矿床时应注意综合找矿和评价。非金属矿床虽有各自不同的成矿地质条件,但有些不同类型的矿床可产于相似或相同的地质环境,因此,应该注意综合找矿,寻找共生、伴生矿床。如在石油普查中注意寻找钾盐、自然硫等矿床;在前寒武纪变质岩分布地区注意寻找磷矿、滑石、菱镁矿、石墨、硼、高铝矿物、宝石、绢云母等多种矿床;在盐类矿床中往往伴生有碘,要注意综合评价。

应注意非金属矿床中有用矿物的工艺技术特点。与金属矿床不同,许多非金属矿物的物理性质或工艺技术特点经常成为评价其经济价值的决定因素。甚至同一种工业矿物或岩石,由于其物性的某些差别,便具有不同的用途,因而对它们的工业要求也将是极其不同的。如光彩夺目、完美的金刚石大晶体,可作为贵重宝石;具有良好半导体性能的Ⅱ型金刚石,可作为高级半导体器件及激光微波的散热片等重要元件;而普通的Ⅰ型金刚石,工业上只能利用其高硬度的性能作为研磨材料。

加强物化探方法在找矿中的应用。迄今为止,物化探方法在非金属矿床找矿中的应用远远不如在金属矿床中应用的普遍,今后必须重视找矿评价中物化探方法的利用。如用伽马测井方法寻找钾盐矿床;利用航空和地面磁法寻找石棉、金刚石、水晶等矿床;应用中子活化测井法测定萤石矿脉的厚度;利用水化学方法寻找萤石矿床等。

开展非金属矿床深部变化研究。由于某些非金属矿产的工业利用特点,决定了不能采用井探、坑探、钻探等工程手段进行深部探矿,为矿床的总体评价和勘探带来了困难。为此,需加强矿床地质研究,研究矿石的深部变化规律。采用边采边探和信息评估等方法查明深部矿石的质和量。

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