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河南省非金属矿产开发利用现状及存在的主要问
发布时间:22-06-17 来源:东北矿业网

一、耐火材料

冶金、建材、石化、电子、国防尖端等行业高温技术的发展离不开耐火材料,耐火材料不仅是高温工业的重要基础材料,而且新的高温技术往往也依赖于新型耐火材料的开发。

河南省耐火原料资源丰富、品种全、矿石质量好,为耐火材料工业的发展提供了得天独厚的先决条件。目前全省耐火材料企业约600余家,分别隶属于15个地市的冶金、建材、化工、轻工、科研和乡镇企业系统。年产耐火原料250万t、耐火材料180多万t,占全国产量的1/8,已成为我国最重要的耐火材料生产基地之一。

洛阳耐火材料研究院、洛阳耐火材料集团公司、焦作耐火材料厂等科研、生产企业已在国内外有一定的知名度。濮阳耐火材料厂、耕生实业集团公司、开封特耐集团、新乡佰马集团以及平顶山、三门峡、巩义、新密一些企业为后起之秀,在国内耐火材料市场上有很强的竞争力。

由洛阳耐火材料研究院和洛阳耐火材料集团公司共同研制开发的高炉用氮化硅结合碳化硅制品、热风炉低蠕变砖、Al2O3-SiC-C砖、钢包用优质铝镁碳砖、连铸用滑板砖、长水口、浸入式水口、整体塞棒、炉外精炼用优质镁铬砖等一系列优质耐火材料,现已初步形成若干品种基地。部分产品已走向国际市场。

1.耐火粘土

河南省耐火粘土储量丰富、品种齐全,有铝矾土、硬质粘土(焦宝石)、软质和半软质粘土等。目前在耐火粘土资源丰富的地市已建成了一批国营骨干厂矿企业,如登封的庄头,巩义的涉村、武钢焦作粘土矿,以及杜家沟、渑池铝矾土煅烧厂等。河南省已成为我国最重要的耐火材料的原料生产基地之一,每年向国家提供约130万~140万t成品矿,其中高铝矾土熟料100万t、焦宝石15万~20万t、软质及半软质粘土15万~20万t。产品除供全国27个省区的数百家厂矿使用外,每年还出口20多万吨产品。近10多年来,耐火材料工业虽然发展很快,但矿山的开采、选烧技术及工艺设备仍然是比较落后的。矿山开采以群采为主,例如,1994年全省开采总量为173.2万t,群采量为120.3万t,群采量占总开采量的69.5%。矿山一般都无统一规划,且设计、技术落后,为获取眼前的经济效益,只采矿不剥离或少剥离,采富弃贫现象十分严重,造成资源的浪费和破坏。在工艺上,开采出的耐火粘土生料一般经高温窑炉煅烧成熟料后再生产各种耐火材料。目前采用的高温窑炉主要有回转窑、倒焰窑及各种土竖窑,其中以回转窑煅烧产出的矾土熟料质量最好,合格率最高。然而河南省目前仅有三家使用回转窑煅烧产出耐火熟料,三个回转窑最大生产能力不超过10万t/a。另有80%左右的耐火粘土熟料是由乡镇企业用各种规格的竖窑煅烧的。竖窑存在的缺点是:煅烧温度不宜控制,窑内温度低,物料在煅烧带停留时间短,不能使矿物组分完全转化,生产的熟料体密度低,吸水率高,产品质量很难保证。

2.蓝晶石、硅线石、红柱石“三石”矿产

蓝晶石、硅线石、红柱石“三石”矿产是河南省得天独厚的优势资源,为生产高级耐火材料提供了可靠的原料保证。由冶金建筑研究总院、原武汉钢铁学院、焦作耐火材料厂、巩义市第五耐火材料总厂等科研、企业单位合作,利用“三石”精矿,相继研制开发出一系列高级耐火材料制品。其中包括高炉用硅线石砖,以高铝矾土或莫来石为基,添加三石矿物(俗称加法)制成的热风炉用低蠕变砖(硅线石质低蠕变砖、红柱石质低蠕变砖、蓝晶石质低蠕变砖),红柱石-SiC-C砖等。这些产品分别被宝钢、上钢等企业所采用。

如上所述,我国在“三石”精矿的开发利用方面已取得了可喜成绩。河南省“三石”矿山的开采和选矿厂生产出大量精矿,为我国“三石”矿开发利用做出了重要贡献。但是在矿山建设方面尚存在一些问题。

河南省蓝晶石矿主要分布在南阳隐山,称为隐山蓝晶石矿,矿区面积约1.2km2,有9个矿体。由于各种原因,在1994年形成了一矿三证,即三个开采证。这三个开采证分别属于:南阳市云阳钢耐集团蓝晶石矿(原南阳市隐山蓝晶石矿),采矿范围3~8勘探线;南阳市开元蓝晶石矿(由原云钢蓝晶石选厂和新店乡蓝晶石选矿厂联合),采矿范围为3~13勘探线间;南阳市高铝开发有限公司,采矿范围13~15勘探线间的A、B、C、D区间。

1995年形成了18个选矿厂和加工厂,1996年相继停产、破产。

钢耐集团蓝晶石选矿厂1993年开始兴建(地方国营),总投资约3000多万元,于1996年基本建成并投入生产。原设计能力为年采选矿石量5万t,产精矿1万t。由于资金、资源及选矿技术等问题,近三年处于停产和半停产状态。建厂以来约生产蓝晶石精矿4000多吨。

开元蓝晶石矿建矿较早,1996年进行企业股份制联合改造并扩大了生产规模(国营控股),年产精矿粉1万吨左右,生产相对稳定。但由于拖欠货款较多和选矿工艺等问题,企业正常运行困难。

南阳市高铝开发有限公司是1994年从原新店乡隐山蓝晶石矿分出来的(私人控股)。由于该公司的采区为富矿体,所以仅将富矿加工成粉矿和出售原矿,经济效益较好。

南阳隐山蓝晶石矿的开发为我国耐火材料的发展做出了重要贡献。存在上述问题的主要原因如下。

(1)资源资料不详,不确切。原河南省地矿局地调四队对隐山蓝晶石矿进行过详查,工程控制稀疏。隐山蓝晶石矿体形态复杂多变,多处呈窝状或似窝状,因此矿体的地质勘探资料与实际揭露情况差异较大,矿石储量和品位与实际情况有一定差异,影响了矿山企业的生产经营活动。

(2)选矿工艺存在问题,入选矿石品位过高,导致生产成本大。蓝晶石的浮选工艺目前有酸性浮选(桐柏蓝晶石选厂)和碱性浮选(隐山蓝晶石矿),两种工艺对浮选药剂有严格要求,对可选矿石的适用范围也较窄,矿石的物质组成不能变化大。一般情况下,入选矿石Al2O3>30%,如钢耐集团蓝晶石选矿厂的最低入选品位达40%,才能获得Al2O3在55%~56%、回收率50%~60%的精矿。然而,隐山蓝晶石矿的实际情况是矿石类型多,有石英型、云母型、黄玉型和金红石类型等,成分复杂,难分选。中品位(Al2O3>30%)以上的矿石少,分布又相对分散。依据近几年生产实践估算,蓝晶石含量在10%~30%的占85%;品位在30%~40%的占8%;品位在40%~50%的占4%;含量>50%的仅占3%。由于目前采用的选矿工艺只能是中―高品位的矿石入选,而富矿石分布较分散,势必造成采富弃贫、乱采滥挖,资源浪费严重,原规划的矿山100年的服务年限,如此下去只能维持到25年。

(3)销售市场混乱。矿区内的三家企业缺少统一的市场管理,压级压价,以让利于客户来争夺市场,造成相互内耗。更为甚者是一些无选矿加工能力的私人小厂,用低品位的蓝晶石矿和高铝石(铝厂废料)混合粉碎充当蓝晶石精矿以低价出售,严重损坏了蓝晶石市场的良性运作,致使销售市场混乱,产品价格过低,货款回收困难,这些必然损害了蓝晶石矿山的正常生产经营。

河南省红柱石矿主要集中在西峡县桑坪乡杨乃沟。红柱石含量为8%~9%,低于国家规定的工业矿床品位大于10%的标准,但红柱石晶体粗大,局部矿区疏松,利于开采。西峡红柱石选矿厂的入选矿石是民采手选擦洗的红柱石粗粒晶体,经选矿厂精选后产出的红柱石精矿Al2O3>55%,粒度<5mm。村民卖给选矿厂的红柱石粗精矿Al2O3在45%左右,售价600元/t,选矿厂的成本约1500~1600元/吨,售价2000~2500元/t。西峡县原有二个红柱石精选厂:西峡县红柱石精选厂和西峡二轻局红柱石精选厂,年加工能力分别为5000t和3000t。西峡二轻局红柱石精选厂已转产。

原国家计委于1992年组织技术攻关,解决西峡红柱石选矿工艺,参加研究单位有原地矿部河南省地矿厅中心实验室、河南省冶金研究所、武汉钢铁学院冶金辅料研究室等单位,最终确定的流程为:原矿―磨矿―擦洗―筛分―重液分离―磁选―中矿浮选。按这一流程进行设计,于1995年建成日处理量300t的红柱石选厂,投资1500万元。由于重液分离作业未达分选指标,所以该厂建成后一直未投入生产。

河南省硅线石矿产地较多,有西峡蛇尾、内乡七里坪、镇平秋树湾、镇平二龙、桐柏红泥河、舞阳经山寺等,其中内乡七里坪夕线石矿是河南省最大的夕线石矿。

河南省硅线石的开发始于1992年,最早建成的夕线石选矿加工企业是内乡夕线石选矿总厂,日处理矿石50t。以后相继建成的夕线石选矿厂有内乡通途硅线石选矿厂,日处理矿石50t;南阳启智耐火材料公司内乡硅线石选矿厂,日处理矿石200t;镇平二龙硅线石选矿厂,日处理矿石70t;西峡蛇尾硅线石选矿厂,日处理矿石30t;等等。选矿工艺复杂,选矿成本高达2300元/t;选厂规模小,加之耐火材料行业紧缩,使得一些夕线石选矿厂处于停产或半停产状况。目前只有启智耐火材料公司硅线石选矿厂还在正常生产,年实产硅线石精矿2000t,主要供应省内市场,售价3000元/t左右。

二、信阳上天梯多种非金属矿的开发利用

信阳上天梯非金属矿为多种非金属矿,集珍珠岩、膨润土、沸石、凝灰岩为一地,储量达7.3亿t,品位高,埋藏浅,易开采,是得天独厚的资源优势。该矿山自20世纪70年代被开发利用,1996年10月成立了信阳县非金属矿管理委员会。20多年来,采矿业和矿石加工业相继得到了发展,国有、集体和个体开采业户达26家,各类非金属矿加工企业达370多家,矿业的发展为当地经济建设起到了重要作用。但是,由于受各种因素的制约,至今仍以出售原矿和粗加工产品为主,经济效益差,矿山建设发展缓慢,矿业秩序混乱。为了从根本上解决上述问题,加快上天梯矿的发展,于1998年底信阳市政府在上天梯矿区设立了派出机构――信阳市上天梯非金属矿管理区,行使县级政府职能,统一管理由原来两县分治的矿山(信阳县和罗山县)。管理区成立以来,从治理整顿、资源规划、行政执法、监督管理和开发保护五个方面入手,已取得了初步成效。

目前矿山主要生产企业如下。

信阳市上天梯非金属矿 国有企业,设8个采区,主要产品有珍珠岩原矿和矿砂、沸石原矿和-200目钙基膨润土粉矿。

信阳市平桥区珍珠岩厂 国有企业,产品与信阳市上天梯矿大体相同。

信阳市平桥区膨润土厂 国有企业,主要产品是-200目钙基膨润土粉矿。

罗山县非金属矿 国有企业,主要从事原矿开采加工和珍珠岩矿砂加工。

罗山县保温材料厂 国有企业,主要从事珍珠岩膨胀,其次是长石粉和萤石粉。

信阳申雅矿业公司 中外合资,主要从事珍珠岩开采和加工成珍珠岩矿砂。

信阳天梯矿业开发总公司 国有企业,正在建球形闭孔膨胀珍珠岩生产厂。

河南省信阳中南助滤剂有限公司 主要生产珍珠岩助滤剂。

信阳非金属研究所 生产锂基膨润土。

除上述主要企业外,还有乡镇集体、个体采矿和加工户约有320多家,主要为原矿的初加工。

从上述可以看出,上天梯多种非金属矿的开发利用档次低,以原矿和初加工产品为主。目前主要产品的矿山交货价为:珍珠岩原矿40元/t,珍珠岩矿砂80元/t,膨胀珍珠岩26元/m3;钙基膨润土原矿18元/t,-200目钙基粉200元/t;沸石原矿22元/t,沸石粉90元/t;锂基膨润土3800元/t,但每年销售量仅有60~80t。

信阳上天梯珍珠岩品位之高、储量之大居亚洲之冠。珍珠岩是轻质建筑材料的主要原料,尽管信阳有200多个珍珠岩生产厂家,但是,由于珍珠岩膨胀炉和膨胀技术落后,约40%的-60目的珍珠岩粉只能做废料弃之,即加工1t珍珠岩至少丢掉400kg。这不仅造成资源浪费,也产生了二次污染。少数厂家生产轻质保温砖、吸音装饰板,但因膨胀的珍珠岩砂不是玻壳状以及粘结剂不过关、加工技术落后,产品无市场,目前仍以出口20~50目、50~80目两种珍珠岩砂为主。

信阳上天梯膨润土矿是河南省最大的膨润土矿床。矿石中含有25%~50%的杂质矿物,目前仅将不经提纯的原矿烘干后用雷蒙磨磨成-200目的钙基粉出售,价格低、市场销路窄、质量差,本已建成的活性白土厂因质量不过关而无市场,因此一直未正式投产。

为了能尽快改变上梯多种非金属矿产品档次低、经济效益差的落后被动局面,由原国家科委和省科委组织了(攻关项目)上天梯多种非金属矿综合利用研究,并取得了较好成果。其中有玻壳闭孔球形膨胀珍珠岩、珍珠岩微粉作橡胶和塑料填料、高效活性白土等几项科研成果都已完成了建厂的可行性论证报告,有的已开始建厂。

综上所述,我省非金属矿开发利用中存在的主要问题有以下几个方面。

(1)部分非金属矿地质工作程度较低,致使资源情况不清。我省已发现非金属矿产70余种,除豫北的粘土矿,豫南的珍珠岩和膨润土,豫西南的蓝石棉等部分矿种进行过地质勘探工作以外,其他多数矿种仅做到普查、踏勘或矿点检查的程度。如花岗岩、大理石、硅灰石、麦饭石等。正因为如此,出现了以下怪现象:有的矿开采多年而不知其储量;有的矿有储量数字,但只代表含矿层的一部分,甚至是一小部分;有的矿伴生几种有用矿产,可以一矿多用,但往往只探明了一种矿石储量,而没有综合评价。豫北开采的软质、半软质高岭土、荥阳开采的泥灰岩(天然优质水泥原料),开采利用多年,却不知其储量和资源分布特点;省内不少夕卡岩中发现有质量较好的硅灰石、透辉石,但都未进行地质工作。总之,应努力查清我省非金属矿产资源的储量,以发挥潜在的资源优势。

(2)开采技术落后,设备陈旧,利用率低。我省多数非金属矿的开采技术,还处在20世纪50~60年代技术水平,设备相当落后,生产效率低。近几年虽引进国外一些先进技术装备(如少林石材厂引进意大利的薄生产线,经济技术开发区引进的一些微粉加工设备等)也多用于深加工工业。但乡镇企业的群众采矿还处于手工开采,所以开采规模小,开采时又只采富弃贫,采易留难,采表余深,造成资源浪费和破坏。据调查,许多非金属矿的回采率仅40%~50%,由于资源得不到充分利用,生产效率低下,常使一些企业连年亏损。

(3)单一开采现象普遍,综合开采较差。豫北粘土矿共有十几个品级,开采时只采其中较富的一种,其他完全丢掉,采出后只做耐火材料用,而在造纸、橡胶等行业填料均未利用。荥阳大理石资源丰富,却将质量较好且经济效益较高的墨玉大理岩作水泥灰岩开采,把价值100元/m3左右的石料碎成只卖6元1t的水泥灰岩出售。此外,该矿还可以作为熔剂灰岩、化工灰岩、饲料灰岩及轻质碳酸钙灰岩开采,如果分别利用,将会大幅度提高经济效益。又如石炭系本溪组铝土矿、煤矿、黄铁矿、耐火粘土、高岭土、赤铁矿共生,开采时,却是单打一,有的甚至把硬质粘土作为废石丢弃。由于不能综合开发,资源得不到充分利用,矿山的经济效益差。

(4)矿石加工技术落后,初级低档产品多。非金属矿的商品生产,分为原矿产品、深加工产品和引深制品三种。我省非金属矿产资源的开发利用,由于矿石加工手段少而差,或只做简单的破磨加工,有的甚至多为手选,所以多为初级低档产品,有很大一部分则系原矿。中高档产品甚少。珍珠岩、铝土矿、大理岩等均以原矿向国外出口,而国内需要的非金属矿高档制品又要依靠外汇进口。这样的生产方式,不但经济效益差,而且造成了资源的浪费。如登封县的平石矿,本来优质品就少,群众在开采时只采其中的一级品,而二、三级品却堆积如山,或者废弃,严重地浪费了宝贵的资源。

(5)应用信息不灵,缺少非金属矿深加工的高新技术。由于我国非金属矿开发应用起步较晚,再加上我省对非金属矿产的应用重视不够,投资及科研项目很少,获得的技术信息有限,严重地影响着我省非金属矿产资源的开发利用。如沸石矿在我省原是一种优势非金属矿产资源,是优质的水泥原料,也是高效畜牧饲料添加剂、优良的土壤改良剂和净化环境的除臭剂及净化剂,还可加工成分子筛系列产品在石油、化工、轻工行业推广应用;但由于对其开发应用研究不够,信息不灵,而一直没有很好地开发利用。