高鋁粘土

高鋁粘土

高鋁粘土的主要礦物為一水硬鋁石、勃姆石、三水鋁石高嶺石等。

簡介


高鋁粘土(耐火粘土)的主要礦物為一水硬鋁石、勃姆石、三水鋁石和高嶺石等。由於AL2O3含量較普通耐火粘土高,故硬度和比重較大,耐火度較高,常用作高級耐火製品。
是山西的重要礦產之一,也是本縣有一定潛在遠景的礦產之一。
主要產於石炭系中統本溪組下部鐵鋁岩段內,並經常與鋁土礦、普通耐火粘土礦、山西式鐵礦共生,構成一個華北地區特有的成礦系列。
是指耐火度大於1580℃、可做耐火材料的粘土和用作耐火材料的鋁土礦。
它們除具有較高的耐火度外,在高溫條件下能保持體積的穩定性,並具有抗渣性、對急冷急熱的抵抗性,以及一定的機械強度,因此經煅燒后異常堅定。

歷史沿革


中國在殷商時代就已大量冶鍊青銅器。在湖北大冶銅綠山發現了春秋戰國時代煉銅用的三座豎爐,豎爐殘高1.8m,爐子內徑0.6m,估計每天能處理1~1.5t礦石。在春秋戰國之際(即公元前五六世紀之間)冶鑄生鐵也已用於生產。到西晉南北朝時期(約公元前四五世紀)鍊鋼方法已發展到了基本成熟的階段。毋庸置疑,銅、鐵冶鍊的歷史,就是耐火材料應用的歷史,在銅、鐵冶鍊業的發展中,耐火材料起了積極的作用。
耐火材料大規模地開採和應用得業於近代工業,特別是鋼鐵工業的發展。中國在清朝末期,隨著湖北漢陽鐵廠等中國近代鋼鐵工業的興起也帶動了耐火材料的發展,但是由於經濟落後,鋼鐵工業薄弱,耐火材料工業發展並不快。中華人民共和國成立以後,因經濟建設和鋼鐵工業發展的需要,地質部門投入了很大力量,先後勘探和開發了山東淄博的萬山和小口山耐火粘土礦,以及山西太原東山、河北唐山半壁店、河南鞏縣涉村、內蒙古包頭雜懷溝、吉林舒蘭水曲柳等一大批耐火粘土礦。
耐火粘土的產量也由1949年的2.2萬t猛增到1954年的364.4萬t。60年代以後,中國相繼在山東、河北、山西、河南等省進行了勘探,先後探明了山西陽泉太湖石;山東章丘明水、淄博羅村和洪山;河南新安張窯院、焦作大窪;四川米易二灘等許多大、中型耐火粘土礦床,從而使我國進入了世界上的耐火粘土儲量和產量都比較大的國家行列。

分佈


耐火粘土在中國分佈很廣,常與煤系地層密切伴生,如遼寧復州灣、吉林水曲柳、河南焦作、河北古冶、山東淄博、山西太原等地都是著名產地。
縣境內石炭系中統本溪組出露比較廣泛,下部鐵鋁岩段也較發育。劉家山――成家莊――薛家灣――龍門塔――陳家灣一線,高鋁粘土及鋁土、普通耐火粘土有著良好的成礦條件。已知有中型礦床和礦點各一處。
冶金部山西省地質勘探公司第四隊1984年12月提交的《山西省柳林縣蘭家山鋁土礦區評價報告》中,提出本縣蘭家山鋁大型礦床中共生有I級高鋁粘土礦石472.79萬噸,屬中型礦床。

主要成分


耐火粘土的化學成分是影響其質量的重要因素之一。A1203是耐火粘土的有益組分,主要賦存於氫氧化鋁礦物(一水硬鋁石、勃姆石、三水鋁石),其次賦存於鋁硅酸鹽礦物(高嶺石、伊利石蒙脫石等)中。一般來說,軟質和半軟質粘土含A1203為30%~45%,硬質粘土為35%~50%,高鋁粘土為55%~70%。
Si02主要賦存於粘土礦物中,亦有微量的原生石英殘屑存在。Si02含量變化較大,高鋁粘土中一般為3%~35%,硬質粘土中為43%~66%。
Fe203主要賦存於赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦中,是耐火粘土的主要有害成分。Fe203含量無明顯規律,高鋁粘土中含量在0.5%~2.2%,硬質粘土中含量在2.5%~25%,軟質粘土中一般為1.0%~2.5%。
K20和Na20也是耐火粘土的有害雜質,主要賦存於伊利石和雲母類等礦物中,含量變化較大。 CaO和MgO等雖為有害雜質,但含量一般甚微。

分類


高鋁粘土按可塑性、礦石特徵和工業用途分為軟質粘土、半軟質粘土、硬質粘土和高鋁粘土四種。軟質粘土一般呈土狀,在水中易分散,與液體拌合后能形成可塑性泥團;半軟質粘土的浸散性較差,其浸散部分與液體拌合后亦可形成可塑性泥團。這二種粘土在製作耐火製品時常用作結合劑。硬質粘土常呈塊狀或板片狀,一般在水中不浸散,耐火度較高,為耐火製品的主要原料。高鋁粘土Al203的含量較高,硬度和比重較大,耐火度高,常用以製造高級粘土製品。

特點


高鋁粘土
高鋁粘土
張塘高鋁粘土礦點:位於陳家灣鄉張窳村北西303o350米溝中。礦點附近第四系黃土覆蓋廣泛,其岩主要出露於溝底。主要地層為石炭系中統本溪組中下部,以鐵鋁岩為主。礦層之上為雜色鋁土質砂質頁岩,產狀286o(6o。礦層未見底,呈似層狀出露溝底。礦體長150~200米,東南端微微抬起,北西端傾入地下。東南端礦層出露厚2米,北西端出露礦層1.8米。整個礦層厚2米。
礦石呈灰褐色、暗灰色、淺灰綠色、灰色等,以緻密隱晶質結構為主,局部為豆鮞狀結構,塊狀構造。平均含Si02 5.87%、A1203 73.22%、Fe203 1.39%。鋁硅比值為12.5。礦層不但達到高鋁粘土工級品要求,而且達到鋁土礦工級品要求。僅據已出露部分估算,本礦點高鋁粘土(鋁土礦)儲量約l萬噸,遠景儲量數10萬至數百萬噸。
礦區鐵鋁岩段厚度較大,礦層向兩側均有延伸,王家莊、西窳、馬家塔等地本溪組埋深均不大。礦點南段於高鋁粘土之上尚有一層厚約2米的普通耐火粘土。

主要用途


高鋁粘土主要用作高鋁耐火材料高鋁磚的骨料,用於鋼鐵工業高爐、平爐、電爐、盛鋼桶及加熱爐、均熱爐等重要部位的內襯,以及其它工業窯爐的重要部位;還可與煅燒鎂砂製作鋁鎂磚;與燒結氧化鋁配合製作剛玉磚等。Fe2O3含量高的高鋁粘土還作為鐵礬土原料,用於鍊鋼的造渣料,或用於水泥工業製作高鋁水泥
此外,高鋁粘土還用於油井中,作為凈化石油用的支撐劑,在農業上作為促肥劑,以及用作抗滑、抗磨的鋪路材料,等等。高鋁粘土的主要礦物為一水硬鋁石,其它有軟水鋁石、三水鋁石和高嶺石等,Al2O3含量(熟料)在50%以上,有時可達90%以上,耐火度在1770℃以上,在高溫下強度大,抗渣性強。高鋁粘土呈緻密塊狀或鮞狀,表面粗糙,硬度大。難風化,沒有可塑性。
高鋁粘土脫鐵、鈦雜質:以黃鐵礦存在的粗粒嵌布鐵雜質採用浮選法脫除;以微細粒嵌布的鐵、鈦雜質可用高梯度磁分離技術脫除;對於以微細粒、超顯微包體及類質同象形式存在的鐵、鈦雜質,採用選擇性的氯化揮發方法是較為有效的途徑。高鋁粘土的脫鉀、鈉雜質:鉀、鈉主要以水雲母和白雲母的形式存在於礦石中,可採用浮選法脫除。一般來說,原料的燒結性取決於其礦物組成和化學成分,Al2O3含量高的燒結性好,而雜質含量高時會降低其燒結性。

行業准入標準


高鋁粘土煅燒工藝
高鋁粘土煅燒工藝
一、總則
(一)為了貫徹落實科學發展觀,合理開發利用與有效保護資源環境,促進產業結構調整,根據《國務院辦公廳關於採取綜合措施對耐火粘土螢石開採生產進行控制通知》(國辦發[2010]1號)相關法律法規及政策規定,特制定本准入標準。(二)本准入標準耐火粘土(高鋁粘土)系指經國土資源管理部門儲量備案高鋁粘土礦區高鋁粘土礦石經過窯爐煅燒(電熔)高鋁粘土熟料。
二、生產布局條件
(三)高鋁粘土礦採選、加工企業必須符合國家產業政策、礦產資源規劃產業規劃,符合各省(自治區、直轄市)高鋁粘土行業發展規劃、城市建設規劃、土地利用總體規劃、礦產資源規劃、環境保護污染防治規劃要求。
(四)嚴格限制國家地方規定限採區新設高鋁粘土開採礦山。禁止禁採區內新設開採礦山,已建礦山應按照礦產資源規劃國家有關規定進行處置。
飲用水水源保護區、自然保護區、風景名勝區、生態功能保護區、基本農田保護區等需要特殊保護地區,大城市及其近郊,居民集區、學校與托幼機構、療養地、醫院食品、藥品、電子等對環境質量要求高企業周邊1公里內,主要河流兩岸、公路、鐵路幹線兩側一定範圍,不得新建高鋁粘土生產加工企業。
三、生產規模、工藝與裝備
(五)新建高鋁粘土礦山開採規模應與資源儲量規模相適應,並符合相關產業政策。礦山開採設計應根據資源狀況、賦存條件以及開採設計方案等選擇安全、節能、環保、高效、適用採礦方法裝備。
(六)高鋁粘土選礦企業單條生產線原礦年處理能力應大於5萬噸。選礦回收率要求達到80%以上。
(七)高鋁粘土熟料加工企業年生產能力不得小於5萬噸,其,單線年生產能力要求達到:
1.迴轉窯≥3萬噸;
2.隧道窯≥2萬噸;
3.梭式窯豎窯≥1萬噸。
四、資源綜合利用能源消耗
(八)高鋁粘土採選企業露天採礦回採率要求達到80%以上,地下採礦回採率要求達到70%以上。
(九)高鋁粘土礦一般情況下只能用於耐火材料、剛玉型研磨材料、高鋁水泥、陶瓷匣缽等工業生產原料。對同一礦床伴生(共生)多種耐火原料及相關礦產,必須綜合開採,合理利用,嚴防優材劣用。
鼓勵對低品位高鋁粘土礦進行選礦加工提純,分級選別、分級使用,實現資源綜合利用。
(十)高鋁粘土熟料煅燒平均能耗指標要求:
1.轉窯噸產品能耗小於220公斤標準煤;
2.隧道窯噸產品能耗小於230公斤標準煤;
3.梭式窯噸產品能耗小於300公斤標準煤;
4.豎窯噸產品能耗小於180公斤標準煤。
(十一)熟料煅燒裝備應採用通過技術改造環保節能型窯爐,並採取餘熱回收利用措施。
五、環境保護土地復墾
(十二)高鋁粘土礦山採選以及熟料生產過程要加強清潔生產,污染物排放要符合國家《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)、《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)、《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB 18599-2001)等有關標準主要污染物總量控制要求以及有關地方標準要求規定。
(十三)企業必須按照環保、水土保持耕地保護等要求,嚴格執行相關法律法規標準規範,防止土壤污染,保護生態環境,嚴格執行土地復墾生態恢復規定,履行土地復墾與生態恢復義務。
六、主要產品質量
(十四)高鋁粘土生料高鋁粘土熟料應滿足以下標準:《鋁土礦石》(GB/T24483-2009)、《高鋁礬土熟料》(YB/T5179-2005)。
七、安全、衛生社會責任
(十五)高鋁粘土採選生產必須符合《安全生產法》、《礦山安全法》、《安全生產許可證條例》(國務院令第397號)、《金屬非金屬礦山安全規程》(GB16423-2006)《尾礦庫安全技術規程》(AQ2006-2005)等有關規定,依法取得安全生產許可證後方可從事生產活動。新建、改建、擴建項目安全生產設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產使用,並經安全生產監督管理部門組織審查竣工驗收。
(十六)高鋁粘土採選企業必須遵守《職業病防治法》,具備相應職業病防治條件。完善職業危害防治設施,按照標準配備個人勞動防護用品,並建立各項規章制度。新、改、擴建項目職業危害防治設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產使用。
(十七)礦山開採企業應設置地質測量機構,配備地質、測量專業技術人員,負責礦山資源儲量動態監測。大型礦山應配備3-5人,小型礦山2-3人;確無條件配備專業技術人員,應以合同(協議)形式委託有資質單位負責礦山地質測量工作。
(十八)礦山開採企業必須配備具有礦山開發相關專業技術職稱專職安全技術人員,大型礦山2-3人,小型礦山1-2人。
(十九)企業應當依法參加養老、失業、醫療、工傷等各類保險,並為從業人員繳足相關保險費用。此外,企業還應遵守其他各項法律法規,做到合法經營。
八、監督與管理
(二十)重點高鋁耐火粘土資源地區應制訂區域產業發展規劃、礦產資源規劃並開展規劃環境影響評價,未列入規劃未開展規劃環評建設項目不得受理審批。
新建改擴建高鋁粘土項目應當由省級工業主管部門會同有關部門組織專家進行評審,編製工業固定資產投資項目節能評估報告,充分論證評價項目資源回收率、綜合利用水平,能源利用科學性合理性,以及生產工藝條件對職業病防治、安全生產、環境保護保護程度,評審合格方可進行項目核准申請。
對不符合準入標準項目,主管部門不得核准;金融機構不得提供貸款其它形式授信支持,國土資源管理、城市規劃建設、環境保護、消防、衛生、工商、質檢、安監等部門不得辦理有關手續;地方人民政府或相關主管部門依法決定撤銷或責令關閉企業,有關管理部門應依法撤銷相關許可證件,工商行政管理部門依法責令其辦理變更登記或註銷登記。
(二十一)現有高鋁粘土開採生產企業應通過技術改造、資源整合、加強管理達到本准入標準。2011年7月1日以後仍達不到本准入標準要求,應停產整頓,經驗收合格後方能恢復生產。
(二十二)高鋁粘土開採生產企業必須建立生產銷售台帳,自覺接受主動配合有關部門監督檢查,按照有關部門規定報送報表。不符合準入標準生產企業不得生產銷售高鋁粘土;用戶不得購買不符合準入標準生產企業生產相關產品。
(二十三)省級市縣級工業信息化主管部門會同有關執法部門負責對當地生產經營企業執行本准入標準情況進行監督檢查。發現不符合本准入標準生產企業,有關部門依照各自職能,分別取消開採總量控制指標、指令性生產計劃指標、出口供貨資格產品出口許可證。工信、國土資源、環保、安全生產等行政管理執法部門依據各自職能負責對當地高鋁粘土開採生產企業執行准入標準情況進行監督檢查。
工業信息化部會同有關部門對高鋁粘土採選生產經營企業進行不定期抽查檢查。
(二十四)國土資源部定期公告符合本准入標準高鋁粘土礦開採企業名單,工業信息化部會定期公告符合本准入標準高鋁粘土生產經營企業名單,實行社會監督、動態管理。
(二十五)充分發揮現有國家級鋁粘土批發市場產品配置功能,本著“優質優用、優質優價、綜合利用”原則,調控產品流向,統籌安排各地區、各行業對高鋁粘土需求,合理高效地配置礦產品。
(二十六)行業協會要協助、配合政府有關部門做好行業准入管理監督工作。加強對國內外高鋁粘土市場分析研究、促進採選生產工藝技術發展,推廣行業節能減排、資源綜合利用、環保新技術,建立符合準入標準企業評價體系,科學公正提出評價意見。
九、附則
(二十七)本准入標準適用於華人民共國境內(港澳台地區除外)所有類型高鋁粘土礦山、高鋁粘土加工企業。
(二十八)本准入標準涉及國家標準行業政策、法律法規若進行修訂,則按修訂后規定執行。
(二十九)本准入標準自2010年3月1日起實施,由工業信息化部會同有關部門負責解釋。