合浦地區高鐵低品級高嶺土資源特征及其開發利用

杜 杰，樂興文，黃典江

（1.廣西地質礦產測試研究中心，廣西 南寧 530023；2.廣西第三地質隊，廣西 欽州 535000）

合浦地區高鐵低品級高嶺土資源特征及其開發利用

杜 杰1，樂興文2，黃典江2

（1.廣西地質礦產測試研究中心，廣西 南寧 530023；2.廣西第三地質隊，廣西 欽州 535000）

廣西合浦高鐵低品級高嶺土資源儲量約在1億t以上。雖然成礦條件有些差異，但該地區高鐵低品級高嶺土礦石特點總體相近，礦物組成以石英、高嶺石為主，但Fe2O3、TiO2含量高(＞2.5%)。建議對該品級礦產資源進行科學、合理的開發利用。

低品級高嶺土；資源特征；開發利用；廣西合浦

廣西合浦地區高鐵低品級高嶺土儲量基本與III級品高嶺土礦相當，推測資源量可達1億t以上，雖然其他組分含量指標均達邊界工業指標，但由于Fe2O3和TiO2含量高(2.5%＜Fe2O3+TiO2＜4.07%)，因此大部分礦區均沒有對高鐵高嶺土進行資源量估算，至今該類礦未進行有規劃、系統的開發利用，因此潛在經濟價值巨大。

1 合浦地區低品級高嶺土資源特征

1.1 地質概況

廣西合浦地區低品級高嶺土位于那車垌風化殘余型砂質高嶺土礦區，該區域位于南華準地臺云開臺隆的西南端、廣西欽州殘余地槽與云開臺隆和北部灣坳陷三個二級構造單元的結合部位。

區域地層以第四系和志留系為主，次為泥盆、石炭、白堊、新近—古近系。該區域內構造線以北東向為主，博白—岑溪斷裂貫穿全區。西部、南部為新生代斷陷—拗陷盆地，北東部為云開臺隆褶斷區，線狀褶皺斷裂發育。次級構造主要為十字路—紅花根逆斷層、那車垌糜棱巖帶等。區域巖漿活動強烈，加里東晚期形成了那車垌復式花崗巖體，呈北東向條帶狀展布，延長＞50km，寬2～5km不等，巖性以細—中粒花崗巖、細—中粒鉀長花崗巖為主，是形成風化殘余殘積型砂質高嶺土礦床的母巖。中生代以來，局部侵入了花崗巖脈，并伴隨凝灰熔巖噴發。巖體受合浦—博白—岑溪褶斷帶及云開臺隆區域動力變質作用共同影響，巖石片理化、糜棱巖化尤為發育。

由于風化作用的不均勻性，礦石的風化程度反映了礦石質量的差異性，在風化剖面中由上而下表現為強風化帶向弱風化帶過渡或轉變的關系。礦石的結構在強風化帶以砂—泥質結構為主，礦石結構松散，可手捏成團，遇水即易崩解；在弱風化帶表現為不等粒的殘余花崗結構。礦石的構造在強風化帶以砂土狀、團塊狀為主，在弱風化帶則以殘余塊狀為主。

1.2 資源分布

廣西合浦砂質高嶺土礦床為那車垌鉀長花崗巖風化殘余殘積形成， 整個礦床沿長樂、石康、十字路、清水江等地分布。礦區總長約10～20km、寬1～3km，由南向北為清水江、十字路、新屋面、那海組和全新統沖積層構成，局部出現劣質高嶺土及半分布區。清水江、十字路、新屋面、那車垌四大礦區，總資源儲量超過6億t(不包括壓覆礦)。盡管部分礦區礦石Ⅰ、Ⅱ級品高嶺土礦已得到開采利用，小部分Ⅲ級品作為配礦開采，但高鐵低級品高嶺土礦由于Fe2O3、TiO2含量高，僅新屋面礦區進行了資源量估算(3 868萬t)，其他礦區均沒有對高鐵高嶺土進行資源量估算，據推測遠景儲量基本與III級品高嶺土礦相當，資源量達1億t以上，至今未能實際開發利用，因此該品級高嶺土礦產資源潛在的經濟價值巨大。

1.3 資源特點

廣西合浦高嶺土礦體為花崗巖風化型，平面上呈被覆狀、席帶狀蓋于花崗巖之上；礦體頂板呈緩波狀起伏，底板呈陡坡狀、緩坡狀起伏變化，形態變化較穩定。礦區屬沖積盆地，礦體賦存于當地侵蝕基準面以下，礦體厚度平均10～20m。礦體頂板(蓋層)主要由第四系中更新統北海組和全新統沖積層構成，局部出現劣質高嶺土及半風化花崗巖。礦體底板以半風化花崗巖為主，次為劣質砂質高嶺土。而高鐵低品級高嶺土一般位于礦層頂板和邊緣，少部分位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級品、礦石之間夾層。廣西合浦地區高鐵低品級高嶺土在礦物成分、礦石結構、構造和各種礦物的形態及分布狀況上大體相似。主要由高嶺石、石英、絹云母、白云母及水云母、長石等礦物，少量的褐鐵礦及鐵質、電氣石、赤鐵礦、金紅石及白鈦石等組成。

為較詳細了解合浦地區高鐵低品級高嶺土的資源特點，從該區域幾個較典型的礦區采取了多個樣品進行了化學成分分析，原礦平均化學成分及產率見表1。

表1 原礦平均化學成分及產率(%)

將各個采樣點采集的大量樣品經過稱重，用標準篩進行淘洗篩分獲得-0.045mm粒級樣品及產率(淘洗率)，然后對樣品中的主要成分及產率進行測試與分析，結果見圖1、圖2、表2。

圖1 -0.045mm樣品中Al2O3含量與產率變化趨勢

圖2 -0.045mm粒級樣品中鐵含量與白度相關趨勢

各礦區雖然成礦原巖均為那車垌鉀長花崗巖，但地形地貌條件差別較大，氣候條件有一定差異，那車垌巖體部份被韌性剪切糜棱帶切割，巖石礦物發生變形、碎裂，導致各礦區成礦條件有些差異，礦石的物理、化學特征也有一定的差異性，但礦石總體特點是相近的。從表中分析結果可看到，經淘洗獲得的 -0.045mm粒級樣品中Al2O3含量可達到28%～32%，平均為30%，較同一區域Ⅲ級品高嶺土礦品位低，但已達到一般陶瓷土原料要求；產率基本大于30%，平均達40%，與同區域I、Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ級品高嶺土產率接近。從圖1可看出，產率高低與Al2O3含量變化呈現出一定的正相關趨勢。這一特點在地質勘查工作中也作為劃分強弱風化帶界線的參考因素之一。

白度和Fe2O3、TiO2含量是該區域劃分礦石品級的主要參數，從本項目在幾個礦區所采的樣品成分分析可看到，Fe2O3+TiO2含量多大于2.5%，平均2.68%，這也是合浦地區高鐵低品級高嶺土礦未開發利用和在地質勘查過程中沒有對高鐵高嶺土資源量進行估算的主要因素。從圖2可明顯看出，-0.045mm粒級樣品的白度平均為48%，并隨Fe2O3+TiO2含量增加而降低。因此尋找方法合理、技術經濟、環境友好的除雜提純工藝是下一步研究工作的重要內容。

表2 不同礦區-0.045mm粒級樣品性能指標

2 礦山開采與利用現狀

目前《廣西壯族自治區礦產資源總體規劃》將合浦高嶺土列為18個鼓勵勘查區之一。礦區礦石Ⅰ、Ⅱ級品高嶺土礦已得到較好的開采利用，小部分Ⅲ級品作為配礦開采。清水江礦區資源儲量約1.4 億t，其中嶺土駱屋礦段、溫屋礦段高嶺土資源總儲量超過8 000萬t，主要由合浦滬天高嶺土有限責任公司和北海新星匯礦業有限公司開發，設計開采原礦量均為200萬t/a，滬天公司已投產3年多，新星匯公司也生產近2年。合浦石康鎮十字路礦區資源儲量1.2億t，由兗礦北海高嶺土公司和合浦錦海高嶺土公司開發，設計開采原礦量分別為68萬t/a和200萬t/a，兗礦北海高嶺土公司已開采9年，合浦錦海高嶺土公司也投產1年多，產品供不應求。新屋面、那車垌礦區資源儲量約為6 071萬t，由北海高嶺科技有限公司開發，產能規劃為70萬t/a。其中，一期設計產能規模為30萬t/a，產品結構為：干粉10萬t、膏狀土20萬t，并已于去年投產。而以上企業在礦區進行開采利用時，基本也都圍繞Ⅰ、Ⅱ級品高嶺土礦，大部分高鐵低品級高嶺土作為表土剝離，僅在少部分開采的礦段將位于礦石夾層中的高鐵低品級高嶺土與Ⅰ、Ⅱ級品、小部分Ⅲ級品高嶺土礦混合開采，至于一些零星的個體開采，則普遍是采富棄貧、采易棄難、采主棄副， 開采時僅靠一臺挖掘機作業， 一畝地一個坑，甚至農田中也深挖洞，最深礦層采挖僅3m左右，3m以下的就回土復填了，不但礦床遭到嚴重破壞，植被也受到嚴重損害，必將對今后規模開發留下嚴重的后遺癥，應當引起當地有關部門的高度重視。

總體看，高鐵低品級高嶺土的開發利用較為緩慢，目前缺乏統一規劃，且在地質勘查過程中，基本沒有對高鐵高嶺土進行資源量估算，在一定程度上減少了該區域真實高嶺土儲量的估算，也從側面導致礦產資源利用程度低。另外，由于未進行深入試驗研究，高鐵低品級高嶺土在整體礦區開采過程中也未進行系統化的劃分，一方面易造成浪費，另一方面會影響下一步的生產過程的穩定和成本控制，這也是現階段較重要的工作內容。

3 結語

(1) 廣西合浦高鐵低品級高嶺土在已進行勘查的十字路、清水江、那車垌礦區都有分布，除新屋面礦區對高鐵高嶺土資源量進行初步估算外(3 868萬t)，其他礦區均沒有對高鐵高嶺土進行資源量估算，據推測遠景儲量可達1億t以上。

(2) 對從合浦地區采取的大量高鐵低品級高嶺土樣品進行的礦物組成和主要化學成分分析可以看到，合浦地區高鐵低品級高嶺土在礦物成分、礦石結構、構造和各種礦物的形態及分布狀況上大體相似，主要由高嶺石、石英、絹云母、白云母及水云母、長石等礦物組成。-0.045mm粒級樣品的白度隨Fe2O3+TiO2含量增加而降低；Al2O3含量可達到28%～32%，平均為30%，較同一區域III級品高嶺土礦品位低，但已達到一般陶瓷土原料要求；產率基本大于30%，平均達40%，與同區域Ⅰ、Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ級品高嶺土產率接近；白度平均為48%。

(3) 目前高鐵低品級高嶺土開發尚未有效展開，在已開采的各個礦區中未進行系統化的劃分和充分利用，不但造成資源的浪費，而且影響后續深加工過程中礦石品位的穩定和生產成本控制。

(4) 隨著勘查和深加工技術的發展，建議在原有高嶺土分級基礎上增加一個Ⅳ品級：即主要指標定為Al2O3≥16%，2.5%＜ Fe2O3+TiO2＜4.0%，以利于今后地質勘查和開發利用工作的開展，合理利用資源，避免資源浪費。

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[3]王錦榮，周漢文，曾偉能，等.合浦高嶺土礦物特征對白度的影響[J].中國非金屬礦工業導刊，2010(3)：24-30.

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Characteristics of High-iron and Low-grade Kaoline Resources in Hepu and Its Exploitation and Utilization

DU Jie1, YUE Xing-wen2, HUANG Dian-jiang2
(1.Guangxi Geological Minerals Products Test Research Centre, Nanning 530023, China;2.Guangxi Third Geological Team, Qinzhou 535000, China)

The resources of high-iron and low-grade kaoline in hepu estimated at 100 million tons. Although some differences in ore-forming conditions, but the region's high-iron and low-grade kaoline is characterized by similar, Its mineral composition is mainly quartz, kaolinite. In the ore Fe2O3, TiO2content is high, Fe2O3+TiO2>2.5%. Recommended some ways, this grade of mineral resources in a scientific and rational exploitation and utilization.

high-iron and low-grade kaoline; resource characteristics; exploitation and utilization; Hepu Guangxi

P619.232；TD985

A

1007-9386(2011)06-0016-04

廣西自然科學基金項目(桂科自0991062)。

2011-08-19