淺述對露天開采鋁土礦伴生資源的科學利用

張立昌

摘要：露天開采礦山，本著誰開采、誰復墾、誰破壞、誰治理的原則，科學、合理、有效的開采伴生資源，為企業、為國家創造出更大的價值，增加更多的稅收。

Abstract： Open-pit mining is based on the principles of who mines， who reclaims， who destroys， and who governs， scientifically， reasonably， and efficiently extracts associated resources， creating greater value for enterprises and the country， and increasing more taxes.

關鍵詞：露天礦山;開采;伴生資源;價值

Key words： open-pit mine;mining;associated resources;value

中圖分類號：TD8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）04-0232-02

0? 引言

我國鋁土礦高度集中，山西、貴州、河南、廣西四個省（區）儲量合計占全國總儲量的90.9%，其中山西占41.6%。鋁土礦的成因為沉積巖。其上部有石炭系太原組（C）的灰巖，二疊系（P）的砂巖、灰白色石英砂巖、泥巖和硬質耐火材料粘土礦，第四系（Q、N）黃土、紅土。下部有山西式褐鐵礦和赤鐵礦以及奧陶系的灰巖（O）。

1? 鋁土礦伴生資源的定義以及開采順序

①伴生資源即在自然界中出現于同一空間范圍內的不同種礦物。②根據地層形成的順序，露天礦山開采首先揭露的是第四系全新統，其次揭露新近系上新統，再次揭露石炭系上統太原組和中統本溪組，最后揭露奧陶系中統峰峰組。（如表1）

2? 伴生資源的作用與用途

鋁土礦的伴生資源根據開采的順序自上而下有第四系黃土（紅土）、二疊系砂巖、石炭系灰巖、石炭系耐火粘土礦以及奧陶系灰巖。（如圖1）

2.1 黃土（紅土）

新生界第四系新近系的黃土、紅土主要用于覆蓋石、渣、恢復耕地、治理荒山荒坡。例如：山西相王礦區外排土場2019年全年造地1772畝，全部種植核桃樹，邊坡種植苜蓿恢復植被886畝。

2.2 二疊系砂巖

在開采過程中二疊系上統（P2s）的生成物百分之百作為回填物排放至指定地點，下統（P1x）生成物除了灰白色石英砂巖外其余同樣作為回填物排放到指定地點。這層砂巖位于灰巖上部，灰黃色，砂質結構，塊狀構造，巖石主要由石英、長石以及少量云母組成，厚度約為2m-4m，主要用于石材、水泥廠。如：相王礦區的砂巖，主要用于離石水泥廠、中陽水泥廠和孝義中興水泥廠。

2.3 石炭系及奧陶系灰巖

石炭系上統山西組C3s，其中灰、灰白色砂巖，在剝離過程中分采儲存堆放。太原組C3t灰巖不穩定位于次煤層上部，其中次煤采出后作為植樹復合肥料使用。奧陶系灰巖位于鋁土礦下部，這兩種灰巖均為灰白色，隱晶質結構，塊狀構造，巖石主要由方解石組成，厚度約為4m-6m，主要用于建材工業。

2.4 石炭系的耐火粘土礦

石炭系中統本溪組C2b2的耐火粘土礦位于鋁土礦的頂部，厚度約為1m-3m，灰白色，致密碎屑狀結構，塊狀構造，主要由粘土礦物和鋁的氧化物組成。其含的化學成份是決定耐火粘土質量的重要因素。（如表3）

耐火粘土礦的用途其一，含Al2O3 38.5%-42%遠銷山東某廠作為鑄造砂用;其二，含Al2O3 45%左右的用來做耐火粘土磚;其三，含Al2O3 45%以上的用來做莫來石原料。莫來石化學式為3Al2O3-2SiO2，是Al2O3-SiO2二元系中唯一穩定存在的二元化合物。我國各鋁礦開采區域有許多二級和三級耐火粘土礦，它是生產全天然莫來石最好的原料，由于耐高溫強度高、熱震穩定性好，制作出的莫來石磚成為優質高鋁磚，用在鋼鐵、電子、水泥、陶瓷等高溫工業窯爐上效果顯著;其四，經配礦后制做成低品位耐火材料。（如表4）

2.5 石炭系的鋁土礦和山西式鐵礦

石炭系本溪組C2b有豐富的鋁土礦，礦物主要以灰、灰白、杏黃色，粗糙狀、半粗糙狀結構為主，次有碎屑狀、豆鮞狀、致密狀結構，塊狀構造。呈層狀、似層狀產出，局部夾有粘土巖、鐵鋁巖，平均厚度為4.19m。這種鋁土礦是中國鋁業股份有限公司孝義鋁礦相王礦區露天開采的主要產物。

下部為山西式鐵礦，礦物以杏黃色、紅褐色紫紅色為主，致密狀結構，塊狀及蜂窩狀構造，平均厚度為2.45m。主要被中鋼鐵廠所使。（如表5）

3? 結論

綜上所述，該露天開采鋁土礦礦山，采用先進的“挖掘機——汽車”開采工藝，分層邊剝離邊回收伴生礦，逐層下剝，做到了國有礦產資源不浪費，科學合理的有效回收開采，為企業創造出更大的價值，同時為國家增加了更多的稅收。

注：參加伴生礦采礦人員：馮孝威、趙定義、張國瑞、姜志剛、劉紅平。

參考文獻：

[1]《莫來石》行業標準編制說明.

[2]中鋁孝礦相王礦區露天開采初步設計.

[3]“地質與礦山地質”教科書.

[4]露天采礦技術”雜志.