
依安县的砂质高岭土矿资源产出于依安县红星村于保董屯成矿带,沿东北向西南方向分布,矿带长约70千米,宽约15~20千米,面积1200平方千米,该矿带内有人工挖土而出露的砂质高岭土矿点,矿化点至少在20处以上,其中7处做了分析测试工作。依安县红星乡所做的砂质高岭土地质勘探矿区只是其中一小部分,勘探控制矿床南北长1.2千米,东西宽1.2千米,面积为1.44平方千米。经黑龙江省储委黑储决字[1995]07号文件批准,能利用建筑、日用卫生陶瓷砂质高岭土矿石B+C+D级储量1328万吨。按照中国建材工业规划研究院推测,全部矿带高岭土储量可达230亿吨。
在高岭土原矿中还伴生致密粘土、五色土、石英砂,其中:致密粘土呈灰色、黑色、红褐色和杂色,质地细腻、致密,具有较高粘性、可塑性,遇水膨胀。在矿区内分布普遍,厚度1~2米至4~5米不等。
省地矿三院在开展地矿详勘的同时,又采用x—射线衍射分析和电子显微镜观测等技术手段,对依安红星高岭土矿样的矿石结构,矿物成分及物、化指标进行了科学鉴定。成果如下:
1、依安高岭土矿物成分
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石英 (Q) | 长石 (F) | 高岭石 (K) | 伊利石 (I) |
高岭土原矿 | 63% | 24% | 12% | 1% |
—80目高岭土 | 17.5% | 15% | 62.5% | 5% |
2、依安高岭土结构
A、高岭石:片状、书页状;
B、钾长石:粒状,轮廓清晰、平直;
C、石英:粒状,颗粒浑圆;
D、伊利石:片状,边界清晰;
E、蒙托石:鳞片状,轮廓不清。
矿物粒度大小不一,1~400μm,其中<10μm 约占15~20%。高岭石片径<2μm占9%。
据电镜观察可以看出该矿高岭石系由钾长石衍变而成,化学成分较纯。
矿石为砂质高岭土,矿石结构呈松散砂状。
3、矿石物理技术性能
样号 | 筛目 | 耐火度(℃) | 塑性指数(%) | 干燥线收缩率(%) | 白 度 | |
自然干燥 | 1250℃烧后 | |||||
Wx1 | -80 | 1650 | 9.2 | 4.3 | 74.7 | 83.7 |
Wx1 | -320 | 1870-1890 | 14.4 | 6.1 | 76.0 | 87.0 |
Wx2 | -80 | 1880-1710 | 9.3 | 5.4 | 75.7 | 82.3 |
Wx2 | -320 | 1710-1730 | 11.1 | 6.4 | 76.9 | 83.4 |
均能满足陶瓷工业对高岭土耐火度1650~1750℃、白度1250℃烧后≮80%、干燥收缩率一般≮4.7%的技术要求。
4、根据矿石化学全分析及光谱半定量全分析,Cu、Pb、Zn、Ca、As等有害元素及U放射性元素,含量低微,且不易分解。生产陶瓷制品应用后,不会污染环境、危害人体健康。
5、进行了玻化砖和卫生瓷可行性试验,成功地用依安高岭土作主要原料,烧制出了玻化砖、卫生瓷小样,完成了产品小试工作。
原矿伴生陶瓷原料表
|
SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | Fe2O3 | k2O | Na2O | TiO2 | Loss |
黑 泥 | 59.02 | 22.52 | 0.82 | 0.50 | 4.54 | 0.88 | 0.05 | 0.95 | 10.34 |
五色土 | 64.60 | 20.43 | 0.37 | 0.42 | 2.77 | 1.92 | 0.08 | 0.96 | 7.32 |
黄 泥 | 65.68 | 19.86 | 0.39 | 0.52 | 2.72 | 0.77 | 0.06 | 0.85 | 8.82 |
经矿石加工试验,该矿水洗-80目砂质高岭土卫生瓷泥浆水份38%,泥浆比重1.6~1.7,泥浆细度0.5%,成型时间脱模45分钟,烧成1220度,产品吸水率<0.5%,莫氏硬度>6,抗急冷热良好,可做玻化砖和卫生瓷主要原料。我们先后委托中国建材科学院高技术陶瓷研究所、齐齐哈尔大学轻工学院、江西景德镇陶瓷学院、唐山陶瓷工业集团等多家单位对依安高岭土进行研究试验,不但深入分析出矿物组成,而且研制出建筑陶瓷、卫生洁具、日用陶瓷和艺术陶瓷多种样品,证明依安高岭土及其附料是优质的陶瓷原料。2007年5月我们又委托咸阳陶瓷研究设计院陶瓷研究所对依安高岭土配方试验得出的结论为以黑龙江省依安高岭土为主要原料,添加少量外地原料完全可以生产出符合GB/T4100-2006《陶瓷砖》标准的内墙釉面砖、地砖。其中:釉面内墙砖坯体配方用依安土73%,釉面地砖坯体配方用依安土85%。经中国建筑研究设计院试验,确定依安机选高岭土Al2O3含量高达30%,自然白度达74.8度,耐火度1700℃,是陶瓷、造纸、橡胶以及化工行业不可缺少的矿物原料。按照“先建矿,后建厂,逐步开发滚动发展的”思路,我县新组建了依安鑫地矿业有限公司,对依安当地原料和周边地区原料进行整合,同时新矿区征地300亩,现已开采,可为当地陶瓷生产企业提供每天约800吨的原料需求。
石英砂资源品质好、储量大
据黑龙江省地质勘探报告称,依安石英矿存在于高岭土成矿带范围内,整个矿带面积1200平方千米。仅在详勘1.44平千米范围内,推算储量就近亿吨。
1995年,依安县投资建设了建明石英砂矿。该矿占地4万平方米,年产天然擦洗石英矿10万吨。
建明石英砂矿主要产品为天然颗粒状石英砂,其成分以石英及石英岩为主(占95%),其次为少量长石(小于3%)及微量暗色物质组成。据检测建明石英砂SiO2含量在98%以上。
黑紫泥资源纯度高、塑性好
1、黑紫泥的外观:黑紫泥外观呈灰黑色的粘土,质地柔软细腻,干燥后呈浅砖灰色;黑紫泥较为纯净,没有明显的杂质颗粒,可塑性高。
2、黑紫泥的原料性能:
将黑紫泥均化后进行化学组成分析,结果如下表:
(单位:wt%)
|
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
K2O |
Na2O |
LOI |
2014-2406 |
59.02 |
0.95 |
22.52 |
4.54 |
0.82 |
0.50 |
0.88 |
0.050 |
10.34 |
宜兴紫泥A |
55.95 |
\ |
22.69 |
9.11 |
0.51 |
0.54 |
1.02 |
7.49 |
|
宜兴紫泥B |
63.92 |
1.51 |
21.85 |
5.73 |
0.25 |
0.40 |
1.23 |
4.67 |
对黑紫泥进行可塑性检测,结果如下表:
液限 |
塑限 |
指数 |
属性 |
对不同含沙量的抗折强度MPa |
|||
0% |
20% |
40% |
60% |
||||
28.1 |
11.9 |
16.2 |
高可 塑性 |
4.7 |
3.4 |
1.6 |
0.9 |
对黑紫泥颗粒度测试,结果如下表:
(单位:wt%)
>0.25 |
0.05~0.25 |
0.01~0.05 |
0.005~0.01 |
0.001~0.005 |
<0.001 |
0.35 |
3.4 |
7.0 |
6.0 |
25.1 |
58.15 |
根据黑紫泥的化学组成和主要性能的检测和分析,黑紫泥属于氧化铁含量较高的陶土,它具有如下的特点:
(1)从化学组成来说,黑紫泥与优质的宜兴紫泥相近,具有高氧化铝低碱土金属氧化物的化学组成,这就使黑紫泥烧成后能形成较多的莫来石相,有利于产品力学性能和热学性能的提高。
(2)黑紫泥高氧化铝低碱土金属氧化物的化学组成,对于提高产品的烧成温度、扩大产品烧成温度范围有利。
(3)黑紫泥具有高的可塑性和高的结合性,坯料中加入黑紫泥有利于坯料成型性能的提高。
(4)黑紫泥有很好细度,并且有较高的纯度,能够单重原料制陶,是一种工艺性能优良的铁质陶土原料。
3、黑紫泥的成型试验
经过检测,黑紫泥的可塑性指数为16.2,说明该原料具有很高的可塑性,有利于用来生产可塑法成型的坯料;并且该原料纯度高,没有大尺寸的沙粒状和颗粒状杂质,易于采用干法工艺加工成可塑坯料,可以实现单重原料制陶。
结论:
为深入挖掘依安矿产资源的潜力,做出依安陶瓷产业发展更精准的定位,我们近两年又聘请了佛山陶瓷学会对依安及周边矿产资源进行了详细化验分析,并与淄博、法库等北方产区资源进行了对比评估。综合多年的生产实践和实验研究,结论为:依安的矿产资源中,高龄土是生产陶瓷的优质原料,经过精选后还可成为造纸涂料和橡胶填料;石英砂是生产玻璃的优质原料。
2014年,我们又聘请江苏紫砂研究院对我们的黑粘土、五色土、黄粘土、紫色土、煤矸石等原料进行了化验分析和成型烧试,并做出了配方和检测。结论为:以依安县黑紫泥为主要原料,能陪制出工艺性能优良的可塑坯料,并且按照宜兴紫砂的生产工艺,可以生产出与宜兴紫砂陶器相似的陶器产品,产品的理化性能符合国家标准GB/T10816-2008的要求。