安徽省來安縣屯倉地區(qū)鉀長石礦地質(zhì)特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀

安徽省來安縣屯倉地區(qū)鉀長石礦地質(zhì)特征及開發(fā)利用現(xiàn)狀來安縣屯倉地區(qū)鉀長石礦屬二長花崗巖風化型礦床，該礦床具有資源儲量大、質(zhì)量好，裸露于地表，易于露天開采，礦石可選性好，選礦工藝流程簡單，鉀長石回收率高等特點。目前鉀長石礦廣泛應用于冶金、化工、玻璃、陶瓷等領(lǐng)域，礦產(chǎn)品開發(fā)應用具有廣闊的市場前景，通過生產(chǎn)選礦獲得長石精礦粉具有很好的工業(yè)開發(fā)意義。標簽：屯倉地區(qū)鉀長石礦風化型礦床開發(fā)利用0引言屯倉地區(qū)指來安縣東北部屯倉水庫一帶，該區(qū)鉀長石礦產(chǎn)資源分布廣泛。目前已發(fā)現(xiàn)大中型礦床4處，多為近幾年完成地質(zhì)勘查工作，已經(jīng)開發(fā)利用的有3處。鉀長石礦市場需求量大，優(yōu)質(zhì)鉀長石更為緊缺，安徽省每年從外地購入數(shù)十萬噸鉀長石原料以滿足本地區(qū)工業(yè)企業(yè)需求。1區(qū)域地質(zhì)屯倉地區(qū)鉀長石礦成礦區(qū)地處揚子準地臺（Ⅰ級）中北部，下?lián)P子臺坳（Ⅱ級）中段。地層區(qū)劃屬揚子地層區(qū)，下?lián)P子地層分區(qū)，滁州～天長地層小區(qū)。出露地層有青白口系，震旦系，下第三系，上第三系及第四系地層（見圖1）。皖南運動基本構(gòu)成本區(qū)的結(jié)晶基底，形成了北西向的同斜復式褶皺。巖漿活動頻繁，最早為中元古代火山活動，形成了一套細碧巖～石英角閃斑巖；燕山運動是本區(qū)重要構(gòu)造運動，構(gòu)造線為北東向，并伴有大面積的中酸性巖漿侵入；喜山運動繼承了燕山運動的構(gòu)造特點，有基性巖漿侵入和噴發(fā)活動。區(qū)內(nèi)除出露較大的燕山晚期二長花崗巖體（屯倉巖體）外，還有后期的玄武巖（黃崗、桂五組、尖山組），覆蓋于二長花崗巖之上。屯倉巖體（二長花崗巖ηγ）；該巖體為燕山晚期侵入，侵入構(gòu)造部位為張浦郢穹隆東緣[2]，出露面積大于100平方公里，為一淺成巖基。平面形態(tài)呈近等軸狀。局部接觸帶見流面，產(chǎn)狀為126°∠12°、260°∠37°，流線20°。巖體侵入青白口系張八嶺群西冷巖組組變質(zhì)火山巖及震旦系灰?guī)r。絕大部分被第四系、上第三系玄武巖及下第三系舜山集組粉砂質(zhì)泥巖等不整合覆蓋，部分被水域淹蓋，故露頭僅15平方公里。巖體被玄武巖覆蓋處，常見0.2～1米的烘烤帶，近烘烤帶的巖石具葉臘石化、綠泥石化等次生變化。2礦床地質(zhì)特征區(qū)內(nèi)鉀長石礦產(chǎn)分布較廣泛，目前已經(jīng)開發(fā)利用的有潭莊礦區(qū)鉀長石礦、復興礦區(qū)鉀長石礦、石崮山鉀長石礦，尚未開發(fā)利用的有靜波鉀長石礦。其中，大型鉀長石礦床三個，中型鉀長石礦床一個。2.1礦體特征本區(qū)鉀長石礦床為巖漿巖風化型，主要位于屯倉巖體內(nèi)，礦體呈砂狀賦存于二長花崗巖體上部。在已評價的9個鉀長石礦體中，礦體形態(tài)簡單，呈面型分布，巖性單一，底板傾角6～10°。礦體呈似層狀，主要由風化二長花崗巖組成。各礦區(qū)礦體特征見表1。2.2礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造礦石結(jié)構(gòu)為斑狀結(jié)構(gòu)，局部礦體受構(gòu)造影響，礦石為壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，松散塊狀構(gòu)造和球狀構(gòu)造。松散狀構(gòu)造是由于二長花崗巖長期裸露地表，在物理風化作用下，因物性差異鉀長石斑晶極易從基質(zhì)中剝離，從而形成鉀長石礦床。2.3礦石礦物成分礦石礦物組成主要由斜長石（30～40%），鉀長石（20～30%），石英（25～30%），角閃石（5～10%），黑云母（3～5%）及少量磷灰石、榍石、磁鐵礦等組成。斑晶主要由斜長石和鉀長石組成，占全巖25～45%。斑晶粒度大于5mm，大者達30～40mm?；|(zhì)呈花崗結(jié)構(gòu)，粒度2～3mm，部分僅1mm，主要由斜長石、鉀長石、石英、角閃石、黑云母等組成?；|(zhì)中鉀長石、石英的晶形受上述礦物限制，往往充填于空隙之中，石英呈波狀消光。2.4礦石化學成分參照屯倉地區(qū)各鉀長石礦區(qū)地質(zhì)勘查報告資料[3，4，5，6]，各鉀長石礦區(qū)鉀長石粗精礦主要化學成分含量平均值見表2。礦石主要有益組分為K2O、Na2O、SiO2、Al2O3，主要存在于鉀、斜長石中，符合制造玻璃和日用陶瓷原料的要求。參照《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊》，對制造玻璃原料來說Fe2O3為有害組分，對制造日用陶瓷原料來說Fe2O3、TiO2為有害組分。有害組分主要存在于角閃石、黑云母及粘土礦物中。通過洗選和中強磁選礦加工后，F(xiàn)e2O3含量可降低到0.21%以下，TiO2含量可降低至0.04%以下。2.5礦石類型礦石自然類型：風化型斑狀二長花崗巖。礦石的工業(yè)類型：玻璃、陶瓷工業(yè)用鉀長石礦石。3礦床成因及找礦標志該類礦床由斑狀二長花崗巖風化而成，風化后主要由鉀長石、斜長石、石英、角閃石、黑云母組成，風化后的產(chǎn)物基本上就是礦體，風化深部即礦體厚度。鉀、鈉長石斑晶呈較大粒徑存在，即鉀長石礦。部分鉀、斜長石、角閃石、黑云母呈細粒徑存在，角閃石、黑云母部分己發(fā)生綠泥石化，風化一般深度10～25m。礦區(qū)所在的屯倉二長花崗巖體、北鄰的自來橋花崗巖體，均屬燕山晚期巖漿活動的產(chǎn)物。以物理風化為主，其中的鉀長石斑晶均以較粗顆粒存在，從而形成鉀長石礦床。因此，“燕山晚期的斑狀、似斑狀二長花崗巖，且含較多的鉀長石粗大斑晶”可作為找礦標志。4開發(fā)利用現(xiàn)狀4.1市場分析及資源潛力鉀長石在我國屬于緊缺非金屬礦產(chǎn)資源。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，玻璃產(chǎn)品、建筑陶瓷等用量越來越大，鉀長石需求量日益增加。而傳統(tǒng)的偉晶巖型、正長巖型長石資源日益枯竭，尋找和開發(fā)新的長石類資源意義重大。據(jù)調(diào)查安徽省內(nèi)的玻璃、陶瓷企業(yè)所用鉀長石精礦粉主要來自山東、江西、湖南等地。臨近的上海、江蘇等發(fā)達地區(qū)是鉀長石資源的消耗大省，這些地區(qū)恰恰是鉀長石礦貧礦地區(qū)。目前依賴于山東、江西、湖南等地，運輸成本高，且不能完全滿足市場需求。因此，開發(fā)本區(qū)鉀長石礦具有廣闊的市場前景。屯倉地區(qū)目前已經(jīng)累計查明的鉀長石粗精礦礦物量1200萬噸左右，勘查深度普遍小于20米，現(xiàn)有各礦區(qū)深部及周邊地區(qū)仍資源儲量有擴大的遠景。對本區(qū)鉀長石礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用將給國家和安徽省地方經(jīng)濟的發(fā)展起到積極促進作用。4.2應用領(lǐng)域鉀長石礦目前在玻璃工業(yè)原料的用量占50～60%，在陶瓷工業(yè)原料的用量占30%作用，少量應用于化工、玻璃熔劑、陶瓷坯體配料、陶瓷釉料、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等領(lǐng)域。據(jù)行業(yè)標準（JC/T857-2000），用于平板玻璃的長石精礦的合格品品質(zhì)要求主要為：Fe2O3≤0.5%；Al2O3≥14%[1]。本區(qū)鉀長石礦礦石經(jīng)除鐵后可達到這一指標；利用含鉀巖石制鉀肥尚無正式的工業(yè)指標，一般要求K2O>7%。但利用鉀長石制造鉀肥，目前世界各國所研制的生產(chǎn)方法在技術(shù)上都有一些問題，存在著工藝復雜、尾礦殘渣多、能耗大等缺點，到目前為止尚未見大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)?？紤]到我國鉀肥產(chǎn)量遠遠不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，因此研究開發(fā)切實可行的提鉀工藝，利用鉀長石制取鉀肥有著較好的開發(fā)前景。鉀長石在陶瓷坯、釉中不僅可以作為熔劑物質(zhì)促進莫來石的形成，降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度，而且鉀長石組成成分包含瓷坯中的各種主要氧化物，因此作為主要原料代替工業(yè)氧化鋁、純堿、葉臘石等工業(yè)原料，可有效降低成本。據(jù)企業(yè)標準（QB/T1636-1992），用于日用陶瓷的鉀長石精礦粉的合格品品質(zhì)要求為：K2O+Na2O≥10%；Fe2O3+TiO2≤0.5%；TiO2≤0.10%；K2O>Na2O[1]。本區(qū)鉀長石礦礦石經(jīng)洗選和中強磁選礦加工后可達到這一指標要求。4.3礦石加工工藝來安縣屯倉地區(qū)目前有三家鉀長石采石加工企業(yè)，礦石加工工藝如下：將原礦通過雙頻振動篩水洗，除去3cm以上及0.5cm以下部分，中間粒度的礦石直接進入棒磨機。磨礦的礦砂中鐵的含量因機械鐵的加入有所提高，磁鐵工藝選用二級除鐵，除鐵設備為稀土永磁機，磁場強度550MT和電磁選機場強1200MT，其流程為中強磁性。當磁場強度為1200MT，除鐵效果最好。為了除去產(chǎn)品中部分-0.110mm粒級含量，采用水力分級機進行分級試驗。根據(jù)以上條件試驗結(jié)果最終確定采用工藝流程如下：原礦→篩分→磨礦→篩分→中磁→強磁→水力分級→精礦→尾砂。穩(wěn)定試驗結(jié)果：精砂產(chǎn)率75%，F(xiàn)e2O3含量≤0.21%，TiO2含量≤0.04%[6]。5結(jié)論屯倉地區(qū)鉀長石礦主要為強風化二長花崗巖中的鉀長石斑晶，屬風化型礦床。通過對鉀長石礦石的加工選冶性能進行研究，認為本區(qū)鉀長石礦石可選性好，分布相對集中易于開采，加工選礦流程簡單，鉀長石回收率高。鉀長石礦可用于陶瓷工業(yè)原料、玻璃工業(yè)原料，開發(fā)利用前景廣闊。區(qū)內(nèi)鉀長石礦市場