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湖南省高岭土资源概况 Brief Talk about the Resource of K aolin in Hunan Province 黄镜友 Huang Jingyou 湖南省地质矿产厅 长沙 410011 Hunan Bureau of Geology and Mineral Resources 摘 要 湖南省探明高岭土1. 36亿吨 。分布在长沙 汨罗 岳阳、 醴陵、 耒阳 常宁、 衡山、 怀化 溆 浦等5个区内。主要为花岗岩风化残积型,次要为长石石英风化残积型,亦有沉积型。经工业应用试验,可作 陶瓷原料、 橡胶填料、 造纸涂料等。 关键词 高岭土类型 分布 应用试验 湖南 Abstract Kaoloin reserve proven in Hunan reaches to 136 million tons. This resource distributes in five areas , that is ,Changsha - Milo - Yueyang ,Liling ,Leiyang - Changning ,Hengshan and Huaihua - Xupu. Most of kaolin de2 posits mainly belong to eluvial depositsof weathered granites ,the next ,weathered arkoses and there are also sedimenta2 ry ones. According to the industrial test kaolin resource can be used as a raw material of ceramics ,the packing material in rubber and as coating in papermaking. Key words types of kaolin ,distribution ,application test ,Hunan 湖南省高岭土探明的储量1. 36亿吨,位居全国前列。经工业试验,湖南的高岭土矿可作 陶瓷原料、 橡塑填料、 造纸涂料等,用途广泛。据 中国矿业报1995年6月7日报导,到本世 纪末,全世界每年需要高岭土约4000万吨,其中造纸用高岭土将占50 。届时我国对高岭土 的需求量将增加到150万吨。湖南省高岭土资源丰富,开发高岭土资源,尤其是开发造纸用的 片状高岭土,是发挥矿产资源潜在优势,搞好我省经济建设的一个重要方面。为便于有关部门 对开发高岭土资源进行规划,特撰本文供参阅。 1 湖南高岭土矿的分布 湖南的高岭土矿,经过不同程度勘查的矿区共有26个,其勘查报告已经有关部门审批,这 26个矿区大体分布于5个区域内。 1. 1 长沙 汨罗 岳阳区 主要矿区有岳阳庙山、 汨罗白水、 长沙福临及唐田,总储量8228. 3万吨,其中庙山、 白水为 大型矿区,其余为中小型,都是由花岗岩风化而成的风化残积型。 1. 2 醴陵区 主要矿区有马颈坳,其余有干冲、 赵家土段、 朱家冲、 斗米冲、 长坡、 炉佛岭等,马颈坳是大型 矿床,其余均是小型,全区探明总储量2249. 1万吨。马颈坳矿区的高岭土系由花岗斑岩和石 英斑岩风化而成,其余为花岗岩风化而成,个别矿区为高岭土化板岩风化而成。 1. 3 耒阳 常宁区 主要矿区有耒阳集贤、 常宁双安、 耒阳上堡,总储量1952. 75万吨。矿床成因类型有两种, 一是由侏罗纪陆相盆地内沉积的长石、 石英砂岩风化而成,代表矿区是集贤矿区;二是由花岗 岩风化残积而成,双安和上堡矿区均属此类。 第15卷第3期湖 南 地 质1996年9月 Vol. 15No. 3HUNAN GEOLOG YSept.1996 1. 4 衡山区 主要矿区有界牌,其次有平田土丘、 大鹅山、 江柏堰、 温家坳、 二斗土皂等矿区,全区探明总储 量742. 4万吨,矿区都由花岗岩风化而成,个别矿区由高岭土化板岩风化而成。 1. 5 怀化 溆浦区 主要矿区有怀化活水,其余有溆浦龙潭和黄茅园。这三个矿区高岭土都是由花岗岩风化 而成,实际上是一个花岗岩体的不同地段。而黄茅园矿区内局部由伟晶岩风化而成。 2 湖南高岭土的成因分类 湖南高岭矿床基本上可分为两大类,一是风化残积型,二是沉积型。风化残积型又可根据 原岩的不同而分为三个亚类,即 ① 花岗岩类岩石风化残积型含伟晶岩 ; ② 陆相长石石英砂岩风化残积型;③ 其它岩类岩 石风化残积型。 在以往的地质工作中和开发利用上,主要对象是花岗岩类岩石风化残积型矿床。 各类型高岭土矿的储量及所占比例见表1。 表1 不同类型的高岭土矿比例表 类型亚 类 探明储量 万吨 所占比例主要矿区 风化残积型 风化残积型 风化残积型 花岗岩类岩石风化残积型12644. 8092. 1庙山、 白水、 马颈坳 长石石英砂岩风化残积型996. 757. 3集贤 其它岩类风化残积型 1000. 5温家坳 沉积型--煤系中 3 湖南高岭土矿的特点 3. 1 花岗岩类岩石风化残积型高岭土矿 该类高岭土矿有三个特点第一、 矿石化学成分与母岩成分接近,见表2。 表2 白水矿区高岭土矿与母岩主要成分比较表 类别Al2O3SiO2TiO2K2ONa2OCaOMgO灼失 花岗岩母岩成分14. 6170. 810. 294. 672. 842. 020. 680. 59 高岭土矿成分20. 9966. 900. 052. 980. 210. 380. 256. 35 第二,矿体形态严格受地形地貌控制,主要分布在一些比较平缓的丘岗地区,含矿的风化 残积层上,有时被板岩复盖。只有地形平缓才有利于风化残积物的保存。矿体最长数千米,宽 数十米至数百米,矿层厚度视风化深度而定,一般厚几米至数十米,最大厚度达79. 4 m ,如庙 山矿区。 第三,成矿母岩形态有岩基和岩脉,如岳阳庙山、 汨罗白水矿区,母岩都是花岗岩岩基,而 马颈坳高岭土矿有一部分则是由石英斑岩岩脉风化而成。 3. 2 长石石英砂岩风化残积型高岭土矿 该类高岭土矿仅发现一处,即耒阳集贤矿区,产于侏罗纪陆相沉积盆地内,盆地基岩为上 石炭统壶天群碳酸盐岩,含矿层位为侏罗系下统上段长石石英砂岩,矿体即由该层长石石英砂 岩风化而成。主矿体长580 m ,宽200 m ,矿层平均厚38. 33 m。主矿体储量占全区的87. 8 。 含矿盆地是一个接近南北走向的狭长盆地,盆地中的地层形成小褶曲,中间是向斜,两侧近盆 地边缘是背斜,褶曲与盆地走向一致。有人分析,南北向的狭长盆地原是一条发育于壶天群地 841湖 南 地 质第15卷 层上的一条古河流,有的地方很深,使矿层厚达129. 99 m ,有的地方较浅,沉积层较薄,厚度仅 2. 5 m ,矿区内的褶皱的形成及片状高岭土的存在,与东西向的区域动力挤压作用有关。 3. 3 沉积高岭土矿 这是产于煤系地层中的高岭土矿,我省尚未探明储量,但在以往的煤田勘查中,也适当地 作了一些探索研究工作,主要产于二叠系下统和石炭系下统的煤系地层中,矿层呈层状,长几 十米至千米,宽200～300 m不等。矿层厚0. 1～10. 5 m ,主要特点是Al2O3含量高,高达 37 ,SiO2较低,仅为43 ～51 。据初步了解,片状高岭土含量较高,最高达80 ,一般是 硬质高岭土。这是我省的一种具有潜在价值的高岭土矿床。 4 湖南高岭土矿的矿物组合及化学成分 我省各主要高岭土矿区,其矿物组成大体与原岩相似,主要由石英、 长石、 绢云母和粘土矿 物组成。但粘土矿物的含量和矿物组成则各有不同,见表3。 表3 各主要高岭土矿区粘土矿物含量和矿物组成表 矿区 粘土矿物含量 主要粘土矿物次要粘土矿物及其它矿物 庙 山24. 00片状高岭石伊里石、 长石、 石英 白 水32. 57片状高岭石伊里石、 长石、 石英、 云母、 多水高岭石 马颈坳25. 00高岭石石英、 绢云母、 粘土矿物 集 贤27. 60片状高岭石伊里石、 埃洛石、 长石等 双 安35. 37高岭石伊里石、 埃洛石、 蒙托石、 长石、 石英 各矿区高岭土矿原矿化学成分见表4。 表4 各主要高岭土矿区原矿化学成分对比表 矿区Al2O3SiO2Fe2O3TiO2K2ONa2OCaOMgO灼失 庙山16. 3968. 812. 490. 174. 360. 610. 291. 124. 84 白水20. 9966. 901. 230. 052. 980. 210. 380. 256. 35 集贤13. 3478. 070. 320. 680. 710. 040. 250. 08缺 双安15. 7672. 261. 57缺3. 780. 03缺0. 574. 73 马颈坳细土14. 2176. 350. 710. 064. 040. 230. 750. 433. 20 马颈坳粗土14. 3173. 570. 78. 084. 270. 450. 620. 353. 15 从表4可知,省内高岭土原矿中Al2O3的含量都不高,一般在13 ～20 之间,但经过选 矿,Al2O3可提高到28 以上,见表5。 表5 选矿后精泥化学成分对比表 矿区Al2O3SiO2Fe2O3TiO2K2ONa2OCaOMgO灼失备 注 庙山32. 6748. 841. 820. 093. 020. 320. 500. 3811. 62300目0. 049mm精泥 白水37. 6248. 161. 630. 20缺缺2. 020. 1211. 92300目0. 049mm精泥 集贤36. 1461. 840. 630. 800. 610. 040. 190. 168. 69600目0. 024mm精泥 福临28. 4154. 541. 670. 143. 701. 980. 210. 347. 56320目0. 043mm精泥 5 高岭土矿选矿和工业应用试验 我省各主要高岭土矿区,在进行地质勘查时,大都按照勘查要求,做了选矿工作,并进行了 造纸涂布试验和橡胶填料的试验,有的则做了成瓷试验。 5. 1 集贤高岭土矿 在勘探工作中,委托北京造纸工业研究所进行了选矿试验表 6 和造纸涂布试验。 941第3期黄镜友湖南省高岭土资源概况 表6 集贤高岭土矿选矿结果表 类 别Al2O3Fe2O3TiO2产率 2μm 5μm 固含量 白度 原矿成分12. 140. 300. 57 精泥成分36. 140. 630. 8024. 786987480 选矿资料表明,主要指标比较好,仅Fe2O3和TiO2含量比原矿增高,需作漂白处理。精泥 经造纸涂布试验,适合作造纸涂布使用,而且磨耗小,亮度虽差一点,但不影响利用。同时,在 选矿中对石英的利用也进行了研究,可获三种硅质产品,一是玻璃原料,可达 Ⅰ 类三级;二是作 硅砖用砂;三是作橡胶填料,即四号硅粉 〈RF4〉 。总的来说,该矿在选矿中注意了综合利用,选 矿是成功的。 5. 2 白水高岭土 该矿在勘探中,委托轻工部造纸工业研究所做了选矿试验,选矿工艺流程是原矿捣浆 → 旋流分选 → 粗精泥 → 化学漂白 → 漂白精泥最终产品 , 选矿结果见表7。 表7 汨罗白水高岭土矿选矿结果表 类 别Al2O3Fe2O3产率 43μm 2μm白度 原 矿21. 931. 10/// 粗 精 泥37. 621. 633296 漂白精泥37. 770. 85209683 该漂白精泥,经邵阳造纸厂进行造纸涂布试验,能生产出质量较好的纸张。在涂布试验 中,采用了苏州高岭土的配制方法和涂布工艺,两相比较,汨罗白水高岭土的性能与苏州所产 高岭土的性能相似,在配制浆料方面易于操作。本次选矿的产品,还送到湖南橡胶厂作橡胶填 料试验,试验结果证明,汨罗高岭土在作橡胶填料方面的性能,也接近苏州高岭土。通过以上 选矿试验和工业应用试验证明,汨罗白水高岭土选矿工艺不复杂,产品有多种用途。 5. 3 岳阳庙山高岭土矿 在勘查过程中,委托中南工业大学进行选矿试验,其流程是原矿浸泡捣浆 → 筛分 → 水力 旋流粗选 → 粗精矿 → 精选离心分级 → 高强磁选 → 漂白、 漂洗 → 烘干成品。经选矿可获三种 产品,一是造纸用高岭土,二是橡胶填料用高岭土,三是陶瓷用高岭土。总产率为27. 34 ,其 中造纸用土占12. 11 ,橡胶用土占9. 21 ,陶瓷级土占6. 02 ,白度85. 5 ,选矿结果较好。 5. 4 常宁双安高岭土矿 在地质勘查中,用200目0. 074mm进行淘洗,淘洗率为35. 75 ,淘出的精泥,经湖南省 陶瓷工业质量监测试中心和醴陵星大瓷厂进行成瓷试验,该土相当于景德镇高岭土 Ⅱ 级品和 Ⅲ 级品,是一种较好的制瓷高岭土,醴陵市已有多家瓷厂用此土做出口瓷的配料。 综合以上所述,我省高岭土矿的选矿和应用研究,都已做过不少工作,除了可作瓷用高岭 土外,还能用于做造纸涂料、 橡胶填料等方面,也有个别矿区还开发出熔烧高岭土产品。所有 这些勘查工作和应用研究工作,比80年代以前大大地前进了一大步,为我省以后开发利用高 岭土矿奠定了良好的基础。也充分证明,我省高岭土矿存在着巨大的资源优势和经济潜力。 051湖 南 地 质第15卷