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江西粉石英资源开发利用及供需形势分析研究 贺明生，姚 琪，易永清 （江西地质科学研究所，江西南昌 330201） [摘 要] 本文在介绍了江西粉石英资源开发利用现状后，分析了江西粉石英资源供需形 势，指出探明的粉石英资源只能维持生产到2026年，针对存在的问题，提出了江西粉石英矿业 发展的指导思想、发展目标、规划布局及政策建议。 [关键词] 江西；粉石英；开发利用；资源保证程度；发展战略 粉石英是江西省地矿局赣西地质调查大队于20世纪80年代初在江西发现并命名的一种非金 属矿产。它是一种不需经过机械碾磨的天然粉状石英，颗粒极细，结构疏松，呈土状，故又名 “硅土”。 1 资源 1.1 国内外资源概况 世界上，有粉石英资源的国家甚少，据零星资料介绍，最主要的资源产地为美国，其次为 我国和前苏联。美国产地位于阿肯色州、密苏里州和伊利诺斯州，前苏联产地为乌拉尔地区。 我国粉石英资源主要分布于江西、湖南、贵州、福建、广西及广东等省，已探明资源储量的矿 区4个，其中江西3个，福建1个。至2000年，累计探明资源储量1871.8万t，其中江西1865万t， 福建6.8万t。 1.2 江西粉石英资源 1.2.1 资源储量及分布 至2000年，江西省宜春、萍乡、分宜、安福、高安等地已发现粉石英产地30余处，其中地 质勘查评价的矿区6处，探明资源储量的3处，保有资源储量1865万t，其中储量102.4万t，基础 储量922万t，资源量943万t，分别占资源储量的5.49、49.44和50.56。资源储量居全国第1 位。 江西粉石英资源集中分布于西部浙赣铁路沿线，可划分两个矿带 1 宜春、萍乡矿带东起分宜界水、宜春彬江，经宜春湖田、西村，萍乡宣风、芦溪、 上埠、南坑至萍乡麻山、巨源、腊市。矿带位于浙赣铁路线两测，东西长约95km，主要矿区有 麦田、何家冲、栗源、荷家塘、妙泉、岭背等。 2 安福矿带位于安福县南部廖塘和洲湖乡，分宜文竹铁路东侧，主要矿区有材家岭、 白沙冲、福生坛等。 此外，在赣南于都也有少量粉石英出露。 1.2.2 矿床类型及地质特征 江西粉石英矿与美国及邻省粉石英矿一样，属于硅质岩微晶石英岩的风化壳型矿床，赋 矿层位均为上古生界石炭、二叠系，尤其较集中分布于下二叠统茅口组的硅质碳酸盐建造。粉 石英多呈大面积出露，覆盖层薄，适宜露天开采，单个矿区储量一般可达数百万吨。粉石英原 矿系由不同粒径的硅粉、硅砂屑组成的集合体。矿石类型大致可分为粉石英、含硅质岩砂屑粉 石英、硅质岩砂屑粉石英及含粉石英硅质岩砂屑四种。粉石英原矿经简易水洗脱泥，可得到粒 径10～20μm和30～45μm的粉石英精矿，产率一般在35～70表1。 表1 江西粉石英矿石类型及特征 矿石类型 粉石英产率硅质岩砂屑产率粉石英粒级最大含量 粉石英 95 5 10～20μm占50 含硅质岩砂屑粉石英 75～95 5～25 －300目占77.64～81.68 硅质岩砂屑粉石英 50～75 25～50 －300目占70.58 含粉石英硅质岩砂屑 35～50 50～65 －300目占42.66 洗选后的硅粉和硅砂屑SiO2均可达98.5以上，Fe2O3＜0.15，优质原矿洗选后SiO2可达 99.5，Fe2O30.02表2。 表2 江西省优质粉石英原矿洗选后的化学成分 产地 SiO2 Fe2O3 Al2O3 TiO2 CaO MgO K2ONa2O LOI 宜春 99.55 0.04 0.1 0.03 0.04 0.01 0.09 0.08 萍乡 99.75 0.03 0.03 0.02 0.03 0.03 0.02 0.05 2 开发利用现状 2.1 粉石英加工工艺及选矿流程 粉石英矿是一种天然的粉状矿物集合体，矿石疏松，加工简便，只需建几个洗选池经简易 水力分级即可获得粉石英粗精矿，选矿流程见下图。 洗选池由5～7级组成，每级池的高差约0.6m，池深约0.6m，面积20～30m 2，每级池的下端 中间开一个20cm15cm大小的下料口，筛网插在下料口上，原矿经水冲洗过120目筛网筛下部分 矿浆进入洗选池，矿浆流入洗选池后，经擦洗搅拌或高压水龙头冲洗，粉石英沉于池底， 放掉泥浆水，然后继续冲洗，搅拌进入下一级池沉淀脱泥。当矿浆流入末尾第二、三级洗选池 时，加入适量的脱泥剂，除去矿浆中的微细泥质物，以提高产品纯度。最后一级为最终沉淀池。 矿浆经沉淀后取出晒干或烘干即获得SiO299，Al2O30.2，Fe2O3＜0.1的粉石英粗精矿。120 目筛上部分研磨粉碎后过筛分级，除分出硅粉外同时可回收部分玻璃用的硅砂产品。 2.2 国内外开发利用概况 美国是世界上最早开发粉石英的国家，近些年的年产量约10万t，有近万吨产品销往欧洲。 价格96美元/t左右。美国粉石英在磨料工业上的应用曾一直处于重要地位。自1979年以来，在 工业填料上的应用显著增加，已超过磨料占主导地位。 我国粉石英开发应用始于20世纪70年代后期，至今只有30多年历史，目前生产企业近百个， 从业人员一千多人。1999我国粉石英产量约26万t，2000年为28万t左右。 2.3 江西粉石英资源的开发利用 粉石英是江西省的优势矿产，资源储量和年产量均居全国之首。近年来江西粉石英产量逐 年上升，应用领域不断拓宽。到目前已发展到30多家生产企业，年产量约10万t，广泛应用于建 筑瓷、日用瓷、电瓷、耐火材料、磨料、磨具等多种行业，产品已由景德镇、礼陵等老陶瓷工 业基地辐射到广东佛山、福建晋江、四川、重庆等地的新型重要瓷业地区，并先后进入江苏、 上海、北京、天津、辽宁、河北、陕西等20多个省市的瓷业及其他工业部门，年创利税百余万 元表3。 表3 1998～2001年江西粉石英矿山企业经营情况 年份 矿山个数从业人员 年产量 万t 工业总产值 万元 销售总额 万元 利润 万元 税金 万元 平均成本 元/t 1998 28 291 9.2 921 933 88 56 91.8 2000 36 386 10.8 1104 1134 90 68 103 2001 35 380 10.8 1120 1188 96 71 101 2.4 江西省粉石英工业存在问题及市场前景 2.4.1 存在问题 1 加工工艺落后。粉石英矿山普遍生产以陶瓷应用为主导的非超细普通粉石英产品，深 加工产品600～800目或改性数量非常少。此外，产品干燥靠太阳晒，生产水份小于1的干粉 困难大。 2 应用领域不广。粉石英开发虽有30a历史，但应用领域仍未摆脱以陶瓷原料为主导的格 局。与美国等发达国家粉石英主要用于工业橡胶、塑料、涂料填料相比，其工业价值未能得 到充分体现。而陶瓷行业市场容量有限，且南方瓷坯使用的瓷石中含较多石英，粉石英多在釉 料中做配料。因此，现有加工企业采选能力未能得到充分发挥。 3 含硅量高达98以上的硅砂屑作尾砂废弃而未得到综合利用。粗略估算，宜春、萍乡一 带地方矿山废弃的粉石英尾砂足有数百万吨之多，既占用土地，污染环境，又浪费了资源，减 少了收益。 2.4.2 市场前景 粉石英除了在陶瓷、耐火材料、磨料、磨具、保温、隔音、隔热制品工业被广泛应用外， 在橡胶制品、玻璃纤维、精密铸造及环氧绝缘材料工业中也具有广阔的应用前景。 1 在橡胶制品工业中的应用粉石英由于其具有硬度高、分散性好、吸油率低等特点， 改性后，在橡胶制品中可作为半补强剂，能替代部分白炭黑，而且，胶料中加入适量粉石英后， 混炼时间短，胶料粘合力加大，制品的定伸强度、拉伸强度及可塑度等性能指标与加入白炭黑 的制品相近，但粉石英的价格比白炭黑低廉，在橡胶工业中推广应用优势明显，前景良好。 2 在玻璃纤维中的应用粉石英因其表面凹凸不平，比表面积大，碱金属含量低等性能， 用于玻璃纤维，能使混合料均化和加速炉内玻化，使拉丝直接进行。这样，我国长期以来使用 的先熔制玻璃球，再将玻璃球熔化拉丝工艺得到革新，既缩短产品生产周期，减少环节又降低 能耗，提高效益。近年来，我国玻璃纤维工业发展较快，1995年我国玻纤产量为16万t，2000 年增加到26万t，年均增长10.2，若按此速度发展，2010年我国玻纤产量将达68.7万t，可见， 玻纤行业将是粉石英产品又一重要市场。 3 在精密铸造工业中的应用粉石英产品颗粒均匀、微细及耐火性好等特征，用于精密 铸造，能使铸模透气性好，寿命长，铸件表面平整光滑，产品合格率提高。目前，在我国浙江、 江苏、 上海等地的部分精密铸造厂家得到推广应用， 效果良好， 价格是用于瓷坯粉石英价格的3～ 4倍。随着国际机械制造局势的发展，我国将是世界机械制造的重要地区，精密铸造产业的发展 也将蒸蒸日上，粉石英在精密铸造行业的用量将不断扩大。 4 在环氧绝缘封装材料中的应用经分级提纯改性后的天然粉石英，用于电子绝缘封装 材料，与传统的机械碾磨石英粉相比，具有填充量大，成本低等优势，是电器、电子元件密封 绝缘封装的理想材料。而用于环氧绝缘封装材料中的粉石英价格是普通粉石英的10～20倍，无 疑，这是粉石英产品开发向高附加值方向发展的重要领域。 3 粉石英资源供需形势与保证程度 3.1 国内外粉石英消费结构与消费量 世界粉石英消费总体上看，磨料、工业填料及陶瓷等三大行业的用量约占粉石英消耗量的 90以上。当然，具体到一个地区或国家，因其工业发展水平及发展方向的差异，粉石英消费结 构也有所不同。美国及欧洲粉石英主要用于工业填料及磨料，年消费量约20万t，占其总消费量 的85左右。 我国粉石英生产、消费量均居世界前列，2000年我国粉石英产量约28万t，消费26万t。主 要用于建筑陶瓷、日用陶瓷及电瓷行业，其次是精密铸造及耐火材料，用于磨料、橡胶、塑料 填料等相对较少。 3.2 江西省粉石英消费结构及消费量 江西省粉石英消费居全国中上游水平。近年来其年消费量一直徘徊在3～5万t，其中75～ 85用于陶瓷表4，大部分供省外企业使用，少量出口。 表4 近年江西省粉石英消费结构及消费量 1998年 1999年 2000年 消费领域 消费量万t 占总消费量比例 消费量万t 占总消费量比例 消费量万t 占总消费量比例 日用陶瓷 0.6 0.56 0.6 建筑陶瓷 1 0.94 1.4 陶瓷 电瓷 1.2 78 1.4 76.3 1.3 77 耐火材料 0.3 8 0.2 5.3 0.3 7 磨料 0.1 2.8 0.1 2.6 0.1 2 填料 0.2 5.6 0.3 7.9 0.3 7 精密铸造及其他 0.2 5.6 0.3 7.9 0.3 7 合计 3.6 100 3.8 100 4.3 100 3.3 2020年前江西省供需形势分析 3.3.1 需求预测 根据近年来江西省粉石英消费情况及相关行业规划，预计2020年前江西省粉石英消费仍然 将是陶瓷行业占主导地位，其次是耐火材料、磨料、玻璃纤维、微孔硅酸钙，在橡胶、塑料、 涂料及环氧树脂绝缘封装材料中的应用将得到全面推广。预测2020年江西省粉石英需求量将达 10.3万t表5。 3.3.2 产量预测 近年来江西省粉石英年产量一直保持在9～11万t。预计2020年前江西省粉石英产量将平稳 增长。 其主要依据是我国粉石英的用户建材、 化工、 机械、 冶金工业在未来15a内将保持6～ 9左右的速度增长。市场需求的增长必将促进粉石英产量的增长。预计2020年我省粉石英产量 将达24.5万t表5。 表5 2020年前江西粉石英需求与产量预测万t 年份 2000 2005 2010 2015 2020 需求量 4.3 5.9 7.5 9.1 10.3 年均增长率 6.5 4.9 3.9 2.5 需求 累计 4.3 26.1 60.2 102.3 151.3 生产量 10.8 13.6 17.2 21.2 24.5 年均增长率 4.7 4.8 4.3 2.9 生产 累计 10.8 62.1 140.5 238.3 353.9 3.4 资源储量对江西省经济建设与发展的保证程度 至2000年底，江西省粉石英资源储量1865万t，扣除停采矿区资源储量612.3万t，实际可采 资源储量1252.7万t，其中基础储量922万t，资源量330.7万t。根据预测，到2020年，江西省累 计生产与需求粉石英为353.9万t和151.3万t，粉石英回采率以90，洗选率50，资源量利用率 以50计，现有粉石英资源储量可充分保证2020年前江西省经济建设与发展的需求，若以2020 年预测产量为以后年均生产量，还可保证生产5.5a。 4 江西粉石英矿业发展目标与决策建议 4.1 指导思想 江西粉石英开发应以资源为依托，市场为导向，科技为先驱，效益为中心，保护环境为前 提，努力提高粉石英产业整体素质和竞争能力，调整产业结构，培育现代企业，引导社会资金 投入高科技含量、高附加值产品开发。 4.2 发展目标 为适应江西省经济建设和社会发展需要，对江西省粉石英矿业提出的发展战略目标见表6。 到2020年，新增粉石英深加工企业4个，年产能力4万t，减少初加工企业15个。通过对产业结构 的调整，使粉石英每吨资源价值由2000年的102元提高到361元，年利税由158万元提高到1309 万元。 表6 江西省粉石英矿业发展目标 年份 项目 企业个数 个 年产量 万t 工业总产值 万元 利润总额 万元 税收 万元 粗加工产品 30 13 1560 124.8 93.6 精加工产品 1 0.6 720 72 57.6 2005 合计 31 13.6 2280 196.8 151.2 粗加工产品 28 15.7 1884 151 113 精加工产品 3 1.5 1800 180 144 2010 合计 31 17.2 3684 331 257 粗加工产品 25 18.2 2184 175 131 精加工产品 4 3 3600 360 288 2015 合计 29 21.2 5784 535 419 粗加工产品 20 20.5 2665 213 160 精加工产品 5 4 5200 520 416 2020 合计 25 24.5 8865 733 576 注表中粗加工产品指200～300目粗精矿；精加工产品指600～800目及改性产品。 4.3 规划布局 根据粉石英资源和已有的产业基础，集中规划，合理安排，建立萍乡、安福两大产业基地。 1 萍乡粉石英产业基地。在现有产业基础上，加大科技投入重点改造一批骨干生产企业， 提高产品科技含量，使产品升级换代，在2005年前，按现代企业制度，组建1～2家粉石英深加 工企业，年产600～800目粉石英5000～10000t。 2 安福粉石英产业基地。安福材家岭粉石英矿区是20世纪80年代中期提交的普查报告， 由于矿区水电困难，交通不便，粉石英产率相对偏低35～50等原因，致使该矿区至今未开 发利用。实际上，安福材家岭矿区粉石英产率与萍乡等地矿区50～70的产率相比虽偏低，但 该矿区产品中小于300目的细粉率却比其他矿区高，产品的白度也高，最适应开发高附加值的电 子、电工级产品，因此，应尽快开发利用安福材家岭矿区，并逐步使其成为江西省粉石英深加 工产业基地。拟在2015年前，建设两家粉石英深加工企业，年生产能力分别达1万t。 4.4 政策建议 1 统筹规划，合理开发。由于粉石英矿开采容易，加工简单，一些矿区存在违规开采， 无序竞争，产品不检验、不测试、无质量标准等现象，常常使一些精明的商家有机可乘，退货、 压价、拒付的事情时有发生，既浪费资源，又减少收入。建议当地政府对矿山开发实行统筹规 划，统一管理，严禁乱采乱挖，并指导帮助企业建设、完善产品的质量监测和检测体系。 2 开发高附加值产品。目前，江西省萍乡地区粉石英矿山普遍生产粗加工产品200～300 目，应用范围不广。建议地方政府，引导和帮助企业与科研单位加强横向联系，利用他们的科 研成果，开发粉石英深加工产品，提高产品质量和档次。 3 开发粉石英延伸产品。重点开发以粉石英为主体原料的新技术产品如微孔硅酸钙制 品，电子封装材料等，形成新技术产业与采掘加工业齐头并进的新格局。 4 加强地质勘查工作。江西省共探明三处粉石英矿区，其中一个停采，一个尚未利用， 相当多的企业挤在一起摆滩设点，既存在安全隐患，又由于矿界问题易发生纠纷。矿山基地的 不足，在一定程度上影响了江西省粉石英矿业的发展，即便是这样，探明的粉石英资源也只能 维持生产到2026年，因此，建议2020年前在已发现的粉石英矿点，投入一定的地质工作，增加 资源储量，以保证江西省粉石英产业持续、稳定、健康发展。