珍__珠__岩.doc

珍 珠 岩一、 一、矿产名称：珍珠岩 Perlite二、 二、矿床类型及其分布珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩矿包括珍珠岩，黑曜岩和松脂岩。三者的区别在于珍珠岩具有因冷凝作用形成的圆弧形裂纹，称珍珠岩结构，含水量26%；松脂岩具有独特的松脂光泽，含水量610%；黑曜岩具有玻璃光泽与贝壳状断口，含水量一般小于2%。1、矿床的成因类型我国珍珠岩矿床主要产于我国大陆地壳活动频繁的中生代。这个代的火山形成了北起黑龙江，南达南海海滨和海南岛，长3000公里，宽300800公里的火山岩带。此岩带可进一步划分为三个亚带。第一亚带也叫大兴安岭、燕山亚带。这个亚带中的主要珍珠岩产地有河北的宽城、平泉以及张家口，围场，沽源；辽宁的凌源、法库、建平以及锦州、锦西义县、黑山；山西的灵丘；河南的罗山、信阳；内蒙的多伦、太仆寺旗、正兰旗、中后旗等。第二亚带名叫东北北部、山东亚带。这个亚带中的珍珠岩矿床有吉林九台、黑龙江穆棱等。第三亚带名叫东南沿海亚带。这个亚带中的矿床有浙江宁海松脂岩矿床等。2、矿床的工业类型地质上对珍珠岩的划分有三种。这三种划分除对比化学成分上的限制略有不同外，其他各项或是互相类似，或是互相补充的。三种划分的具体内容见下列三表：（1）第一种分级：k0指由工厂焙烧炉试验得到的矿石膨胀倍数、通常为实验室焙烧试验倍数k的2倍左右，如表1 所示。（2）第二种分级：见表2。（3）第三种分级：见表3。上面三种对矿石级别的划分，主要是按照矿石膨胀性能好坏进行的。实际应用何种品级应根据需要具体决定。上面三种划分都把岩石的化学成份同其膨胀倍数联系在一起。我们认为珍珠岩的膨胀倍数不一定完全取决于其化学成份。因为根据我国山西灵丘县珍珠岩矿的资料，有膨胀倍数k大于10而其Na2O/K2O=11.5的珍珠岩存在。表 1级别膨胀倍数k0显微镜下特征Fe2O3+FeO（全铁）%折光率15玻璃基质透明无色或略带淡色。去玻璃化作用无或轻微，不含或少含雏晶、微晶和斑晶一般1.0一般1.0一般1.500710玻璃基质色深，具有角砾构造或流纹构造，去玻璃化作用严重一般一般表 2级别膨胀倍数k0外观特征Fe2O3 含量 %折光率20具有明亮的玻璃光泽或松脂光泽，碎片透明一般1.0一般1.0一般1.5001.0一般1.500表 3品级膨胀倍数k0物理性质（镜下特征为主）Na2O/K2O20玻璃质透明，无色或浅色，无脱玻或轻微脱玻；不含或少含结晶物质12010玻璃质透明度差至半透明；脱玻不严重、含结晶物质；偶见流纹构造10.55%可见角砾或流纹构造515倍2、 2、 容重80kg/m3200 kg/m3质量要求：1、 1、 玻璃质纯洁，透明度好，颜色浅的多属优质。2、 2、 没有或有轻微脱玻璃化作用，严重的属劣质。3、 3、 不含或少含晶质物，含量多的属劣质。4、 4、 化学成分：SiO2 70%，H20 46%，Fe2O31%为中劣质。四、 四、矿石性质1、矿石的矿物组成珍珠岩、松脂岩和黑曜岩三种类型的岩石均具有在瞬间高温条件下膨胀的性能。珍珠岩的矿石类型、物质组成、特征、含水量见表4。表4 珍珠岩的矿物组成及矿石特征矿物组成矿石特征含水量，%主要成分为块状、多孔状、浮石状珍珠岩，含少量透长石、石英的斑晶、微晶及各种形态的雏晶、隐晶质矿物、角闪石等圆弧形裂纹，断口呈参差状，珍珠光泽，风化后为油脂光泽，条痕白色26主要成分为松脂岩，水解松脂岩和水化松脂岩，含少量透长石和白色凝灰物质，呈不规则分布断口呈贝壳状，松脂光泽，条痕白色610主要成分为黑曜岩、黑曜斑岩和水化黑曜岩，含少量石英、长石斑晶，极少量不透明的磁铁矿、刚玉等断口平坦或贝壳状，部分参差状，玻璃光泽，风化后为油脂光泽，条痕白色22、珍珠岩的矿物特征1） 1） 珍珠岩的主要物理性质，见表5。表5 珍珠岩的主要物理性质颜色外观莫氏硬度密度（比重）g/cm3耐火度折光率膨胀倍数黄白、肉红、暗绿、灰、褐棕、黑灰等色，其中以灰白-浅灰为主断口参差状、贝壳状、裂片状、条痕白色，碎片及薄的边缘部分透明或半透明5.572.22.413001380C1.4831.5064252） 2） 珍珠岩矿石的一般化学成份 见表6。表6 珍珠岩矿石的一般化学成分，%矿石类型SiO2Al2O3Fe2O3CaOK2ONa2OMgOH2O珍珠岩6874120.53.60.71.023450.32.36.43)我国部分产地珍珠岩、松脂岩、黑曜岩的化学成分，见表7。表7 我国部分产地珍珠岩、松脂岩、黑曜岩的化学成分岩石产地化学成分，%SiO2Al2O3TiO2CaOMgOFe2O3FeOK2ONa2OMnOH2O+H2O-烧失量珍珠岩福建政和72.3312.420.670.151.004.404.024.88浙江缙云71.7611.680.680.361.000.483.873.600.195.57安徽宣城71.1312.600.071.260.180.600.404.211.906.081.16湖北鄂城70.1313.950.790.571.350.403.204.364.021.563.65山东莱阳71.9412.631.550.190.550.361.964.126.44河南信阳72.9312.900.050.760.160.530.185.302.570.064.97河南罗山71.2012.530.720.100.720.395.043.364.970.644.78河北张家口70.6812.670.30.88痕量2.263.083.775.285.50河北平泉71.2811.900.050.750.070.490.334.752.757.51辽宁凌源72.7312.39痕量0.690.330.880.384.18痕量5.204.15松脂岩浙江天台70.5212.151.970.121.021.973.858.75浙江半坑71.9111.500.133.760.191.002.161.926.81湖北鄂城68.1614.081.220.520.980.382.323.857.882.697.91河北平泉71.2811.900.050.750.070.490.384.752.756.421.277.51黑曜岩河北张家口72.3612.760.940.600.103.360.304.493.340.172.25五、 五、工艺特性及主要用途1、 1、 工艺特性当酸性熔岩喷发出地表时，由于岩浆骤冷而有很大粘度，使大量水蒸气未能从岩浆逸散而存于玻璃质中。当焙烧时，因突然受热达到软化程度，玻璃质中结合水汽化产出很大压力，体积迅速膨胀。在玻璃质冷却至软化温度以下时，便凝成空腔结构，形成多孔的膨胀珍珠岩。因此玻璃质是引起矿石膨胀的基础条件，水是引起矿石膨胀的内在原因，铁质是影响矿石膨胀的不利因素之一。珍珠岩矿石类型、品级划分见表8。表8 珍珠岩矿石类型、品级划分类型膨润土含量，%膨胀倍数矿石品级珍珠岩1015一级品脱玻化珍珠岩1040406520具有明亮的玻璃光泽或松脂光泽，碎片透明一般1.5一般1.5一般1.0三级（劣等矿石）10光泽较晦暗，有的局部呈土状光泽。碎片不透明，有的呈角砾构造或显著流纹工业上应采用一级珍珠岩矿石。三级矿石不准使用。对化学成分的要求为SiO2占70%左右；H2O占46%；Fe2O3 + FeO必须1%。3、 3、 国家标准膨胀珍珠岩用矿砂采用国家建筑材料工业局1988年9月批准的中华人民共和国专业标准，其技术要求见表12。表12 膨胀珍珠岩用矿砂的技术要求（ZBQ2500288）指标名称性 能 要 求级级级化学组成SiO2，%68.0全铁，%2.0烧失量，%3.09.0吸附水含量，%2.0杂质（包括斑晶、夹石）含量，%5.03.55.03.55.0松脂岩，倍7.05.07.05.07.0膨胀珍珠岩容重（堆积密度），kg/m380.080.0150.0150.0250.0粒 度0.250.5mm0.25筛通过量，%5.00.5筛通余过量，%2.00.250.84mm0.25筛过量，%5.00.84筛余量，%2.00.1770.84mm0.177筛过量，%7.00.84筛余量，%2.0注：对于特殊要求，由供需双方商定。4、地方标准 DB/410000D63001-86系河南省地方标准，该标准对膨胀珍珠岩用矿砂的技术指标要求见表13：表13 膨胀珍珠岩用矿砂技术指标要求（DB/410000D63001-86）指 标 名 称单 位指 标 值化学组成SiO2%68FeO1H2O（烧失量）29玻璃质含量%90杂质（包括夹石、斑晶等）含量%10膨胀倍数（实验室）一 级倍6.0二 级5.06.0三 级4.05.0松散密度（容重）kg/m311001300粒 度2060目%上限筛不允许超过2%下限筛不允许超过2%6080目矿石组成全玻璃质结构或玻基斑状结构、珍珠或流纹珍珠构造，玻璃质透明度好、无明显脱玻化作用，呈珍珠、玻璃或松脂光泽七、综合利用工艺技术1、 1、 综合利用技术方法及工艺流程珍珠岩按加工程度的不同，其产品可分为珍珠岩原矿、珍珠岩矿砂、膨胀珍珠岩及表面处理的膨胀珍珠岩四类。由于珍珠岩矿石的选矿目的是将入选原矿加工成粒度、水分等指标均达到工业要求的产品，即珍珠岩矿砂，因而决定了珍珠岩的选矿工艺非常简单，通常为破碎分级干燥。目前，我国尚无正规的选矿工艺流程，一般破碎筛分多采用图1所示的工艺流程。 原矿 粗 碎 筛 分 筛下 中 碎 筛 分 筛上 筛下 筛 分 粗矿砂 筛下 筛上 尾矿 细矿砂图1 破碎筛分原则工艺流程图2、 2、 开发生产实例1） 1） 信阳上天梯非金属矿信阳上天梯非金属矿位于我国河南省信阳县和罗山县交界处的上天梯矿区。该矿为珍珠岩与膨润土共生矿床。矿山生产能力60万吨/年，原矿性质表14。1978年矿山筹建珍珠岩加工车间，1979年建成投产。现两个加工车间为一系列，一车间为二段闭路破碎筛分流程；二车间为三段闭路破碎筛分流程。生产加工工艺流程见图2，主要加工设备见表15，主在产品规格、性能、用途见表16。表14 原矿性质矿石类型矿物组成原矿品位块状珍珠岩酸性火山玻璃，偶遇雏晶（长石、石英）玻璃质含量98100%表15 主要加工设备设备名称型号、规格用途颚式破碎机PE250400粗 碎锤式破碎机f600400中 碎双光辊破碎机f250600细 碎皮带输送机B500喂 料斗式提升机HL-300中间提升惯性振动筛SZ212002500分 级 原 矿 粗碎Dmax=210mm e=40mm 中碎e=5mm 筛 分 -50目 +20目 细碎 尾矿 -20+50目 e=1mm 产品图2 信阳上天梯非金属矿珍珠岩加工工艺流程表16 主要产品规格、性能、用途产品规格产品性能主要用途珍珠岩矿砂0.840.25mm实验室膨胀倍数不小于3.51倍，膨胀散料密度80kg/m3工业及建筑保温隔热、吸声用2） 2） 建平珍珠岩矿建平珍珠岩矿位于辽宁省建平县奎德素南山，1973年建矿。年产矿石3.4万吨。现有一加工车间，生产珍珠岩矿砂、膨胀珍珠岩及其制品。图3为珍珠岩加工工艺流程。 破碎 筛分 装袋 入库 大颗粒 图3 加工工艺流程图建平珍珠岩矿珍珠岩加工所用的主要设备见表17。表17 主要加工设备设备名称台数用途粉碎机8破 碎提升机8中间提升电动筛8分 级烘干、焙烧炉各1烘 干烘干窑1烘 干3） 3） 北京窦店砖瓦厂北京市窦店砖瓦厂位于北京市房山县附近，1953年建厂，隶属于北京市建筑材料总公司。主要产品有粘土砖、膨胀珍珠岩粉料及其制品、珍珠岩助滤剂。其中膨胀珍珠岩粉料生产量居全国首位，达1820万m3，产品获国家银质奖。其生产工艺比较先进，用立式炉焙烧并采用微机控制。膨胀珍珠岩的加工工艺流程见图4。产品质量标准如表18。 原料 破碎 破碎 破碎 筛分 （粒度140 mm） 颚式破碎机 锤式破碎机 出厂 装袋 焙烧 预热 （粒度0.21mm）图4 窦店砖瓦厂膨胀珍珠岩加工工艺流程表18 膨胀珍珠岩产品质量标准指标一类料三类料三类料备注粒度，mmf2.55%f0.158%无要求f0.158%无要求0.158%厂控7%松散密度，kg/m3以下80150150250厂执行一、二类4)国外珍珠岩加工国外珍珠岩加工的原则工艺流程见图5。 原矿 破碎 干燥 破碎 储料仓 回转炉 产品 焙烧 预热 分级 混合搅拌 抽风机 卧式回转加热炉 空气分级机 旋风分离排料 立式固定加热炉 图5 珍珠岩加工的原则工艺流程八、 八、开发利用现状及发展趋势1、 1、 开发利用现状、存在问题及解决对策国内外珍珠岩矿占主导地位的用途是生产膨胀珍珠岩及其制品。目前我国膨胀珍珠岩的年产量已超过400万m3，占我国保温材料年产量的5%左右，是国内使用最为广泛的一类轻质保温材料。据有关部门统计，目前我国膨胀珍珠岩在市场上的应用比例为建筑工程约60%，热管道保温约30%，装饰材料约10%，故主要还是用于建筑节能和设备及管道保温。尽管珍珠岩广泛地应用于各个领域，是一个方兴末艾的工业，但它在某些领域已面临严峻的挑战，不久的将来，许多材料将取代珍珠岩。在代用材料方面，用作灰浆和建筑领域的隔热材料，片状蛭石是一种最有竞争性的材料。轻质骨料如：浮石、膨胀粘土、页岩和火山灰岩、火山灰渣、或泡沫水泥，它们成本低、结构强度高、超过珍珠岩。在隔热方面，玻璃纤维、矿棉、硅藻土、石棉、纤维和塑料泡沫也是有力的竞争对手。膨胀珍珠岩用于过滤材料时，虽然也使用硅石砂、有机纤维和其它材料，但硅藻土是主要的代用材料。用作填料和添加剂的还有粉状滑石、硅石砂、粘土、硅藻土和石灰石。在农业上，与珍珠岩相抗衡的有蛭石、泥灰和锯末。珍珠岩做吸附剂、磨料和添加剂时最容易受到各种矿物制品的挑战。在冷冻工程上，不透明气溶胶和一种由铝