冶金、建材、石化、電子、國防等行業高溫技術的發展離不開耐火材料,耐火材料不僅是高溫行業的重要基礎材料,而且高溫新技術往往依賴於新型耐火材料的發展。
河南省耐火原料資源豐富,品種齊全,礦石質量好,為耐火材料工業的發展提供了得天獨厚的前提條件。目前,全省耐火材料企業約600家,分屬15地市的冶金、建材、化工、輕工、科研、鄉鎮企業系統。年產耐火原料250萬噸,耐火材料654.38+0.8萬噸,占全國產量的654.38+0/8,成為中國最重要的耐火材料生產基地之壹。
洛陽耐火材料研究院、洛陽耐火材料集團公司、焦作耐火材料廠等科研生產企業在國內外都有壹定的聲譽。濮陽耐火材料廠、更生實業集團公司、凱豐奈特集團、新鄉白馬集團以及平頂山、三門峽、鞏義、新密等地的部分企業是後起之秀,在國內耐火材料市場具有較強的競爭力。
洛陽耐火材料研究院和洛陽耐火集團公司開發了壹系列優質耐火材料,如高爐用氮化矽結合碳化矽制品、熱風爐用低蠕變磚、Al2O3-SiC-C磚、鋼包用優質鋁鎂碳磚、連鑄用滑動磚、長水口、浸入式水口、整體塞棒和爐外精煉用優質鎂鉻磚等,並初步形成了壹批品種基地。壹些產品已經進入國際市場。
1.耐火粘土
河南省耐火粘土資源豐富,包括鋁礬土、硬粘土(燧石粘土)、軟粘土和半軟粘土。目前,耐火粘土資源豐富的城市已建成壹批國有重點廠礦,如登封的莊頭、鞏義的社村、WISCO的焦作粘土礦、杜家溝和澠池的鋁礬土煆燒廠等。河南省已成為中國最重要的耐火材料原料生產基地之壹,每年為國家提供成品礦約1.3萬~ 1.4萬噸,其中高鋁熟料1.5萬噸,火石粘土1.5萬噸,軟質和半軟質粘土1.5萬噸。產品不僅為全國27個省、區的數百家廠礦所用,每年還出口20多萬噸產品。近10年來,雖然耐火材料工業發展很快,但礦山的開采、選擇性燃燒技術和工藝裝備還比較落後。分組開采是主要的開采方法。如1994年,全省總開采量為1732萬t,組開采量為1203萬t,占總開采量的69.5%。壹般礦山沒有統壹規劃,設計和技術落後。為了獲得眼前的經濟利益,只采不剝或少采,采富棄貧現象十分嚴重,造成資源的浪費和破壞。從技術上來說,開采出來的耐火粘土生料壹般都是經過高溫窯爐煆燒,然後制成各種耐火材料。目前使用的高溫窯爐主要有回轉窯、倒焰窯和各種土立窯,其中以回轉窯煆燒的鋁礬土熟料質量最好,合格率最高。但目前河南省只有三座回轉窯生產耐火熟料,三座回轉窯最大生產能力不超過65438+10萬t/a,另有80%的耐火粘土熟料由鄉鎮企業在各種規格的立窯中煆燒。立窯的缺點是:煆燒溫度不宜控制,窯內溫度低,物料在煆燒帶停留時間短,礦物成分不能完全轉化,產出的熟料密度低,吸水率高,產品質量難以保證。
2.藍晶石、矽線石和紅柱石“三石”礦物
藍晶石、矽線石、紅柱石“三石”礦產是河南省特有的優勢資源,為生產高檔耐火材料提供了可靠的原料保障。冶金建築研究院、原武鋼、焦作耐火材料廠、鞏義市第五耐火材料總廠等科研和企業單位,利用“石三”精礦開發了壹系列高檔耐火材料產品。其中包括高爐用矽線石磚、熱風爐用低蠕變磚(矽線石低蠕變磚、紅柱石低蠕變磚、藍晶石低蠕變磚)以鋁礬土或莫來石為基礎,添加三種石材礦物(俗稱添加),紅柱石-SiC-C磚等等。這些產品被寶鋼、上鋼等企業采用。
如上所述,我國在開發利用“石三”精礦方面取得了可喜的成績。河南石三礦的開采和選礦產生了大量精礦,為我國石三礦的開發利用做出了重要貢獻。然而,在礦井建設中仍存在壹些問題。
河南省的藍晶石礦主要分布在南陽的陰山,稱為陰山藍晶石礦。礦區面積約1.2km2,有9個礦體。由於種種原因,在1994形成了三個采礦許可證。這三個采礦許可證分別屬於:南陽市雲陽崗乃集團藍晶石礦(原南陽市銀山藍晶石礦),開采範圍3 ~ 8條勘探線;南陽開元藍晶石礦(由原雲岡藍晶石選礦廠和新店鄉藍晶石選礦廠共同擁有),開采範圍為3 ~ 13勘探線;南洋高綠發展有限公司在A、B、C、D區勘探線之間的開采範圍為13 ~ 15。
1995年組建了18選礦廠和加工廠,1996相繼停產破產。
港耐集團藍晶石選礦廠於1993開工建設(地方國有),總投資約3000萬元。1996基本建成投產。原設計能力為每年50,000噸礦石和65,438+00,000噸精礦。由於資金、資源、選礦技術等問題,近三年壹直處於停產、半停產狀態。自建廠以來,已生產了約4000噸藍晶石精礦。
開原藍晶石礦建設較早。1996進行企業股份制改造,擴大生產規模(國家控股)。精礦粉年產量約10000噸,生產相對穩定。但由於拖欠貨款、選礦技術等諸多問題,企業正常運營困難。
南陽高綠發展有限公司於1994(私營)與新店鄉銀山藍晶石礦分離。由於公司礦區礦體豐富,只將富礦加工成粉礦,原礦出售,具有良好的經濟效益。
南陽銀山藍晶石礦的開發為我國耐火材料的發展做出了重要貢獻。產生上述問題的主要原因如下。
(1)資源信息未知,不準確。原河南省地礦局第四地質測量隊對銀山藍晶石礦進行詳查,工程控制稀疏。陰山藍晶石礦體形態復雜多變,很多地方呈巢狀或似巢狀,礦體地質勘探資料與實際情況差異較大,礦石儲量、品位與實際情況有出入,影響了礦山企業的生產經營活動。
(2)選礦工藝存在問題,入選礦石品位過高,導致生產成本高。目前藍晶石的浮選工藝有酸性浮選(桐柏藍晶石選礦廠)和堿性浮選(銀山藍晶石礦)。兩種工藝對浮選藥劑的要求都比較嚴格,對可選礦石的適用範圍也比較窄,所以礦石的物質組成不能有大的變化。壹般來說,所選礦石Al2O3 >: 30%,如果崗乃集團藍晶石選礦廠最低品位達到40%,可獲得Al2O3含量55% ~ 56%,回收率50% ~ 60%的精礦。但銀山藍晶石礦的實際情況是礦石類型較多,有應時型、雲母型、黃玉型、金紅石型等。,且成分復雜,難以分離。中等等級(al2o 3 >);30%以上)的礦石較少,分布比較分散。根據近幾年生產實踐的估算,藍晶石含量為10% ~ 30%,占85%;8%有30% ~ 40%的檔次;4%有40% ~ 50%的檔次;其中只有3%含有50%以上。由於目前的選礦技術只能用於精選中高品位礦石,富礦分布分散,勢必造成采富棄貧,濫采濫挖,資源浪費嚴重。礦山原計劃服務年限65,438+000年只能維持到25年。
(3)銷售市場混亂。礦區三家企業缺乏統壹的市場管理,壓低價格,幫助客戶爭奪市場,造成相互內耗。更有甚者,壹些沒有選礦能力的民營小廠,將低品位藍晶石礦和高鋁礦石(鋁廠廢料)混合粉碎後作為藍晶石精礦,低價出售,嚴重破壞了藍晶石市場的良性運行,造成銷售市場混亂,產品價格低,貨款回收困難,必然損害藍晶石礦山的正常生產經營。
河南紅柱石礦主要集中在西峽縣桑平鄉羊乃溝。紅柱石的含量為8% ~ 9%,低於工業礦床品位大於10%的國家標準。而紅柱石晶體較粗,局部礦區疏松,有利於開采。西峽紅柱石選礦廠所選礦石為當地礦工手工精選擦洗的粗粒紅柱石晶體,選礦廠精選後產出的Al2O3>55%的紅柱石精礦大於55%,粒度小於5 mm..村民將45%左右的紅柱石粗精礦Al2O3賣給選礦廠,價格600元/噸,選礦廠成本約1500 ~ 1600元/噸,價格2000 ~ 2500元/噸,西峽縣原有紅柱石選礦廠兩家:西峽縣紅柱石選礦廠和西峽二輕工業局紅柱石選礦廠,年處理能力分別為5000噸和3000噸西峽二輕工業局紅柱石選礦廠轉產。
1992,原國家計委組織技術攻關,解決了西峽紅柱石的選礦技術。研究單位包括河南省地礦廳中心實驗室、河南省冶金研究院和武漢鋼鐵學院冶金配件研究室。最終工藝流程為:原礦-磨礦-擦洗-篩分-重液分離-磁選-中礦浮選。按照此工藝,於1995年建設了壹座日處理能力300t的紅柱石選礦廠,投資15萬元。由於重液分離操作達不到分離指標,該裝置建成後壹直沒有投產。
河南省有許多矽線石礦,包括西峽蛇尾、內鄉七裏坪、鎮平秋樹灣、鎮平二龍、桐柏倪虹河、舞陽景山寺等。其中,內鄉七裏坪矽線石礦是河南省最大的矽線石礦。
河南省矽線石開發始於1992,最早的錫石選礦企業是內鄉錫石選礦廠,日處理能力50t。以後陸續建設的錫石選礦廠有內鄉通途矽線石選礦廠,日處理能力50t;南陽奇智耐火材料公司內鄉矽線石選礦廠,日處理能力200t;鎮平二龍矽線石選礦廠,日處理能力70t;西峽蛇綠巖選礦廠,日處理能力30噸;;等壹下。選礦工藝復雜,選礦成本高達2300元/t;選礦廠規模小,耐火材料行業收縮,導致部分錫石選礦廠停產或半停產。目前只有奇智耐火材料公司的矽線石選礦廠還在正常生產,矽線石精礦年產量2000t,主要供應省內市場,價格在3000元/t左右。
二是信陽上天梯各種非金屬礦產的開發利用。
信陽上天梯非金屬礦是集珍珠巖、膨潤土、沸石、凝灰巖為壹體的多種非金屬礦,儲量7.3億t,品位高,埋藏淺,易開采,是得天獨厚的資源優勢。該礦自20世紀70年代開始開發利用,信陽非金屬礦管理委員會於1996+00年6月成立。20年來,采礦業和礦石加工業相繼發展,已有國有、集體和個體礦山企業26家,非金屬礦石加工企業370多家。礦業的發展在當地經濟建設中發揮了重要作用。但由於各種因素的制約,仍以銷售原礦和粗加工產品為主,經濟效益差,礦山建設發展緩慢,采礦秩序混亂。為從根本上解決上述問題,加快上天梯礦的發展,1998年底,信陽市政府在上天梯礦區設立派出機構——信陽市上天梯非金屬礦管理區,行使縣級政府職能,統壹管理原兩縣劃分的礦山(信陽縣和羅山縣市)。行政區成立以來,從整治、資源規劃、行政執法、監督管理、開發保護五個方面取得了初步成效。
目前,主要礦井生產企業如下。
信陽上天梯非金屬礦是國有企業,有8個礦區。其主要產品有珍珠巖礦砂、沸石礦和-200目鈣基膨潤土粉礦。
信陽市平橋區珍珠巖廠是國有企業,產品與信陽市上天梯礦基本相同。
信陽市平橋區膨潤土廠是壹家國有企業,主要產品是-200目鈣基膨潤土粉礦。
羅山縣國有非金屬礦產企業主要從事原礦開采和珍珠巖礦加工。
羅山縣保溫材料廠是國有企業,主營珍珠巖膨脹,其次是長石粉和螢石粉。
信陽申亞礦業公司是壹家中外合資企業,主要從事珍珠巖開采和珍珠巖礦砂加工。
國有企業信陽天梯礦業開發公司正在建設壹座球形閉孔膨脹珍珠巖生產廠。
河南信陽中南助濾劑有限公司主要生產珍珠巖助濾劑。
信陽非金屬研究所生產鋰基膨潤土。
除上述主要企業外,還有320多家鄉鎮集體和個體采礦加工戶,主要進行原礦的初級加工。
由上可見,上天梯各種非金屬礦產的開發利用品位較低,以原礦和初加工產品為主。目前,主要產品的礦山交貨價格為:珍珠巖礦40元/噸,珍珠巖礦80元/噸,膨脹珍珠巖26元/立方米;鈣基膨潤土原礦18元/t,-200目鈣基粉200元/t;沸石礦22元/噸,沸石粉90元/噸;鋰基膨潤土3800元/t,但年銷量只有60 ~ 80 t。
信陽上天梯珍珠巖是亞洲品位和儲量最高的。珍珠巖是輕質建築材料的主要原料。信陽珍珠巖生產企業雖有200多家,但由於珍珠巖膨脹爐和膨脹技術落後,約40%的-60目珍珠巖粉只能作為廢棄物丟棄,即加工1t珍珠巖至少損失400kg。這不僅浪費資源,還會產生二次汙染。少數廠家生產輕質保溫磚和吸音裝飾板。但由於膨脹珍珠巖砂不是玻殼狀,粘結劑不夠,加工工藝落後,產品沒有市場。目前珍珠巖砂仍以20-50目和50-80目兩種出口為主。
信陽上天梯膨潤土礦是河南省最大的膨潤土礦。礦石中含有25% ~ 50%的雜質礦物。目前,只有未經提純的原礦在雷蒙磨中幹燥並研磨成-200目鈣基粉末出售。價格低,市場窄,質量差。建成的活性白土廠因為質量差沒有市場,所以壹直沒有正式投產。
為了盡快改變梯上各種非金屬礦產品品位低、經濟效益差的落後被動局面,原國家科委和省科委組織了梯上各種非金屬礦產綜合利用的研究,取得了良好的效果。其中,閉孔球形膨脹珍珠巖、珍珠巖微粉作為橡塑填料、高效活性白土等幾項科研成果已完成建廠可行性論證報告,部分已開始建廠。
歸納起來,我省非金屬礦產開發利用中存在的主要問題有以下幾點。
(1)部分非金屬礦地質工作水平低,導致資源不清。我省已發現70多種非金屬礦產。除豫北粘土礦、豫南珍珠巖和膨潤土、豫西南藍石棉等礦種外,其他礦種大多只進行過普查、勘探或檢驗。例如花崗巖、大理石、矽灰石和麥飯石。正因為如此,出現了以下奇怪的現象:有的礦開采多年,卻不知道儲量;有些礦有儲量數字,但只代表含礦層的壹部分甚至壹小部分;有些礦山伴生多種有用礦物,壹礦多用,但往往只探明壹種礦石儲量,而沒有進行綜合評價。豫北軟、半軟高嶺土和滎陽泥灰巖(天然優質水泥原料)已開采多年,但其儲量和資源分布特征不明。省內多處矽卡巖中發現質量較好的矽灰石和透輝石,但未開展地質工作。總之,要努力摸清我省非金屬礦產資源的儲量,以充分發揮潛在的資源優勢。
(2)開采技術落後,設備陳舊,利用率低。我省大部分非金屬礦的開采技術還停留在五六十年代的技術水平,設備落後,生產效率低。近年來,雖然引進了壹些國外的先進技術和設備(如少林石材廠從意大利引進的薄型生產線,經濟技術開發區引進的壹些微粉加工設備),但多用於深加工行業。而鄉鎮企業的大量開采還處於手工開采,所以開采規模小,開采時只采富人,棄窮人。開采容易留下難,開采面太深,造成資源的浪費和破壞。據調查,許多非金屬礦物的回收率只有40% ~ 50%。由於資源利用率不足,生產效率低下,壹些企業往往連年虧損。
(3)單壹開采普遍,綜合開采較差。豫北的粘土礦物有十幾個品級。開采的時候只有壹個是富的,其他的都是完全廢棄的。開采後只作為耐火材料使用,不作為造紙、橡膠等行業的填料。滎陽大理石資源豐富,但質量好、經濟效益高的墨玉大理石被開采為水泥石灰石,價值約100元/m3的石材被破碎成6元只賣1t的水泥石灰石。此外,該礦還可用作熔劑石灰石、化學石灰石、飼料石灰石和輕質碳酸鈣石灰石。如果分開使用,經濟效益會大大提高。再比如本溪組的石炭紀鋁土礦、煤礦、黃鐵礦、耐火粘土、高嶺土、赤鐵礦,但都是壹手開采,有的甚至把硬粘土當廢石丟棄。因為不能綜合開發,資源得不到充分利用,礦山經濟效益差。
(4)礦石加工技術落後,初級和低品位產品多。非金屬礦的商品生產可分為原礦產品、深加工產品和深拉產品三種類型。我省非金屬礦產資源的開發利用多為原生和低品位產品,很大壹部分是原礦,因為礦石加工方法少而差,或者只有簡單的磨礦加工,有的甚至是手工精選。高端產品少。珍珠巖、鋁礬土、大理石等。都作為原礦出口到國外,而國內需要的非金屬礦高品位產品依靠外匯進口。這種生產方式不僅經濟效益差,而且浪費資源。比如登封縣的石平礦,優質產品少,老百姓開采時只用壹等產品,二等、三等產品堆積如山或被廢棄,嚴重浪費了寶貴的資源。
(5)應用信息不靈,缺乏非金屬礦深加工的高新技術。由於我國非金屬礦產的開發應用起步較晚,我省對非金屬礦產的應用重視不夠,投資和科研項目少,獲得的技術信息有限,嚴重影響了我省非金屬礦產資源的開發利用。如沸石是我省優勢非金屬礦產資源,是優質的水泥原料、高效的動物飼料添加劑、優良的土壤改良劑、除臭劑和凈化環境的凈化劑,還可加工成分子篩系列產品在石油、化工、輕工等行業推廣應用;但由於對其開發應用研究不夠,信息不靈,沒有得到很好的開發利用。