合浦地区高铁低品级高岭土资源特征及其开发利用

杜 杰，乐兴文，黄典江

（1.广西地质矿产测试研究中心，广西 南宁 530023；2.广西第三地质队，广西 钦州 535000）

合浦地区高铁低品级高岭土资源特征及其开发利用

杜 杰1，乐兴文2，黄典江2

（1.广西地质矿产测试研究中心，广西 南宁 530023；2.广西第三地质队，广西 钦州 535000）

广西合浦高铁低品级高岭土资源储量约在1亿t以上。虽然成矿条件有些差异，但该地区高铁低品级高岭土矿石特点总体相近，矿物组成以石英、高岭石为主，但Fe2O3、TiO2含量高(＞2.5%)。建议对该品级矿产资源进行科学、合理的开发利用。

低品级高岭土；资源特征；开发利用；广西合浦

广西合浦地区高铁低品级高岭土储量基本与III级品高岭土矿相当，推测资源量可达1亿t以上，虽然其他组分含量指标均达边界工业指标，但由于Fe2O3和TiO2含量高(2.5%＜Fe2O3+TiO2＜4.07%)，因此大部分矿区均没有对高铁高岭土进行资源量估算，至今该类矿未进行有规划、系统的开发利用，因此潜在经济价值巨大。

1 合浦地区低品级高岭土资源特征

1.1 地质概况

广西合浦地区低品级高岭土位于那车垌风化残余型砂质高岭土矿区，该区域位于南华准地台云开台隆的西南端、广西钦州残余地槽与云开台隆和北部湾坳陷三个二级构造单元的结合部位。

区域地层以第四系和志留系为主，次为泥盆、石炭、白垩、新近—古近系。该区域内构造线以北东向为主，博白—岑溪断裂贯穿全区。西部、南部为新生代断陷—拗陷盆地，北东部为云开台隆褶断区，线状褶皱断裂发育。次级构造主要为十字路—红花根逆断层、那车垌糜棱岩带等。区域岩浆活动强烈，加里东晚期形成了那车垌复式花岗岩体，呈北东向条带状展布，延长＞50km，宽2～5km不等，岩性以细—中粒花岗岩、细—中粒钾长花岗岩为主，是形成风化残余残积型砂质高岭土矿床的母岩。中生代以来，局部侵入了花岗岩脉，并伴随凝灰熔岩喷发。岩体受合浦—博白—岑溪褶断带及云开台隆区域动力变质作用共同影响，岩石片理化、糜棱岩化尤为发育。

由于风化作用的不均匀性，矿石的风化程度反映了矿石质量的差异性，在风化剖面中由上而下表现为强风化带向弱风化带过渡或转变的关系。矿石的结构在强风化带以砂—泥质结构为主，矿石结构松散，可手捏成团，遇水即易崩解；在弱风化带表现为不等粒的残余花岗结构。矿石的构造在强风化带以砂土状、团块状为主，在弱风化带则以残余块状为主。

1.2 资源分布

广西合浦砂质高岭土矿床为那车垌钾长花岗岩风化残余残积形成， 整个矿床沿长乐、石康、十字路、清水江等地分布。矿区总长约10～20km、宽1～3km，由南向北为清水江、十字路、新屋面、那海组和全新统冲积层构成，局部出现劣质高岭土及半分布区。清水江、十字路、新屋面、那车垌四大矿区，总资源储量超过6亿t(不包括压覆矿)。尽管部分矿区矿石Ⅰ、Ⅱ级品高岭土矿已得到开采利用，小部分Ⅲ级品作为配矿开采，但高铁低级品高岭土矿由于Fe2O3、TiO2含量高，仅新屋面矿区进行了资源量估算(3 868万t)，其他矿区均没有对高铁高岭土进行资源量估算，据推测远景储量基本与III级品高岭土矿相当，资源量达1亿t以上，至今未能实际开发利用，因此该品级高岭土矿产资源潜在的经济价值巨大。

1.3 资源特点

广西合浦高岭土矿体为花岗岩风化型，平面上呈被覆状、席带状盖于花岗岩之上；矿体顶板呈缓波状起伏，底板呈陡坡状、缓坡状起伏变化，形态变化较稳定。矿区属冲积盆地，矿体赋存于当地侵蚀基准面以下，矿体厚度平均10～20m。矿体顶板(盖层)主要由第四系中更新统北海组和全新统冲积层构成，局部出现劣质高岭土及半风化花岗岩。矿体底板以半风化花岗岩为主，次为劣质砂质高岭土。而高铁低品级高岭土一般位于矿层顶板和边缘，少部分位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级品、矿石之间夹层。广西合浦地区高铁低品级高岭土在矿物成分、矿石结构、构造和各种矿物的形态及分布状况上大体相似。主要由高岭石、石英、绢云母、白云母及水云母、长石等矿物，少量的褐铁矿及铁质、电气石、赤铁矿、金红石及白钛石等组成。

为较详细了解合浦地区高铁低品级高岭土的资源特点，从该区域几个较典型的矿区采取了多个样品进行了化学成分分析，原矿平均化学成分及产率见表1。

表1 原矿平均化学成分及产率(%)

将各个采样点采集的大量样品经过称重，用标准筛进行淘洗筛分获得-0.045mm粒级样品及产率(淘洗率)，然后对样品中的主要成分及产率进行测试与分析，结果见图1、图2、表2。

图1 -0.045mm样品中Al2O3含量与产率变化趋势

图2 -0.045mm粒级样品中铁含量与白度相关趋势

各矿区虽然成矿原岩均为那车垌钾长花岗岩，但地形地貌条件差别较大，气候条件有一定差异，那车垌岩体部份被韧性剪切糜棱带切割，岩石矿物发生变形、碎裂，导致各矿区成矿条件有些差异，矿石的物理、化学特征也有一定的差异性，但矿石总体特点是相近的。从表中分析结果可看到，经淘洗获得的 -0.045mm粒级样品中Al2O3含量可达到28%～32%，平均为30%，较同一区域Ⅲ级品高岭土矿品位低，但已达到一般陶瓷土原料要求；产率基本大于30%，平均达40%，与同区域I、Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ级品高岭土产率接近。从图1可看出，产率高低与Al2O3含量变化呈现出一定的正相关趋势。这一特点在地质勘查工作中也作为划分强弱风化带界线的参考因素之一。

白度和Fe2O3、TiO2含量是该区域划分矿石品级的主要参数，从本项目在几个矿区所采的样品成分分析可看到，Fe2O3+TiO2含量多大于2.5%，平均2.68%，这也是合浦地区高铁低品级高岭土矿未开发利用和在地质勘查过程中没有对高铁高岭土资源量进行估算的主要因素。从图2可明显看出，-0.045mm粒级样品的白度平均为48%，并随Fe2O3+TiO2含量增加而降低。因此寻找方法合理、技术经济、环境友好的除杂提纯工艺是下一步研究工作的重要内容。

表2 不同矿区-0.045mm粒级样品性能指标

2 矿山开采与利用现状

目前《广西壮族自治区矿产资源总体规划》将合浦高岭土列为18个鼓励勘查区之一。矿区矿石Ⅰ、Ⅱ级品高岭土矿已得到较好的开采利用，小部分Ⅲ级品作为配矿开采。清水江矿区资源储量约1.4 亿t，其中岭土骆屋矿段、温屋矿段高岭土资源总储量超过8 000万t，主要由合浦沪天高岭土有限责任公司和北海新星汇矿业有限公司开发，设计开采原矿量均为200万t/a，沪天公司已投产3年多，新星汇公司也生产近2年。合浦石康镇十字路矿区资源储量1.2亿t，由兖矿北海高岭土公司和合浦锦海高岭土公司开发，设计开采原矿量分别为68万t/a和200万t/a，兖矿北海高岭土公司已开采9年，合浦锦海高岭土公司也投产1年多，产品供不应求。新屋面、那车垌矿区资源储量约为6 071万t，由北海高岭科技有限公司开发，产能规划为70万t/a。其中，一期设计产能规模为30万t/a，产品结构为：干粉10万t、膏状土20万t，并已于去年投产。而以上企业在矿区进行开采利用时，基本也都围绕Ⅰ、Ⅱ级品高岭土矿，大部分高铁低品级高岭土作为表土剥离，仅在少部分开采的矿段将位于矿石夹层中的高铁低品级高岭土与Ⅰ、Ⅱ级品、小部分Ⅲ级品高岭土矿混合开采，至于一些零星的个体开采，则普遍是采富弃贫、采易弃难、采主弃副， 开采时仅靠一台挖掘机作业， 一亩地一个坑，甚至农田中也深挖洞，最深矿层采挖仅3m左右，3m以下的就回土复填了，不但矿床遭到严重破坏，植被也受到严重损害，必将对今后规模开发留下严重的后遗症，应当引起当地有关部门的高度重视。

总体看，高铁低品级高岭土的开发利用较为缓慢，目前缺乏统一规划，且在地质勘查过程中，基本没有对高铁高岭土进行资源量估算，在一定程度上减少了该区域真实高岭土储量的估算，也从侧面导致矿产资源利用程度低。另外，由于未进行深入试验研究，高铁低品级高岭土在整体矿区开采过程中也未进行系统化的划分，一方面易造成浪费，另一方面会影响下一步的生产过程的稳定和成本控制，这也是现阶段较重要的工作内容。

3 结语

(1) 广西合浦高铁低品级高岭土在已进行勘查的十字路、清水江、那车垌矿区都有分布，除新屋面矿区对高铁高岭土资源量进行初步估算外(3 868万t)，其他矿区均没有对高铁高岭土进行资源量估算，据推测远景储量可达1亿t以上。

(2) 对从合浦地区采取的大量高铁低品级高岭土样品进行的矿物组成和主要化学成分分析可以看到，合浦地区高铁低品级高岭土在矿物成分、矿石结构、构造和各种矿物的形态及分布状况上大体相似，主要由高岭石、石英、绢云母、白云母及水云母、长石等矿物组成。-0.045mm粒级样品的白度随Fe2O3+TiO2含量增加而降低；Al2O3含量可达到28%～32%，平均为30%，较同一区域III级品高岭土矿品位低，但已达到一般陶瓷土原料要求；产率基本大于30%，平均达40%，与同区域Ⅰ、Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ级品高岭土产率接近；白度平均为48%。

(3) 目前高铁低品级高岭土开发尚未有效展开，在已开采的各个矿区中未进行系统化的划分和充分利用，不但造成资源的浪费，而且影响后续深加工过程中矿石品位的稳定和生产成本控制。

(4) 随着勘查和深加工技术的发展，建议在原有高岭土分级基础上增加一个Ⅳ品级：即主要指标定为Al2O3≥16%，2.5%＜ Fe2O3+TiO2＜4.0%，以利于今后地质勘查和开发利用工作的开展，合理利用资源，避免资源浪费。

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Characteristics of High-iron and Low-grade Kaoline Resources in Hepu and Its Exploitation and Utilization

DU Jie1, YUE Xing-wen2, HUANG Dian-jiang2
(1.Guangxi Geological Minerals Products Test Research Centre, Nanning 530023, China;2.Guangxi Third Geological Team, Qinzhou 535000, China)

The resources of high-iron and low-grade kaoline in hepu estimated at 100 million tons. Although some differences in ore-forming conditions, but the region's high-iron and low-grade kaoline is characterized by similar, Its mineral composition is mainly quartz, kaolinite. In the ore Fe2O3, TiO2content is high, Fe2O3+TiO2>2.5%. Recommended some ways, this grade of mineral resources in a scientific and rational exploitation and utilization.

high-iron and low-grade kaoline; resource characteristics; exploitation and utilization; Hepu Guangxi

P619.232；TD985

A

1007-9386(2011)06-0016-04

广西自然科学基金项目(桂科自0991062)。

2011-08-19