昌宁县卡斯凹硅藻土矿床地质特征及开发应用前景

张盛江，段云涛，贾昆湖，李方治

（中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队，云南 昆明 650118）

昌宁县卡斯凹硅藻土矿床地质特征及开发应用前景

张盛江，段云涛，贾昆湖，李方治

（中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队，云南 昆明 650118）

本文介绍了卡斯凹硅藻土矿的资源概况、矿石及硅藻特征。选矿试验结果表明：矿石经酸处理后，SiO2含量明显提高，Fe2O3含量大幅下降，矿石可选性较好。针对矿石特征，对其开发应用前景进行了分析。

硅藻土；矿石特征；选矿；开发应用；昌宁

云南省昌宁县卡斯凹硅藻土矿位于昌宁县城西约20km处，保山—昌宁—云县省级公路从矿区东部通过，交通方便。

1 资源概况

卡斯凹硅藻土矿分布于滇西褶皱带—保山镇康拗断区中部的卡斯凹喜山早期山间盆地，赋存上第三系中部。下部为褐黄、灰—灰白色粉砂岩夹砾岩、褐煤及碳质泥岩；中部为灰—深灰色硅藻土、泥质硅藻土、硅藻质泥岩夹泥岩，为含矿层；上部由下至上为灰—深灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、含泥质粉砂岩、粉砂岩及黄褐、黄灰色粗—细砂岩。

卡斯凹盆地呈北窄南宽的三角形，含矿层南北分布长约20km，东西宽约8km，厚88～158m。矿石由下至上由硅藻质泥岩、泥质硅藻土、硅藻土构成，矿体厚36～94m，局部达129m。由于受后期风化剥蚀及沟、河切蚀破坏影响，矿体形态不完整，连续性差。优质硅藻土仅残存于盆地南部一带矿体顶部，泥质硅藻土除盆地南部外均分布于矿体上部，硅藻质泥岩分布于矿体下部。据初步勘查，南矿段探获资源量约9 000万t，其中优质硅藻土约1 000万t，泥质硅藻土约3 000万t，硅藻质泥岩约5 000万t，整个盆地远景资源量约1.5亿t。

2 矿石特征

卡斯凹硅藻土矿石由硅藻土、泥质硅藻土、硅藻质泥岩构成。

2.1 矿物特征

(1) 硅藻土。

矿石呈灰、深灰色，泥质结构，疏松块状构造。断口呈次贝壳—参差状，手搓有油腻感，纹层状构造发育。干燥后，粘舌吸水现象明显；密度小，可浮于水面上。风化后，颜色为白、灰白及黄褐色。矿物成分主要为蛋白石，含量65%～75%；次为高岭石，含量15%～20%；水云母，含量10%～15%；另有少量白云石、石英及铁质。硅藻含量60%～70%，种属以小环藻占绝对优势，占硅藻总量的90%以上；次为圆筛藻，占硅藻总量的5%；另有少量羽纹藻、直链藻、脆杆藻。

(2) 泥质硅藻土。

矿石呈灰、深灰色，具泥质结构，疏松块状构造。断口呈次贝壳状—参差状，手搓有油腻感，纹层状构造不甚明显。干燥后，粘舌吸水现象较明显；密度较小，但不会浮于水面上，缓慢下沉。风化后，呈白、灰白、黄褐色。矿物成分主要为蛋白石，含量50%～65%；次为高岭石，含量20%～25%；水云母，含量15%～20%；另有4%～8%的白云石、2%～3%的石英及少量铁质，偶见绿泥石。硅藻含量50%～65%，以小环藻占绝对优势，约占硅藻总量90%～95%；次为直莲藻，占硅藻总量的5%；另有1%圆筛藻及少许羽纹藻。

(3) 硅藻质泥岩。

矿石呈灰、深灰色，具泥质结构，疏松块状构造。断口呈次贝壳—参差状，手搓有油腻感，纹层构造较前两种矿石类型明显。干燥后粘舌吸水现象较弱；密度较大，置于水中下沉较快。矿物成分主要为水云母、高岭石，次为蛋白石，另有少量白云石、石英及铁质。硅藻含量35%～50%，种属以小环藻为主，另有少量直链藻、圆筛藻、羽纹藻及脆杆藻。

2.2 化学成分

3种类型矿石化学成分见表1。

2.3 物性特征

3种类型矿石物性特征及粒度分布见表2、表3。

表1 3种类型矿石化学成分(%)

表2 3种类型矿石物性特征

表3 3种类型矿石粒度分布(%)

2.4 硅藻特征

卡斯凹硅藻土矿硅藻种属单一，小环藻含量90%～95%；壳形完整，个体较小，直径6～8μm，较大多数硅藻种群小8～10倍；孔半径一般为25～150nm，较大多数藻种群小2～6倍；骨骼孔壁薄(＜0.1μm)，壳壁上有整齐排列的点纹、线纹和线纹小孔，线纹小孔的直径20～100nm，壳缝为125nm左右(见右图)。硅藻个体粒径达超细粉体粒径(＜10μm)要求，为天然超细粉体。

3 初步选矿试验

卡斯凹硅藻土矿石经25%盐酸处理后，SiO2含量由原矿的63.39%～75.59%提高到78.82%～90.93%；Fe2O3含量下降4.8%～8.25%；经25%硫酸处理后，SiO2含量由原矿的63.39%～75.59%提高到76.12%～89.37%。选矿试验结果表明矿石经酸处理后，SiO2含量明显提高，Fe2O3含量大幅下降，矿石可选性较好。

4 开发应用前景

卡斯凹硅藻土除具细腻、松散、质轻、多孔等常规特征外，独具的种属单一(小环藻达90%～95%)、个体粒径小、范围窄(直径6～8μm)、在不破坏藻体结构的前提下可达超细粉体粒级，矿石易分解、提纯，是开发具有独特性能的天然超细粉体的理想原料。同时，硅藻骨骼孔壁薄(＜0.1μm)，壳壁上有整齐排列的点纹、线纹和线纹小孔，线纹小孔的直径在20～100nm，壳缝为125nm左右，有利于加工超微(纳米)粉体。

卡斯凹硅藻土除可用于传统的保温材料、助滤剂、功能填料、催化剂、轻质建筑材料、汽车抛光剂等外，还可开发微孔玻璃、天然微孔材料、多孔道纳米沸石、储氢材料、高能电池材料等，用于高、新、尖端领域，具有广阔的开发应用前景。

P619.265

A【文献标识码】1007-9386(2011)02-0056-02

2011-02-21