石嘴山市资源和开发利用基本情况简介2007-01-17
石嘴山市资源和开发利用基本情况简介
一、资源分布及开发利用情况
（一）矿产资源分布概况我市矿产资源分布范围广、储量大、质量优良。主要矿种有煤炭、硅石、粘土、石灰岩等。
1、煤炭是石嘴山得天独厚的优势矿产资源。具有以下特点：①储量丰富，分布广泛。我市煤炭已探明资源储量24.67亿吨，基础储量177128.1万吨，资源量69519.3万吨，截止到2001年底储量79420.1万吨。主要分布在汝箕沟、石炭井、马莲滩、李家沟、石嘴山、正义关、沙巴台等地，共有矿区27处。②煤种齐全。石嘴山煤炭资源种类齐全，十二大类煤种中石嘴山有十一种。石嘴山煤种有三个显著的特点：a、煤的变质程度较高，主要是硬煤（烟煤和无烟煤）。
b、不粘结煤和低变质烟煤在硬煤中的比例大（87.39%）。c、褐煤相对储量极少。③煤质优良，具有三低六高的特点。三低：a、灰分低：1.76～3.06%（精煤）；b、硫分低：0.19～0.37%（精煤）；c、磷分低：0.026～0.053%（精煤）；六高：a、原煤发热量高：7920～7960卡/克，精煤发热量8680～8720卡/克；b、比电阻率高：10.9欧姆/厘米，比一般无烟煤高1000～10000倍，实属罕见；c、机械强度高：经转鼓实验，﹥25毫米的块煤率为74～86%；d、精煤回收率高:一般为88.1%,精煤灰分﹤5%，精煤灰分为1.76～1.81%，精煤回收率为36.72～44.65%；e、原煤块煤率高：为70.68%；f、化学活性高：在1100℃时，CO2分解率为51.8～78.4%，与冶金焦相差无几。
此外，石嘴山煤炭资源埋藏浅，水文地质条件简单，采运条件较好，便于开发利用。但是，石嘴山煤田地质工作程度较低，精查储量较少。
2、煤的综合利用方面有下列几项：（1）、化肥。采用无烟煤制造合成氨。（2）、利用焦炭或无烟煤做配料生产电石。利用电石制造乙炔，生产聚氯乙烯树脂。电石乙炔是合成纤维、合成橡胶等有机合成工业的基本原料。（3）、炭素制品。利用无烟煤、焦油和煤沥青生产密封电极糊、标准电极糊、江北糊等。炭素制品工艺简单，石嘴山原料丰富，大有发展前途。（4）、煤矸石的利用。主要是用来生产建筑材料，利用自然煤和矸石做水泥的混合配料。
3、市境内硅石资源包括石英砂和石英岩两种，主要分布在大武口枣窝、沟口东、北岔沟、红果子、白虎洞、正义关、王全沟、柳条沟等地，分布面积广泛，品种全，质量优，储量大，全区硅石资源主要集中在我市境内，已探明储量1754.6万吨，资源储量4.28亿吨；其中白虎洞硅石矿具有储量大（资源量4.1亿吨）、矿体厚度大（184-381米）、抗爆性能强、化学成份稳定（SiO297.6、Fe2O30.7
5、Al2O30.76）有害杂质含量较低等特点。
硅石是硅质原料的统称，有石英砂岩、石英岩、脉石英、交代硅质角岩和石英砂等。矿物成分主要为石英（晶质SiO2）和玉髓（隐晶质SiO2）。为块状或粒状集合体，三方晶系，六方柱晶形。无色、灰褐、黑、紫、绿、粉红色。晶面玻璃光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口。化学分子式为SiO2，有少量的Fe2O
3、Al2O
3、CaO、P2O
5、MgO和有机物。纯质的脉石英和石英岩其SiO2含量可达98～99%，石英砂岩为95～97%。硅石质地坚硬，莫氏硬度7，密度2.65g/cm3，有极佳的耐火性和耐酸性，熔点1730℃，熔融体冷却后变为石英玻璃，结晶体石英为水晶，具有透过紫外线光能力及压电性。 硅石可分为下列几种矿石：（1）、石英砂岩：是石英与其他矿物颗粒被某种胶结物胶结起来的沉积岩。其特点是80%以上的碎屑都是石英和硅质碎屑，此外还有长石、燧石、高岭土、白云母杂于其中。颗粒呈浑圆状，表面光滑、干净，多为中——细状。胶结物常为硅质，有时常见钙质、铁质、泥质、锰质，其中以硅质胶结质量最好，胶结物常为蛋白玉及玉髓。矿石一般呈白、灰白、浅红、浅黄色，硬度大，断面粗糙，透水性好。（2）、石英岩：由石英砂岩受热变质重结晶作用而成。通常结晶颗粒间的胶结物已消失，矿物组成为石英，常含绿泥石、黑云母、白云母、硅线石、辉石、角闪石、绿帘石、石榴石、方解石、石墨及含铁矿物等。外表呈白色至灰白色。
致密块状，其硬度及强度均很大。（3）、硅质角砾岩：是硅质交代的一种岩石，矿石致密，呈细粒状，具有贝壳状断口，颜色多为灰色及黑色。（4）、脉石英：矿物成分为石英，含少量长石、云母及其它矿物，致密块状，质纯呈白色，半透明，油脂光泽，贝壳状断口，结晶颗粒很大，SiO2含量高，加热时不易转化且发生分裂而松散。（5）、石英砂：是比较纯的砂，呈白色或灰白色，带杂质时则呈浅红、浅褐黄或土色。砂粒是各种硅质岩石的碎粒。（6）、石英粉矿：是SiO2含量高达98%以上的天然高硅原料。工艺特性决定硅石工业应用价值的工艺特性在于：硅石质地坚硬，莫氏硬度为７，有极佳的耐火性和耐酸性，熔点1730℃，熔体冷却后变为石英玻璃，结晶体为水晶，具有透过紫外线光能力及压电性。
主要用途1）冶金工业：主要用于制造耐火材料——硅砖，冶炼硅质合金（硅铁、硅锰、硅铬）和作熔剂。质纯的可制结晶硅。结晶硅是生产单晶硅的主要原料，又可制硅铝和有机硅。2）玻璃工业：硅石是制造玻璃的主要原料。硅石可作普通及光学玻璃，质纯者可熔炼成优质技术玻璃。耐火砖可作玻璃熔窑的窑衬。3）建筑工业：可作重要的建筑基石。碎石可作道路充填石及铁路道砟。砂与沥青混合可铺路，石英还可作硅酸盐水泥的校正材料。4）化学工业：硅石可制作各种硅化物和硅酸盐及硝酸盐，质佳者可作耐酸性的硫酸塔中的充填物。5）研磨业：石英岩和石英砂岩可制作磨石、油石、砂纸及碳酸硅等研磨材料；石英砂也多用来锯石料、磨光玻璃、磨金属制品及石器制品的表面，石英也用于琢磨珠宝。
6）其它工业：可作搪瓷和陶瓷原料。质纯者广泛用于无线电工业、超声波技术及现代国防和尖端技术，纯的石英岩具有旋光性和透过紫外线性能，可制造各种光学仪器和医疗用的石英灯等，也是制造金刚砂（碳化硅）的基本原料。细石英砂可作过滤用。矿床的主要工业指标见表。矿石品级化学成分，%SiO2Al2O3Fe2O3CaO其他硅砖用硅石特≥98≤0.5≤0.5≤0.5耐火度1750℃Ⅰ≥97.5≤1.0≤1.0≤0.5耐火度1730℃Ⅱ≥96≤1.5≤1.5≤1.0耐火度1710℃硅铁用硅石Ⅰ≥97.5≤1.0≤0.3P2O5≤0.02Ⅱ≥96≤1.5≤1.0P2O5≤0.03熔剂用硅石≥90～95≤2～5≤1～3≤3.0硅铝用硅石≥98.5≤0.5结晶硅用硅石≥98～99≤0.5≤0.5≤0.5P2O5≤0.03石英玻璃用硅石≥99.95极微极微极微P2O5极微玻璃原料用硅石一类玻璃要求>99≤0.5≤0.05Cr2O3989698.5Fe2O3+TiO299.598.598.50.5～1m，平均剥采比≤0.5；储量计算最低开采标高的底盘宽度不小于40m；边坡角50°～55°（边坡高度>100mm），55°～60°（边坡高度0.5m，平均剥采比
4、白云岩，一种以白云石〔CaMg(CO３)2〕为主要组分的碳酸盐岩。白云岩在形成过程中由于受到不同地质作用和环境的影响，所以常常混入一些方解石、石膏、粘土矿物等杂质。白云岩在我国二十多个省、区、直辖市均有分布，它是一种用途非常广泛的非金属矿产。
然而，因其应用领域的不同，对白云岩品质要求也不尽相同，现就其主要用途及其新进展分别概述如下：（1）、白云岩在建材工业部门主要用于玻璃、陶瓷、铸石配料和含镁水泥原料及建筑用石料等领域。制造玻璃加入一定量白云岩粉，可以有效降低玻璃的高温粘度，提高制品的化学稳定性和机械强度。实践还表明：在制取低温陶瓷、浮法玻璃配料中引入白云岩粉，可显著地节约能耗，唐山陶瓷研究所、秦皇岛耀华玻璃厂等单位或企业应用后，均获得很好的社会效益和经济效益。玻璃、陶瓷用白云岩质量要求一般是：MgO≥19%、CaO≥26%、Al２Ｏ３＜1%、Fｅ２Ｏ３＜0.2%。制造氯氧镁水泥是白云岩的另一重要用途。
这种含镁水泥具有良好的抗压、抗挠曲强度和抗腐蚀等特性。尤其是采用隔焰锻烧白云岩制备的苛性粉，进而配制的氯氧镁水泥安定性更佳。含镁水泥已被广泛地用于地板块、快速凝固路面铺砌和路面裂纹裂缝的修补等。含镁水泥用白云岩化学成分要求为：MｇＯ＞18%，(Tｅ２Ｏ３＋MｎＯ２)≤0.5%，R２Ｏ３≤4%。白云岩在铸石加工生产中作为附加原料，配料中引入适量白云岩可有效地调解酸度系数。所用白云岩质量要求一般为：MｇＯ＞18%，CａＯ＞30%。建议游离二氧化硅ＳｉＯ２≤4%为宜。近几年来，随着建筑业地持续发展，促进了硅质白云岩的开发应用。
白云岩不仅成为人造大理石、水磨(光)石的主要矿物原料，同时一些结构紧密、质地细腻的白云岩还作为装饰材、工艺材得到很快发展。据悉，以优质白云岩为主料烧制的镁质复合材，用其进一步加工成地板砖、墙体砖及板材等新型装饰材料，具有重量轻、强度大、抗老化、美观大方等诸多特点，深受人们青睐。（2）、白云岩在化工、轻工领域中的应用十分广泛。以白云岩为原料制备的镁盐系列多达十余种；如Mｇ（ＯＨ）２、MｇＯ、MｇＣＯ３、ＭｇＳＯ47H２Ｏ等。镁盐的开发有效地促进了造纸、印刷、涂料、橡胶、塑料、试剂等行业的发展，潜在经济效益相当可观。近几年新兴起来的白云岩超细粉及其偶联处理产品亦得到广泛地推广应用；高硅白云岩粉按一定量充填在普通醇基调合漆中，便制成具有防腐性能的特种漆了；白云岩粉在消防中可以制成用于厂房、仓库大型建筑的防火涂料以及环保中作为净化剂等。
应该指出：用于生产镁盐的化工级白云岩矿中二氧化硅应是以石英状态存在，若是以硅酸盐形态赋存在白云岩中，将会影响轻质碳酸镁等产品的质量。化工级白云岩质量要求为：MｇＯ≥19%、CａＯ≥29%，(SｉＯ２＋Aｌ2Ｏ３＋Fｅ2Ｏ３＋Mｎ３Ｏ4＜7%，其中SｉＯ2≤3.5%；目前，用于橡胶、塑料填料级白云岩的化学成分尚无统一要求。但是对于铁、铜、锰等杂质含量应严加控制，其中MｎＯ≤0.045%为宜。（3）、白云岩在冶金领域中的应用，主要用作碱性耐火材料、熔剂、冶炼金属镁等。碱性耐火材料又分为稳定性白云岩砖和抗水性白云岩砖，主要用于砌筑转炉、电炉、化铁炉的炉衬。 耐火材料用白云岩须符合下列质量要求：MｇＯ≥20%，(Fｅ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｍｎ３Ｏ4＋ＳｉＯ２)≤3%，其中SｉＯ２≤1.5%。耐火材料用白云岩只所以要求MｇＯ≥20%，并允许少量的Fｅ２Ｏ３、Aｌ２O３等杂质存在，这主要考虑既要保持耐火砖有良好的耐火度，又有利于降低制砖过程中的焦炭耗量。若白云岩中含有较高的SｉＯ２，那在锻烧过程中将会产生2CａＯSｉＯ２晶质体，这是一种有害物质，所以二氧化硅含量须严格控制。
熔剂用白云岩，即钢、铁冶炼时加一定量白云岩矿石。目的是降低熔点节约能耗，提高炉渣碱度有利于脱除硫、磷，改善冶炼条件和稳定产品质量。采用白云岩作造渣材料更大优点是延长炉龄约20～30%。助溶剂用白云岩对砖、磷等杂质要求比较严格，炼铁用白云岩质量要求：MｇＯ＞16%，SｉＯ２≤4%，P＜0.09%；转炉炼钢用白云岩：MｇＯ≥20%，CａＯ≥30%、SｉＯ２≤1.5%。近几年来，白云岩在冶炼方面的应用又有新进展。辟如用白云岩制取一种含钙镁氧化物的新型喷补炉料，不仅价格低廉、原料易得、而且对钢水有着很好的净化作用。这种碱性炼钢炉喷补料地推广应用，正在产生巨大的经济社会效益。
冶炼金属镁是白云岩重要用途之一。硅热法从白云岩中提炼金属镁国内外都有成熟经验，特别是新硅热法炼镁工艺的出现，金属镁的产量和质量都有很大提高。炼镁用白云岩国内尚无统一质量标准，中国有色金属工业总公司对青海民和镁厂用白云岩工业指标的批复可供各地参考：MｇＯ≥20%，K２Ｏ＋Nａ２Ｏ≤0.3%，SｉＯ２≤3%。这里还应指出：白云岩中通常钙、镁组成不完全是等摩尔，而硅热法炼镁要求白云岩中CａＯ与MｇＯ的摩尔比值保持1.035～1.065间为宜。因为当CａＯ／ＭｇＯ＜1时(摩尔比)，在冶炼过程中将会有部分硅酸镁(渣)析出，造成部分镁的损失影响产率，这点特别值得引起重视。近几年来，采用和推广外部燃烧室回转窑煅烧新工艺的实施，有效地提高了锻烧白云岩的活性度，从而对稳定镁的产率起到很好作用。（4）、白云岩在农牧业中的应用前景广阔。白云岩在农业上主要用途是制取钙镁磷(钾)肥、矿物微肥、酸性土壤改良中和剂等。二价镁离子能促进值物叶绿素的形成和有利于磷的吸收，并可补充土壤中镁元素的流失。制取钙镁磷肥或钙镁钾肥，生产企业一般要求白云岩化学成分：MｇO≥20%，CａＯ≥30%，并且允许少量的SｉＯ２、Fｅ２Ｏ３、Aｌ２Ｏ３等杂质存在。白云岩粉可作为土壤改良剂，如科威特等国家将白云岩粉体与尿素混合使用，不仅使肥效得到充分利用，提高农作物产量，而且对酸性土壤具有明显的调解作用。
钙、镁均是动物体内所必须的营养元素，在畜、禽饲料中添加适量的白云岩粉(或是0.1～1.5ｍｍ的颗粒)，对于促进动物的生长发育，减少疾病非常有益。值得注意的是饲用白云岩在开发利用时，一定要严格控制有害元素的含量。具体要求如下：Pｂ≤30PPM，AS≤10PPM、Hｇ≤0.1PPM，F≤2000PPM，酸不溶物≤5%，－２ｍｍ的磁性金属微粒≯0.8%。
5、石灰岩的主要物理、化学性质如下：化学分子式CaCO3晶系三方晶系晶形不规则的等轴粒状，或具有菱面晶体、或偏三角面体和菱面体聚形、柱面与偏三角面体及菱面体的聚形颜色无色、白色、含有杂质时变为灰黄、浅红或蓝绿色条痕无色光泽玻璃光泽解理极完全解理断口参差状硬度3（f系数一般8～12）密度2.715g/cm3湿度一般小于1%理论组分含量Ca56.4%；CO243.96%拉压强度垂直层理方向一般为58.8～1370MPa，平行层理方向一般为49～117.6MPa松散系数1.5～1.6石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于饱和硫酸，能和种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。 石灰岩煅烧至900℃以上（一般为1000~1300℃）时分解转化为石灰（CaO），放出CO2。生石灰遇水潮解，立即形成熟石灰[Ca(OH)2]，熟石灰溶于水后可调浆，在空气中易硬化。工艺特性及主要用途（1）、工艺特性石灰具有导热性、坚固性、吸水性、不透气性、隔音性、磨光性、很好的胶结性能以及可加工性等优良的性能，既可直接利用原矿，也可深加工应用。（2）、主要用途石灰岩在冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业原料。随着钢铁和水泥工业的发展，石灰岩的重要性必将进一步增强。石灰岩的主要用途见表。应用领域占石灰岩总产量，%主要用途冶金工业60.56炼钢铁中作为氧化钙载体，以结合焦炭灰分和硅、铝、硫和磷等不需要的伴生元素，变成易熔的矿渣排出炉外化学工业8.99橡胶工业的充填剂；造纸、涂料的增量剂；制造电石的原料；还广泛用于制造漂白剂、制碱、海水提取镁砂、氮肥、塑料、有机化学品、碳化钙建筑工业9.16生产建筑用石灰浆，各种类型的石灰、碎石、筑路时沥青配料等农业烧成石灰用于中和酸性土壤和作为饲料建材工业水泥17.31硅酸盐水泥的主要原料玻璃引入CaO的主要原料，其主要作用为玻璃中的稳定剂陶瓷引入CaO的主要原料耐火材料用石灰乳作矿化剂，以便在焙烧硅砖时能获得坚固的料坯和加速石英转化为磷石英和方石英的过程制糖工业0.05制糖时的助滤剂塑料工业生产尼龙的重要配料环境保护工业废水的处理
6、市境内的粘土资源有：耐火沾土，分布在石炭井、大灯沟、浸水沟、石嘴山、柳条沟等地，资源储量461.6万吨；陶瓷粘土59.7万吨；水泥粘土分布于柳条沟、西河桥等地，资源储量2813万吨；粘土的主要成分是SiO
2、Al2O
3、还有少量的Fe2O
3、TiO
2、CaO等化合物，且烧失量低。
紫砂粘土具有储量大（源储量19.2亿吨，分布于贺兰山北段），质地优良，交通方便，开采条件好，土色泽深沉，软硬兼备，质地优良，资石灰岩矿产分布在八号泉，陶斯山、柳条沟，资源储量1120.8万吨以上。金矿产在牛头沟、柳条沟、树龙沟、北岔沟、柳胡沟等地均有分布。
（二）矿产资源开发利用现状全市现有各类矿山企业311家，其中区属以上重点煤矿10家，小型煤矿32家，其它各类矿山企业269家。2001年实现工业总产值10.37亿元，约占全市工业总产值13.47%。
1、煤炭资源开发。石嘴山市是以能源矿产为主的工业城市，煤炭资源开发历史悠久，远在明清时代汝箕沟地区的无烟煤就进行开采过。汝箕沟地区优质无烟煤——太西煤享誉中外，被誉为煤中之王，具有三低、六高的特点，低硫、低灰、低磷、高热量、高强度、高比电阻、高炭化程度、高化学活性和高块煤率的特性，是冶金、化工等工业最佳原料，远销英国、法国、巴西、挪威、比利时等国家和地区，是自治区创汇的主要出口产品。
目前已开发的产品有10多种，主要有：（1）煤炭洗选工业。60年代以来，先后建起了6座选煤楼，年选矿能力达670万吨。其中大武口洗煤厂处理原煤能力300万吨/年；太西洗煤厂，处理原煤能力210万吨/年。另外还有一些小型的私营洗煤厂不断兴起。（2）用无烟煤生产化肥――合成氨。（3）利用无烟煤进行高炉喷吹可代替焦炭。（4）无烟煤代替无油焦冶炼碳化硅。（5）无烟煤可制成醋酸乙烯（VCD）载体活性炭和碳素制品（石墨化电极、石墨化阳极、电解铝用炭块、标准电极糊、密闭电极糊）等。（6）焦煤生产焦炭产品。（7）煤矸石生产水泥和煤矸石砖。（8）煤液化，生产煤基甲醇。（9）煤电转化。石炭井、石嘴山、正义关等地煤炭资源是电力生产的主要动力用煤。
2、硅石矿产开发。80年代以来，随着铁合金、碳化硅、工业硅等高耗能工业的兴起，我市硅石采矿业亦得到了加快。硅石在冶金、化学、陶瓷、建材玻璃等工业中均有较重要的用途，从硅石中提炼的纯硅应用到国民经济的各行各业，而且成为现代尖端科学技术最理想的材料，广泛应用于电子、国防、机械制造、建筑、医药等工业。本区硅石矿产包括石英砂岩、石英岩两种，分布面积大、储量丰富，是自治区优势矿种之一。道路沟石英岩是全区及临省区碳化硅、工业硅重要原料基地。仅此一处年开采量在6万吨以上。本区硅石矿产地共10处，已开发利用6处。现有54家企业开采，年开采量30万吨左右。利用硅石资源生产的产品主要有：（1）日用瓷器、卫生瓷器；（2）65#、75#号硅铁、金属镁、硅锰、硅钡、硅钙等系列硅合金产品；（3）生产碳化硅、工业硅产品；（4）陶瓷、耐火瓷制品；（5）平板玻璃、瓶装玻璃制品。
3、石灰岩开采利用现状。石嘴山地区石灰岩目前开采利用的有八号泉、柳条沟两处，年开采量15万吨左右，是生产水泥的主要矿石来源。目前生产的水泥品种有3.25#、3.25R、4.25R水泥。
4、粘土资源开发利用。在我市开发利用的粘土有四种类型，耐火粘土、陶瓷粘土、水泥粘土、砖瓦粘土，年开采量约100万立方米，生产的工业产品有：（1）卫生瓷、日用瓷器、陶瓷制品；（2）耐火砖、砖瓦制品（红砖空心砖）。
