谈煤系耐火粘土的综合利用

1浅谈煤系耐火粘土开发及综合利用淄博光正实业有限责任公司丁波房志俊杜刚关键词共伴生矿综合利用开发效益淄矿集团光正公司（原石谷煤矿），自上世纪八十年代开始对煤系耐火粘土进行系统调查，在取得了可靠的储量资料基础上，于1987年经山东省地矿局批准开始建设第一个4万t/年耐火粘土采区。1990年建成耐火粘土深加工项目硫酸铝厂，经多次扩建现已达到年产10万t生产规模，成为全国同行最大个厂。煤系耐火粘土开采及综合利用项目多次评为山东煤炭系统资源综合利用先进单位，1996年受到原煤炭部的表彰，该项目还被国家经贸委评为建国以来105项国家资源综合利用优秀实用技术。2002年～2003年光正公司又组织有关技术人员对煤系耐火粘土开采区实际开采情况和有关化验资料进行整理、分析，对井田范围内有关探煤钻孔B层铝土资料进行研究，2003年3月28日经山东省国土资源厅组织专家评审鉴定以鲁国土资储量字〔2003〕18号文给予登记进行了扩界扩量。我公司历时20年耐火粘土开采和15年的综合利用实践，为今后的资源持续发展创造了条件。现煤系耐火粘土开发及综合利用，已形成以煤系耐火粘土开发为基础，以硫酸铝生产为骨干产品，有硫磺制酸、产品包装编织袋、水泥添加剂、矿坑水利用等相配套的非煤产业链，取得了很好的经济效益和社会效益。实现了从“资源—产品—再生资源”的环保型循环经济。下面就煤系共伴生矿开发及综合利用谈几点体会和认识。一、煤系共伴生矿开发是《矿产资源法》在矿山企业的具体落实。1986年国家颁布的《矿产资源法》对矿业开发要求“在开采主要矿产的同时，对具有工业价值的共生矿和伴生矿应当统一规划，综合开采，综合利用，防止浪费”。在开采主要矿种的同时，对共伴生矿合理回收，并综合利用，这是国家要求矿山企业在生产活动中必须执行的硬性规定，是矿山企业制定技术政策组织生产经营的重要法律依据，也是企业走持续发展道路所必须坚持的原则。二、煤矿企业开发共伴生矿有着得天独厚的自然条件。煤炭及其共伴生矿，都是沉积形成的矿物，既受一定地质构造条件的控制，又受地质史上沉积环境的影响，在形成煤的前期、2后期或同期，也沉积了很多有用的矿物。就淄博煤田而言，主要成煤期为古生代的二叠纪和石炭纪，尽管二叠纪上部的三叠纪、侏罗纪、白垩纪，石炭纪下部的泥盆纪、志留纪缺失，沉积厚度仍在600m以上，沉积了十多煤层和多层共伴生矿矿床，煤系共伴生矿仅铝质矿层就有A层铝土、B层铝土、G层铝土等多层。主要共伴生矿有软质粘土、半硬质粘土、高岭岩（土）、耐火粘土、铝土矿、硅铝铁，其它还有紫砂石、石英石、石灰石、白云石、伊利石、黄铁矿等有用矿物。这些矿物在淄博都有专业矿山进行过不同程度的开采。淄博市之所以成为全国重要的陶瓷之都、耐火材料的生产基地、建筑材料之乡，这与淄博矿区有着丰富的燃料和相关煤系地层共伴生的多种矿产资源是有密切关系的。山东省其它煤田煤系地层中，除有以上的副矿物外，有的矿区还有丰富的油页岩，在世界油价格飓升我国又大量进口石油的情况下，对煤系油页岩先开发不仅有现实的经济意义，更有战略意义。三、煤矿企业开发共伴生矿又有很好的生产基础。在计划经济条件下，国家建设一个年产45万t的中型矿井，基建投资需几亿元人民币，征用土地上千亩，形成了完善的提升、运输、供电、排水等生产系统，地面相应有排矸、铁路、公路、供电等系统和齐全的生产福利设施。这些设施按煤矿设计规定要求有30%以上的富余能力，随着煤炭资源的日渐枯竭，富余能力更大。煤系共伴生矿离煤层相对较近，如B层铝土在1层煤以上仅150m左右，利用煤矿生产系统和地面设施开发煤系共伴生矿，可以大量节约基建投资，大大缩短建井周期，充分提高矿井利用率，节约土地。光正公司开发煤炭兼采耐火粘土项目，按年产耐火粘土4万t计，1986年淄博市会计师事务所按当时投资建一个相同规模的耐火粘土矿进行论证，比单独建矿可以节约基建投资2000多万元，节约土地300亩，缩短建井周期二年，其经济效益和社会效益是明显的。四、煤矿技术力量雄厚，管理经验丰富。煤矿企业有全面的开采技术和相关的技术人员，有众多经验丰富的各类管理人员，有实践经验的技术工人和一线生产工人。在此条件下，开发煤系共伴生矿轻车熟路，很快就能适应生产，这是其它企业所不具备的技术条件。煤系共伴生矿的开发及综合利用给企业安置富余人员创造了条件。据开采的共伴生矿耐火粘土的化学成分和物理特性看主要矿石成分为一水软铝石，作为铝盐化工原料时有溶出率高、沉降速度快等特点，十分适合生产铝盐产品。于1990年建成了硫酸铝厂，通过多次扩建，现已形3成年产10万t能力，配套上了塑编车间、制酸车间，硫酸铝渣生产水泥添加剂。铝土开发及综合利用现产值1亿元，利税1400万元，安置企业富余人员500人，效益显著。五、煤矿企业开发共伴生矿，不仅是对生产生活设施的再利用，而且也是对以往勘探资源的深度开发。国家曾投巨资对各煤田都进行了大规模的普勘和精查工程，仅光正公司井田范围内就施工了地面炭煤钻孔160个，平均每个孔深450m，按现在价位，平均每米钻进费300元计，160个孔直接钻探费用就达2000多万元，仅作为煤炭资源利用，利用价值是有限的。虽然探煤钻孔未对其它伴生矿取芯化验和经济评价，但钻孔基本探明了整个矿层的断层、火成岩侵入，有关伴生矿（如A层、B层铝土）综合厚度，和相对于地表、相对于煤层的关系及矿层的富水情况，只要在此基础上作适当的地面和井下的钻探或巷探工程，结合必要的化验和物理性质测试就可以对伴生矿基本情况做出评价，这样可大大简化勘探工程，节约勘探投资，提高了原来探煤钻孔工程的使用价值。六、煤系共伴生矿深度开发、综合利用没有止境。光正公司仅仅对耐火粘土化工方面深加工而言，可以生产工业硫酸铝、净水剂硫酸铝，还可生产铵明矾、钾明矾等；向下游开发可以生产活性超细氧化铝、低钠超纯氧化铝，还可以生产聚合氯化铝系列、净水剂等铝盐产品。硫酸铝渣现生产水泥添加剂，经提纯加工后可生产白炭黑，也可作为橡胶、塑料充填增强剂；硫酸铝渣还可作为生产水玻璃、硅铝轻质耐火材料等产品。高铁耐火粘土可以生产聚合氯化铝、聚合氯化铁铝、聚合氯化硅酸铝等。耐火粘土中还富含钛，钛是航天、航空、舰船、化工等行业主要战略资源；耐火粘土还含有镓，镓是激光器、光导纤维电子产品原料，是高尖电子产品重要资源。煤系共伴生矿开发及综合利用可为社会提供更多的商品。现我们在煤系共伴生矿深加工中主要生产工业硫酸铝和水处理剂硫酸铝，其它产品正在与山东科技大学、山东理工大学和淄矿集团技术开发中心共同开发研究，煤系共伴生矿的综合利用开发潜力是巨大的、是大有作为的。七、煤系中有许多伴生矿资源在我国已成紧缺资源，煤矿进行开发对弥补资源缺口意义重大。耐火粘土原我市有洪山铝土矿、博山铝土矿、山耐铝土矿、八三厂铝土矿是全国有名的矿山之一，因资源枯竭而相继闭坑。依托耐火粘土发展起来的耐火材料产业也因此而衰败。再如炼铝矿石，山东铝厂下属几个铝矿也关井，早在十几年前去山西引进铝矿石。我国每年4进口氧化铝400多万t，也说明这方面矿产资源的缺乏。我市现在正蓬勃发展的工业建材产业，陶瓷业基础原料之一的软质粘土、半硬质粘土、紫砂土乃也出现紧缺苗头。而我们煤系中这些矿产都很丰富，由于埋藏深，其它系统开发困难，乡镇企业更是无能为力。我们若进行开发，并进行深加工，可形成企业一个新的经济增长点。也可对淄博诸如建材、陶瓷、铝盐化工和炼铝工业的发展在资源上给予支持。结论：1.充分认识到拥有资源就拥有了经济发展的物质基础；就拥有了市场竞争中的主动权。煤系共伴生矿。在淄矿集团公司不少矿井范围内，不仅品种多，而且储量丰富。在煤炭开采之际利用生产系统，对共伴生矿开发利用，按由小而大，由易而难，由简单加工到广度深度加工，循序渐进滚动发展的模式及早起步。形成新的经济增长点，为企业增加效益安置人员，延长矿井寿命，减少矿井接替压力，保持矿区安定作出贡献。２.在开发矿产时，对伴生矿低品位有一个与时俱进的意识。煤矿在开采煤炭时不对共伴生矿进行回收，地层遭到破坏，将来对伴生矿开采会造成极大困难，甚至不可能再回收。矿产资源是不可再生的，决不能丢失。另外，对共伴生矿的综合利用，也是一个不断认识，不断提高的过程。因当时受品位限制，不能直接利用的低品位矿石，通过研究探索、技术革新，也能生产出合格产品。３.煤炭企业开发煤系共伴生矿是一件大有作为有利于社会、有利于企业发展的极为重要的工作。作者简介丁波，男，生于1963年4月18日，1987年毕业于淄矿集团职工中等专业学校，助理工程师，从事煤矿工作，现淄矿集团淄博光正实业有限责任公司铝土开发科科长。通信住址：淄博市淄川区城南镇光正公司，邮政编码：255100，联系电话：[phone]，移动电话：[phone]，E-meil：[e-mail]