非金属矿是构成现代工业基础的三大矿产资源之一, 由于其具有金属矿所没有的物理、化学性质, 因而被广泛应用于建筑、化工、农药、石油、纺织、冶金、机械、航天、国防等现代化科学技术许多方面。随着国民经济的迅速发展, 非金属矿业也获得了蓬勃发展, 到70年代初, 世界非金属矿产值超过了金属矿产值近一倍。目前世界上已发现的非金属矿物达250多种, 已开发利用的仅200种左右。我国已探明工业储量的非金属矿物仅80多种, 矿产地数万处。江西的非金属矿产资源颇为丰富, 矿种品级繁多, 分布区域广, 开采条件好, 在全国占有重要地位, 是非金属矿产资源大省之一。

1 江西非金属矿产资源概况和特点 1.1 江西非金属矿产资源概况

江西物华天宝、人杰地灵, 除盛产钨、铜、钽、铌、稀土等外, 非金属矿产资源也颇为丰富, 至今已发现非金属矿物80多种, 查明矿产地280多处, 天然粉石英、伴生硫、蛇纹石、萤石、硅灰石、硅藻土、海泡石、麦饭石等25种非金属矿保有储量居全国前10位, 其它15种非金属矿也有较大储量, 在全国占有较重要地位。

1.2 江西非金属矿产资源特点

江西非金属矿产资源有五大特点, 一是建材非金属矿产资源比较丰富, 品种品级颇多, 矿质优良, 在国内外市场有较强的竞争力, 开发利用前景较为广阔; 二是化工非金属矿产资源储量充足, 开发利用条件也较好, 有相当数量的矿种可以出口创汇, 三是全国性需求量大的矿种储量不足, 有少数矿种缺门; 四是非金属矿产资源分布区域广, 大多数矿种遍布江西的东西南北, 且多数开采条件好; 五是矿种甚多, 已先后发现83种非金属矿床。随着地质勘探工作的深入开展, 被发现的矿种将越来越多, 实是江西的又一宝贵资源。

2 开发利用现状与试验研究进展

江西的粘土、高岭土、石灰石、花岗岩等非金属矿的开采利用历史悠久, 尤其是高岭土的开采利用早已著称于世。早在唐宗时期, 景德镇一带就知道用瓷石掺用少量高岭土作原料来烧制瓷器, 这种瓷器历来享有“白如玉、明如镜、薄如纸、声如罄”的美誉。解放后, 江西的非金属矿业获得了比较迅速的发展, 先后建起了省、地、县、市的砖瓦厂、水泥厂、石灰厂、化肥厂、农药厂等, 也建起了大理石厂、石材加工厂、电石厂、耐火材料厂、建材厂、玻璃厂、玻璃纤维厂、水晶加工厂等。近年来又先后建成投产白云石矿、萤石矿、蛇纹石矿、膨润土矿、硅灰石矿、粉石英矿、粉石英加工厂、无水氟化氢和氟里昂生产线、青花瓷生产线等。萤石粉精矿、溶剂白云石、高岭土、蛇纹石、花岗石、大理石、条块石、饰装板材已先后进入国内外市场, 销路尚好。据不完全统计, 江西拥有非金属矿产地280多处, 年产矿产品及其制品300多万吨, 年产值4亿元左右。非金属矿产品及其制品的出口额占全省年出口额的12%~14%, 其中瓷器出口额占轻工业产品出口额的70%左右。

在开发与应用的试验研究方面, 近十几年做了许多深度和广度均较大的试验研究工作, 不少大专院校、科研院所、厂矿企业的科技人员对天然粉石英、硅灰石、硅藻土、海泡石、膨润土、石灰石、高岭土、萤石、滑石、云母、长石、麦饭石、花岗石等矿产资源的开发利用和深加工进行了大量卓有成效的试验研究工作, 获得了令人满意的成绩或突破性进展, 拓宽了这些非金属矿产的深加工途径和应用领域, 开发了众多的实用新产品, 为资源的转化、深加工与开发应用开辟了新途径。现按主要矿种分述如下。

2.1 天然粉石英

1981年我国在赣西首次发现天然粉石英矿, 其特点是储量大、分布广、杂质含量低、硅氧含量高、细粉多, 是一种具有广泛用途的优质矿物原料。至今江西已先后发现天然粉石英矿点数十处, 己探明储量数亿吨, 居全国之首。

目前己建成投产的天然粉石英矿有宜春麦田、萍乡妙泉和荷家塘三个, 前者建有三个分厂, 拥有四条土法淘洗水洗生产线, 年产粉石英1.2万吨, 主要供高压电瓷和高档陶瓷釉料生产用料, 销往全国各地。萍乡妙泉粉石英矿建有一条土法淘洗生产线, 年产0.2万吨粉石英, 主要供湖南醴陵和当地一些陶瓷、电瓷生产厂家和精密铸造厂作原料。荷家塘粉石英矿年产0.6万吨粉石英, 主要供当地和湖南一些厂家生产耐火砖、水玻璃和塘瓷用。此外还建有两个粉石英加工厂, 主要生产-600目的粉石英供橡胶厂和塑料厂作填料用。多年的试验研究表明, 天然粉石英及其风化程度不同的砾石、硅石可用来制高压电瓷、细陶瓷、搪瓷、硅砖、硅质耐火泥、涂料、面砖、平板玻璃、玻璃纤维、各种填料、磨料、硅铁合金、金刚砂、型砂等。几个大型高压电瓷厂进行的用天然粉石英生产高压电瓷的工艺试验表明, 用天然粉石英不仅能降低生产成本, 而且能降低瓷坯的烧成温度, 明显改善电瓷性能, 强度提高10%~30%; 一些瓷厂不仅在釉上而且在坯上使用粉石英, 用量相当大, 可使日用细瓷的白度增高1.4%~2%, 改善热稳定性, 效果很好。

2.2 高岭土

江西单一的高岭土资源不多, 近10年来先后在赣北的雅山、王子冲、高富岭、西向和赣南的会昌、于都、石城、寻乌、赣县等地先后发现了中小型优质高岭土矿床, 已探明储量仅数千万吨。而伴生于钽铌和风化淋积型稀土矿中的高岭土资源却十分丰富, 一些科研院所和高等院校进行的这类稀土矿综合回收利用试验证明, 采用洗提工艺回收混合稀土后的尾矿经重选-化学处理-浮选, 获得了涂布级高岭土精矿、平板玻璃用石英精矿、陶瓷用长石精矿和炼铁用铁精矿等系列产品; 主要产品进行了造纸和成瓷试验, 其质量完全符合要求, 云母精粉经上海轻化二厂试制化妆品, 质量甚好。

对兴国县枫里背和上垅两个高岭土矿进行的可选性试验证明, 采用重选-磁选-浮选-化学漂白的工艺流程, 获得了涂布级、填料级、瓷土级高岭土精矿和长石精矿、石英精矿及6个粒级的白云母精矿, 分别作了电焊条敷料和干粉灭火剂的试验, 性能良好, 完全符合国标要求。

江西高岭土主要用于陶瓷和耐火材料工业, 少量用于化工和白水泥工业。而在陶瓷工业中, 高岭土主要用于生产日用瓷、建筑卫生瓷和电瓷, 在国内这三大类陶瓷生产中江西具有优势, 其中日用瓷居全国首位。景德镇瓷器向来以价宜质优而享誉中外, 销往全世界120多个国家和地区, 年出口创汇额达数千万美元。

2.3 膨润土

江西的膨润土矿床主要分布在广丰、上饶、玉山、铅山、龙南和于都等县, 其中以广丰李家膨润土矿的储量最大, 达2 800多万吨。1985年建成年产0.6万吨的膨润土矿, 其产品经南昌铁路配件厂等单位作铸造型砂多次生浇铸试验, 其平均临界受热时间比江苏甲山膨润土长6秒左右, 且浇铸的试块铸件表面轮廓和筋条光洁完好, 无夹砂现象。某铸造厂用李家膨润土作铸造型砂批量生产机车用D型轴瓦体36.72t, 其成品率和质量均符合要求。以李家膨润土大样与浙江仇山商品膨润土大样进行造浆对比试验, 结果表明两者性能相近, 均达部颁标准乙级优质膨润土的质量要求, 而主要指标——造浆率高于仇山膨润土。用江西膨润土研制高效活性白土的小型试验也获成功, 其产品质量指标超过了我国最好的白土, 也超过了美国105白土和日本的NKH白土。用其进行食用油脱色试验, 仅2%的用量即可达到仇山CS-1040白土4%用量的效果, 即效果好一倍。

2.4 海泡石

海泡石具有极好的吸附和亲水特性、较高的流变性等。江西乐平县牯牛岭海泡石矿系大型海泡石矿床, 矿体平均含海泡石约30%, 最高达75%以上, 呈长2~5μm的纤维束状集合体赋存在矿床中。其特点是镁铝含量适中, 含水较多, 对各种油类有较高的脱色能力, 在饱和盐水中造浆率很高等。胜利油田用该矿区的海泡石配制的饱和盐水泥浆, 有较好的耐高温能力, 且有一定的脱色能力。海泡石的酸溶性较好, 对保护油气层有利, 是较理想的洗井液。用海泡石作食用油脱色和除毒试验证明, 用于花生油、玉米油除黄曲霉毒, 可将这些油中高达160PPb的黄曲霉毒降至5PPb以下, 而耗油量仅1%, 并保持了原有香味, 有脱色脱胶作用。用低品位海泡石作载体试制成“灭敌死”大粒剂农药, 能将有效的杀虫成分缓慢地释放出来, 使农药的有效期延长。此外还以低品位海泡石为原料试制成功G-I型建筑涂料, 与目前的市售涂料相比, 粘结力更强, 耐水性能好, 耐高温、耐摩擦, 化学性质稳定, 正在大力推广应用中。

2.5 硅灰石

江西是我国硅灰石主要产地之一, 新余、上高一带的硅灰石矿床是我国特大硅灰石矿床之一。矿物成分以硅灰石为主, 次为方解石、透辉石、石英等。经手选-细磨-强磁选加工成硅灰石粉, 用其取代价高的钛白粉30%和立德粉33%作布面胶鞋的白大底和白沿条填料, 其物理机械性能达到或超过国家标准要求; 用其作塑料的增白剂和PVC浮雕墙纸原料、造纸填料、釉面砖原料, 制品均达到国家标准要求。以硅灰石制釉面砖, 使烧成温度降低200℃, 烧成时间缩短72h, 减耗节能, 降低生产成本, 而釉面砖质量符合国标要求。将硅灰石与稀土氧化物按一定比例混合, 经化学和物理加工处理, 可制成高级抛光材料, 经有关光学仪器厂试用, 质量已达到国产稀土抛光材料的要求。

2.6 麦饭石

麦饭石含有多种有益于人体健康的微量元素, 是无毒、无害、无病菌的保健药石。具有生物活性、溶出性、吸附性、抑菌性等特性, 目前主要用于医疗保健、食品饮料、净化水质、日用化工和饲养家畜禽、栽培植物等方面。

江西麦饭石主要产于信丰等县, 经鉴定测试, 其由斜长石、正长石、石英、黑云母、角闪石、绿帘石、褐帘石等矿物所组成。1989年5月, 江西省科委组织12位专家进行了鉴定, 一致认为: a.赣南麦饭石中Pb、As、Hg、Ca、Cr等有害元索的溶出量均大大低于国家饮用水标准; 含K、Li、Zn、I等18种对人体必需的有益微量元素。b.对水中有害重金属离子和大肠杆菌均有较强的吸附能力, 对水质有较好的双向调节性; 通过急性、毒性、蓄积、微核、生殖细胞染色体畸变、小白鼠喂养等多项试验, 均未发现致畸及毒性作用, 属优质麦饭石, 可与驰名中外的“中华麦饭石”相媲美。1989年江西中医学院与信丰县政府等三家成立麦饭石开发公司, 联合开发成功38度麦饭石酒, 一投放市场就十分走俏, 供不应求, 国内外厂商纷纷来人来函电洽谈订货或要求转让技术。随后麦饭石矿、麦饭石加工厂和麦饭石销售公司、开发中心、质量监测中心相继成立, 已经或正在陆续试制开发麦饭石冲剂、麦饭石美容粉等系列产品; 正计划试制大宗麦饭石调料、饮料、食品、美容膏、剂、水和麦饭石提取液及矿化民用水、家畜家禽矿物饲料、植物栽培微肥等。

2.7 蛇纹石

江西蛇纹石资源极为丰富, 保有储量数十亿吨, 占全国蛇纹石总储量的10.6%, 居全国第三位。集中分布在弋阳县中港板至德兴县铁罗山约70km的山岭中, 有大小矿体70多个, 品位高, 质量好, 用途广。主要矿物组成为蛇纹石、纤维蛇纹石和绢石等, 并含有镍、铬、钴和石棉等。1988年建成投产的弋阳蛇纹石矿是目前我国最大的蛇纹石矿, 年产量约10万吨, 居全国首位。产品主要销往省内外作磷肥和农药、鼠药的配料以及冶炼的辅助剂等。

2.8 硅藻土

硅藻土一般含硅酸80%以上, 大部分为非晶质硅酸, 并混有单体的石英粒等杂质。由于其结构细微, 多孔和密度小, 热绝缘性好, 耐火耐腐蚀性甚佳, 过滤性和吸附性甚佳, 因而广泛用作优质建筑材料、保温材料和沙糖、动植物油、酒类、酱油过滤的助滤剂等。亦可用作医学与化学药品和酞酸的过滤介质、造纸涂料、磨料的填料、农药的填充剂、杀虫剂的载体和水泥的混合剂等。

江西广昌县头陂硅藻土矿是一大型硅藻土矿床, 与吉林省民石和云南省腾冲硅藻土矿床同属于星冠盘藻和带盘藻类型, 现已试制成功8种产品: JG90-2型精粉; JGZ-Ⅰ型助滤剂; JGZ-Ⅱ型助滤剂; BGla、BGlb和BG0.6型轻质深温材料; 3DG-0.5和DG-0.3型轻质隔热砖等。这种硅藻土用作果子汁、菜油的助滤剂, 其澄清度和脱色力均好, 用于赣州羽绒厂的污水净化处理, 污水中的臭气全被除去, 污水成为清亮透明的清水; 用作贵金属的载体和油漆、造纸、杀虫剂的填料, 效果也较好。

2.9 锂长石

江西宜春钽铌矿除含有丰富的钽铌外, 还含有质地优良、储量丰富的锂长石、高岭土和白花岗岩, 其中长石矿物占脉石矿物的68%~70%。该矿自1975年初起即从钽铌重选尾矿中综合回收锂云母、长石粉等, 当年自行设计施工建成日处理量100吨的锂云母浮选车间, 但仍有90%的浮选尾矿丢弃。1976~1977年该矿先后试产27t和53t锂长石粉供上海硅酸盐学会、北京陶瓷研究所等10多个单位试验和试用, 均获较好效果。1978年4月该矿自行设计施工建成长石粉生产车间, 当年回收1.2万吨长石粉。1984年该矿将长石粉生产车间扩建成年能力达6万吨, 当年生产4.58万吨长石粉。近年来锂长石粉用户遍及国内十多个省市的100多家, 年订货量达12万吨左右。

2.10 花岗岩与石材

花岗岩是以长石、石英、黑云母为主要组分的粗粒结晶岩的总称。其质地坚硬、美观大方, 耐压性好, 抗风化和抗震性强, 因而广泛用作条块石和石板、石柱、石墩、石砖和石门、石窗、石栏杆等建材。江西是我国花岗石主要产地之一, 现有采石场数百处, 大理石厂、石材加工厂和装饰板厂数十家, 加工生产的条块石、各种规格的料石、荒料和石粉、石米、板材和饰面板材大量销往省内外, 市场颇好。尤其是星子等县生产门条块石和芝麻白花岗岩石材远销日本、南朝鲜等国。

宜春钽铌矿区的白花岗岩的开发利用始于1988年, 经中国地质大学新技术开发公司取样加工和检测证明, 该矿区的花岗岩是世界上少有的白花岗岩, 可望加工开发成名贵稀有的石材新品种。1989年5月两家正式合作, 对该矿的千米露天采场, 整治危险边坡, 大搞综合利用, 经过几年的艰苦创业, 石材荒料率由最初的40%提高到现在的75%, 出口优质荒料率由最初的30%提高到现在的75%, 其加工板材的指标之一——光洁度已高于意大利著名石材加工厂所磨光洁度的5~10度, 并初步打通了从矿山到世界港口的运输渠道。

2.11 岩盐

江西的岩盐十分丰富, 先后在清江、会昌、宁都、大余等县发现大中型岩盐矿床, 探明储量达10多亿吨, 占全国岩盐、湖盐保有储量的10%左右, 居全国第四位。清江、会昌两大盐矿已建成投产20多年, 年产盐共达20多万吨, 多用于工业和日常食用。1986年赣中化工厂利用卤水代替海盐生产烧碱获得成功, 为江西的岩盐开发利用开辟了一新途径。

除了上述11种非金属矿的开发利用试验研究获得可喜的进展和较好的开发利用外, 尚有近30种其它非金属矿也获得了不同程度的开发应用。

3 发展前景展望

从上述非金属矿开发利用现状不难看出, 江西非金属矿业创建于50年代, 经过40多年的艰苦创业, 至今已获得了较大发展, 由解放初期的几个简易矿山、靠手工打眼放炮生产数个矿产品的单一采掘业, 发展到今天成为门类齐全、品种多样、满足需求、具有相当规模的采选与深加工相结合的重要产业, 拥有厂矿或矿产地2 800多处, 年产矿产品和制品3 000多万吨, 年产值约4亿元。不仅基本满足了江西经济建设和社会发展的需要, 而且在出口创汇、支援国家和兄弟省市的经济建设上也做出了应有的贡献。尽管不同程度地存在对非金属矿投资比例偏低、装备水平和技术水平不高、采而未探、乱采滥挖、管理不善、技术人员缺乏和经济效益普遍不高等问题, 但只要我们各级领导抓住有利时机, 正确决策和采取切实有力措施, 逐步对上述问题加以解决, 因地制宜, 外引内联, 实行企业集团化、公司化, 加强非金属厂矿企业的深加工和综合开发利用研究, 江西非金属矿业的腾飞是大有希望的, 发展前景将是十分广阔的, 在不远的将来必将发展成为江西的又一大经济支柱。