开采低品位菱镁矿提炼三水碳酸镁晶的应用基础研究

开采低品位菱镁矿提炼三水碳酸镁晶的应用基础研究摘要：菱镁矿是一种镁的碳酸盐，其化学分子式为碳酸镁（mgco3），理论组分：mgo47.81%、co252.19%、密度为2.9～

3.1g/cm3，硬度3～5。菱镁矿根据其结晶状态的不同，可以分为晶质和非晶质两种。晶质菱镁矿呈菱形六面体、柱状、板状、粒状、致密状、土状和纤维状等，其往往含钙和锰的类质同象物，fe2+可以替代mg2+，组成菱镁矿（mgco3）-菱铁矿（feco3）完全类质同象系列。非晶质菱镁矿为凝胶结构，常呈泉华状，没有光泽，没有解理，具有贝壳状断面。菱镁矿加热至640℃以上时，开始分解成氧化镁和二氧化碳。在700～1 000℃煅烧时，二氧化碳没有完全逸出，成为一种粉末状物质，称为轻烧镁（也称苛性镁、煅烧镁、α-镁、菱苦土），其化学活性很强，具有高度的胶粘性，易与水作用生成氢氧化镁。在1 400～1 800℃煅烧时，二氧化碳完全逸出，氧化镁形成方镁石致密块体，称重烧镁（又称硬烧镁、死烧镁、β-镁、僵烧镁等），这种重烧镁具有很高的耐火度。在2 500～3 000℃将重烧镁熔融，经冷却凝固发育成完好的方镁石晶体，称为电熔氧化镁或熔融氧化镁，高温煅烧的氧化镁不易与水和碳酸结合，具有硬度大，抗化学腐蚀性强，电阻率高等特性。

关键词：菱镁矿碳酸镁晶制取法

1 菱镁矿的发展历程

1800年在国外首先发现了镁的碳酸盐，1808年被命名为菱镁矿，1867年前后才第一次作为碱性的耐火材料来使用。菱镁矿广泛用于

耐火材料、胶凝材料、提取金属镁及化学工业等是20世纪初期的事情。

中国菱镁矿矿床于1913年首先发现于辽宁省盖县转子山，1914年至1924年，先后有20多名日本人对辽宁省营口、海城、辽阳等市县36处矿床（点）和丹东、岫岩、本溪、抚顺等市县6处矿床（点）进行了地质调查。1935年日本人对山东掖县的菱镁矿也作了调查。后来，1941年，张丽旭等人对营口水泉堡子、圣水寺等菱镁矿矿床作过调查，1946年姜文运等人对山东菱镁矿进行了调查，并著有《山东掖县粉子山、优游山苦土调查报告》。

从1913年发现转子山菱镁矿开始，经3年左右时间的调查，于1917年日本人首先对中心山菱镁矿进行开采。1918年日本人成立了满铁矿业株式会社，并在大石桥建立烧结工厂及硬烧镁矿的焙烧炉2座、轻烧镁砂反射炉5座。接着日本中小资本家纷纷前来建立新的矿业公司、工业所和采掘焙烧工厂，同时开采了官马山、青山怀、平二房、白虎山等矿床。据《东北矿产志》记载到1943年各种公司达17个，焙烧工厂18处，制镁砖工厂3处，轻烧镁工厂11座。据不完全统计，在1920～1945年开采出菱镁矿石783万t。1941年，日本人又在我国山东掖县海庙后设“阜康公司炼厂”掠夺粉子山矿产资源，到1943年9月共掠夺菱镁矿约5万t。

新中国成立以后对菱镁矿进行了大规模的调查和勘探。其中比较重要的有：1949年杨博泉等人对山东省掖县粉子山菱镁矿、张启址对山东省蓬莱菱镁矿进行了调查。1951年鞍钢采矿部地质处日本

人金田政一对辽宁省小圣水寺和平二房菱镁矿进行了普查。1952年鞍钢地质处以罗耀星为首组织了镁矿勘查队，对青山怀、小圣水寺、平二房、官马山、牛心山等矿区进行概查，并在青山怀作了详细勘探工作，编写了中国第一份菱镁矿勘探报告——《1952年至1953年青山怀菱镁矿床地质勘查工程总结报告》。

2 菱镁矿的开采分布特点

1.储量高度集中，大中型矿床多

如上所述，我国菱镁矿储量主要集中在辽宁和山东两省，储量合计占全国总储量的95.16%。在全国27处菱镁矿产地中，大型（储量>0.5亿t）产地11处，保有储量占全国总储量的95.11%，中型（储量0.1亿～0.5亿t）产地5处，保有储量占全国总储量的4.05%。这些大中型产地，开采条件一般较好，适合露采、机械化作业和规模经营。

2.矿石质量优良，在国际市场上具有很强的竞争力

我国菱镁矿储量中，含mgo≥43%的一、二级品占总储量的53%，其中一级品以上（含特级品）菱镁矿储量11.7亿t，占总保有储量的37.58%，二级品储量4.8亿t，占总保有储量的15.42%。由于质量好，价格低，因此每年大量出口，在国际市场上占有重要地位。

3.以碳酸盐岩型矿床为主

全国27个菱镁矿矿床，有21个属镁质碳酸盐地层中层控晶质菱镁矿，这种矿床规模大、质量优良，具有重大工业价值，其保有储量29.88亿t，占总保有储量的95.99%？属于超基性岩中热液交

代与风化淋滤型的菱镁矿2处，保有储量仅0.01亿t，占全国总储量的0.03%。第四系湖相型水菱镁矿1处，保有储量0.99亿t，占全国总储量的3.18%。另外还有3处与铁矿和滑石矿共生的菱镁矿矿床，保有储量0.25亿t，占全国总储量的0.8%。

3 菱镁矿矿床成因类型

《中国矿床》将中国菱镁矿矿床按产出地质条件分为：层控晶质菱镁矿矿床、超基性岩中的风化淋滤隐晶质菱镁矿矿床和第四纪湖相水菱镁矿矿床三大类。

层控晶质菱镁矿矿床，如前所说有多个成矿时代，其中以元古宙层控菱镁矿最为重要。它们产于厚大的镁质碳酸盐岩建造中（厚度为404～2 946m），矿体围岩大多数为白云石大理岩，少数为滑石绿泥片岩、绢云母片岩、黑云母片岩和千枚岩、区域性控制构造有复向斜（辽宁省营口大石桥至海城一带）。复背斜同斜褶皱（山东掖县粉子山一带）。区域性变质为绿片岩相至铁铝石榴石角闪岩相。有的矿床，如粉子山矿床有退化变质。近矿围岩蚀变有：菱镁矿化、硅化、滑石化、白云石化、矿体多呈似层状、透镜状、不规则似层状，有的有分支。矿体产状大体与围岩一致。有的矿体沿走向变为白云石大理岩。矿体规模一般较大，走向延长1000至5000多米，含矿带厚数十米至数百米。常见矿石构造有：薄层状、放射状（菊花状）、斑点状、花斑状、蠕虫状、块状等、矿石主要矿物为菱镁矿，次要矿物有白云石、滑石、蛋白石、石英、斜绿泥石、透闪石和方柱石等，微量矿物有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿等。