白云矿产品概述及生产技术发展趋势分析

第一节 产品定义及发展历程

一、产品定义

白云矿主要由白云石〔CaMg(CO３)2〕为主要组分的碳酸盐岩组成，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、粘土矿物、燧石、菱镁矿等杂质，有时含有石膏、硬石膏、天青石、重晶石、黄铁矿和有机质等。它是一种用途非常广泛的非金属矿产。

二、发展历程

原始人类已能采集石料，打磨成生产工具，采集陶土供制陶，就是最早采矿的萌芽。中国古代的采矿历史悠久，从湖北大冶铜绿山古铜矿遗址出土有用于采掘、装载、提升、排水、照明等的铜、铁、木、竹、石制的多种生产工具及陶器、铜锭、铜兵器等物，证实春秋时期已经使用了立井、斜井、平巷联合开拓，初步形成了地下开采系统。至西汉时期，开采系统已相当完善。此时在河北、山东、湖北等地的铁、铜、煤、砂金等矿都已开始开采。战国末期秦国蜀太守李冰在今四川省双流县境内开凿盐井，汲卤煮盐。明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞、锌的生产。17世纪初，欧洲人将中国传入的黑火药用于采矿，用凿岩爆破落矿代替人工挖掘，这是采矿技术发展的一个里程碑。19世纪末20世纪初，相继发明了矿用炸药、雷管、导爆索和凿岩设备，形成了近代爆破技术；电动机械铲、电机车和电力提升、通讯、排水等设备的使用，形成了近代装运技术。20世纪上半叶开始，采矿技术迅速发展，出现了硝酸铵炸药，使用了地下深孔爆破技术，各种矿山设备不断完善和大型化，逐步形成了适用于不同矿床条件的机械化采矿工艺。提出了矿山设计、矿床评价和矿山计划管理的科学方法，使采矿从技艺向工程科学发展。20世纪50年代后，由于使用了潜孔钻机、牙轮钻机、自行凿岩台车等新型设备，采掘设备实现大型化、运输提升设备自动化，出现了无人驾驶机车。电子计算机技术用于矿山生产管理、规划设计和科学计算，开始用系统科学研究采矿问题，诞生了系统采矿工程学。矿山生产开始建立自动控制系统，利用现代试验设备、测试技术和电子计算机，预测和解算某些实际问题。因此采矿工程学科被正式提出并得到了公认。

第二节 产品特点及应用领域分析

白云石为六方晶系，化学成份为CaMg(CO3)2，主要是由碳酸钙与碳酸镁所组成的矿物（CaCO3与MgCO3的比例大致为1：1），具有完整的解理以及菱面结晶。颜色多为白色、灰色、肉色、无色、绿色、棕色、黑色、暗粉红色等，透明到半透明，具有玻璃光泽，硬度3.5-4，比重2.85-2.9。矿物粉末在冷稀盐酸中反应缓慢。

2、产品应用领域

白云石是一种用途非常广泛的非金属矿产资源。白云石可以作为炼钢时用的转化炉的耐火内层、造渣剂、水泥原料、玻璃熔剂、窑业、肥料、建筑与装饰用石材、油漆、杀虫剂与医药等各种用途。可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

白云矿产业链简图

二、相关行业简述

新中国成立50多年来，钢铁工业发展迅速。在大连、天津、上海等沿海城市发展钢铁工业的同时，在内地的包头、太原、武汉、重庆、攀枝花等地建设了一批大型钢铁和铁合金、耐火材料等辅助原料企业。在黑色冶金工业发展的同时，中国有色金属冶炼及加工业迅速发展起来，辽宁、黑龙江、山东、河南、四川、贵州、甘肃等地先后建设了一批大型氧化铝厂、电解铝厂和铝材加工厂。还在湖南、江西、贵州、广西等地建立了大型的有色金属生产基地。

据国家统计局统计，一季度全国粗钢产量15801万吨，同比增长24.5%；钢材产量18575万吨，同比增长28.6%。一季度粗钢日均产量176万吨，其中1月份为169万吨，2月份为180万吨，3月份为177万吨。一季度钢材日均产量206万吨，其中1月份和2月份为199万吨，3月份达到220万吨。

2010年1-9月份，十种有色金属产品产量2351.3万吨，同比增长26.5%。其中, 精炼铜340.7万吨，同比增长13.4%；原铝1244.9万吨，同比增长37.3%；铅295.7万吨，同比增长7.1%；锌379.2万吨，同比增长22.0%。

第四节 产品生产技术发展现状

磨矿作业是在磨机筒体内进行的，筒体内装有磨矿介质。磨矿介质随着筒体的旋转而被带到一定的高度后，由于介质的自重而下落。于是装在筒体内的矿石就受到介质冲击力的作用；另一方面由于磨矿介质在筒体内沿筒体轴心的公转与自转，在磨矿介质之间及其与筒体接触区又产生对矿石的挤压和磨剥力，从而将矿石磨碎。

一般一段或两段磨矿，便可经济地把矿石磨至选矿所需要的任何粒度。两段以上的磨矿，通常是由进行阶段选别的要求决定的。

第五节 产品生产工艺特点或流程

1、冶金

原矿粒度为30～120mm的白云石是生产金属镁的重要原料，其冶炼方法主要分为两大类，即电解法和硅热还原法。电解法工艺流程复杂，投资高、建厂慢、电耗大，并且副产品是氯气，易造成环境污染，只有大规模生产时才能获取经济效益，所以小型镁厂不宜采用此法；硅热还原法又分为半连续法、内热法和皮江法。半连续法和内热法虽然单体设备生产能力大，但运转电耗高，且工艺技术还有待改进。皮江法是将白云石煅烧后与硅铁、萤石混合制成球，在1100℃真空炉内加热，还原产生镁蒸汽及其他物质，再将镁蒸汽冷却后回收并铸成镁锭。目前在国内来说，冶炼金属镁，一般都采用硅热还原法，这种方法生产的镁占金属镁产量的20%。该方法中，镁产出率的高低与煅烧白云石的活性度高低一致，而煅烧白云石的活性度又与白云石的MgO、CaO、SiO2的成分含量、最佳焙烧温度、时间，储存时间的长短有关。

2、耐火材料

白云石作为碱性耐火材料的重要原料之一，其重要性仅次于菱镁矿，主要用于炼钢转炉衬，平炉炉膛，电炉炉壁，其次用于炉外精炼装置和水泥窑等热工设备。

白云石可制作白云石砖系列（目前主要有常规白云石砖、增锆白云石砖、增锆镁白云石砖等）、电熔白云石碳砖和电熔镁白云石碳砖等。后两者的使用结果表明，电熔白云石碳砖比烧结合成的镁白云石碳砖使用效果要好，而与镁碳砖的水平相近。另外，采用高纯白云石加入铁矿进行煅烧制造的焦油白云石砖做炉衬时，采用喷补白云石喷补料的方法，可使炼炉的寿命显著提高。例如，日本采用喷补这一方法，可使炉龄提高到几千炉至一万炉，而大型炉每年要耗用25～50千t喷补级白云石。在水泥回转窑上，与镁尖晶石砖和镁铬砖相比，白云石砖系列作高温烧结带内衬更为适宜。但是，白云石砖作为耐火材料，其易水化性使其用量和使用性能受到了影响。因而，在制砂和制砖时常常采用有利于提高抗水化性的工艺，如采用二步煅烧，通过机械和添加物活化的方法制取烧结温度较低、致密度较高的白云石砂。所以，目前制砂工艺正向电熔和高纯烧结砂及合成砂方向发展。另有报道，烧成直接结合白云石砖的抗水化性比沥青结合砖高4倍，而烧成砖经沥青浸渍后又可进一步提高抗水化性。

第六节 国内外生产技术发展趋势分析

近年来一些选矿厂已由两段磨矿改为三段磨矿。采用的磨矿设备一般比较小，最大球磨机3.6ｍ×6ｍ，最大棒磨机3.2ｍ×4.5ｍ，最大自磨机5.5ｍ×1.8ｍ，砾磨机2.7ｍ×3.6ｍ。

磨矿后的分级基本上使用的是螺旋分级机。为了提高效率，部分选矿厂用水力旋流器取代二次螺旋分级机。

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