新闻资讯
珍珠岩开发及发展情况
发布日期:2017-05-21
珍珠岩开发及发展情况
珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩,经急剧冷却而成的玻璃质岩石,因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩矿包括珍珠岩,黑曜岩和松脂岩。三者的区别在于珍珠岩具有因冷凝作用形成的圆弧形裂纹,称珍珠岩结构,含水量2~6%;松脂岩具有独特的松脂光泽,含水量6~10%;黑曜岩具有玻璃光泽与贝壳状断口,含水量一般小于2%。珍珠岩具有珍珠光泽,多呈浅灰、暗绿、黄白或褐色;黑曜岩呈黑色或褐色;碎片以及薄片的边缘部分呈透明或半透明;莫氏硬度为5.5-7;密度2.2-2.4;耐火度可达1300-1380摄氏度。
一、珍珠岩的分布情况:
珍珠岩矿床生成自中生代以来,随着火山爆发,各类岩浆大量喷出,在侏罗系、白垩系、第三系、第四系内未遭破坏的火山岩地带,均分布有珍珠岩矿藏。
从矿带角度看,珍珠岩矿床分布具有一定集中性:在欧洲,主要是从冰岛向南延伸,沿苏格兰、北爱尔兰、法国中部、意大利撒丁岛、希腊的爱琴岛、土耳其至东欧匈牙利等的勾形火山地带分布;另一个地带为环太平洋带,它包括新西兰、澳大利亚、菲律宾、中国、日本、阿拉斯加、美国和墨西哥等;其中,已知储量较丰富的国家有中国、美国、希腊、日本、匈牙利、土耳其、墨西哥和澳大利亚等;据美国USGS于2010年发表的资料,世界珍珠岩储量约为7亿吨(不包括中国)。
美国:珍珠岩矿床主要位于亚利桑那州、加利福尼亚州、爱达荷州、内华达州、新墨西哥和俄勒冈州;而新墨西哥和俄勒冈两州占美国珍珠岩矿藏的大部分;美国珍珠岩矿床广泛分布在流纹质火山岩地域内;珍珠岩呈浮岩质和显微多孔状结构,黑曜岩不多见。
希腊:珍珠岩储量在欧洲处于首位,主要位于米洛斯(Milos)的爱琴岛和高斯(Kos)岛,是由斜长流纹岩组成的火山玻璃。据报道,这些矿床已探明储量总计有5000万吨,基础储量约3亿吨.此外在基莫洛斯岛和勒斯沃斯岛也有珍珠岩矿床。
土耳其:广泛的火山活动形成了一些大型珍珠岩矿床,尤其是西部的第三纪火山活动。西部的伊兹米尔(Izmir)、马尼萨(Manisa)、巴勒克埃西尔( Bal ikesir)以及埃斯基谢希尔(Eskisehir)为主要分布区域。内夫谢希尔(Nevse hir)、安卡拉(Ankara )东南和东部凡城(vein)湖区也探测有珍珠岩矿床。
中国:中国珍珠岩矿床主要分布于中国大陆地壳活动频繁的中生代,矿带北起黑龙江,南至南海海滨和海南岛,长约3000公里,宽约300-800公里。此矿带可进一步划分为三个亚带:一个是大兴安岭和燕山亚带:主要珍珠岩矿床有河北的宽城、平泉以及张家口,围场,沽源;辽宁的凌源、法库、建平以及锦州、锦西义县、黑山;山西的灵丘;河南的信阳、罗山;内蒙的多伦、太仆寺旗、正蓝旗和喀喇沁旗的宁城一带等。另一个是东北北部和山东亚带:主要珍珠岩矿床有吉林九台、黑龙江穆棱等。第三个是东南沿海亚带:主要有浙江东北部松脂岩矿床等。
根据有关地质资料,珍珠岩矿带包括有17个省区,共34处矿区;主要集中在河南、山西、黑龙江、辽宁、山东、江苏、江西和内蒙古等地区;
其中,河南居首位,储量为9289万吨,基础储量10622万吨;山西第二,储量3409万吨,基础储量4261万吨;黑龙江第三,储量675万吨,基础储量843万吨,;江苏第四,储量和基础储量均为579万吨;山东第五,储量337万吨,基础储量483万吨;辽宁第六,储量57万吨,基础储量503万吨;浙江第七,储量242万吨,基础储量296万吨;内蒙第八,储量208万吨,基础储量263万吨;江西第九,储量59万吨,基础储量403万吨。其它查明资源储量较大的还有河北、安徽、福建、广西、新疆等。河南的信阳市上天梯管理区具有珍珠岩亚洲储量第一的美誉!
二、珍珠岩类型与用途 珍珠岩原砂经细粉碎和超细粉碎,可用于橡塑制品、颜料、油漆、油墨、合成玻璃、隔热胶木及一些机械构件和设备中作填充料。 珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料。具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小,且无毒、无味、防火、吸音等特点,广泛应用于多种工业部门。 建材工业:用作混凝土骨材;用于制造軽质、保温隔热吸音板;防火屋面和轻质防冻、防震、防辐射等高层建筑工程墙体的填料、灰浆等建筑材料;各种工业设备、管道、冷藏和运输工具的绝热层,如各种冷库工程的内壁、低沸点液体、气体的储罐内壁和运输工具的内壁等。另外,还用作各种隔热保温玻璃、矿棉、陶瓷等制品的配料。 轻工部门:用于制作过滤剂和填料,制作分子筛,用作过滤剂、去污洗涤剂;净化各种液体:用于酿酒、制作果汁、饮料、糖浆、糖、醋等食品加工制造业过滤微细颗粒、藻类、细菌等; 我国目前所使用的助滤剂均为低强度助滤剂,用途的范围及性能都有所限制;而有一家公司研制出一种一剂多用的改性助滤剂,在污水处理、食用油中的五脱等方面有着明显的特效,可替代活性碳、活性白土等,工艺简单,有着良好的社会效益和经济效益。 另外,珍珠岩还用于颜料搪瓷瓷釉的生产;宝石及玻璃制品的磨料以及特殊用途的包装材料。 化工工业:用作塑料、树脂和橡胶工业的充填剂;化学反应中的催化剂;工业塑料和喷漆等部门的去毒用料等。 石化工业:油井灌浆混合剂;精制润滑油时用作助滤剂;用于净化废油、石油脱蜡、分馏烷烃等方面。 环保产业:现代社会有三大污染:噪声污染、水污染和大气污染;比较合适粒径的珍珠岩能大大提高制品建材的吸声隔音性能;而且能净化食用水;对污水进行处理,特别是核工厂废水,从而优化人类的生活环境。 农林园艺:用作土壤改造,防止作物倒伏,控制肥效和肥力,以及用作杀虫剂、除草剂以及化肥、农药的稀释剂和载体。 冶金机械:用作塑性耐火材料; 国防部门:生产炸药时用作密度调节剂等 据有关材料,膨胀珍珠岩常常是以制品的形式广泛用于国民经济各部门,制品的做法通常是以膨胀珍珠岩为骨料,加入适量的水、水泥、水玻璃、磷酸盐等胶结剂,经搅拌、成型、干燥、焙烧或养护而成预定形状的产品,如板状、管状、微细颗粒状(助滤剂和炸药密度调解剂)等;制品的名称视其所用的胶结剂名称而定,如水泥膨胀珍珠岩。 三、珍珠岩市场供求情况 当前进入国际市场的珍珠岩商品,主要有珍珠岩矿石、加工矿石粒、膨胀珍珠岩、助滤剂制品等。贸易市场主要集中在欧洲。欧洲贸易市场占市场贸易量的90%以上,矿石的出口国主要有中国、日本、匈牙利、希腊和土耳其等国,进口国主要有日本、中国、韩国、台湾省、比利时、德国、意大利、西班牙和美国等国家和地区。 珍珠岩的国际市场价格受多个因素影响。据有关销售人员统计,珍珠岩市场价格主要受运费和生产成本的制约;美国有关部门曾经计算,经西部产区运到东部用户,其价格构成中,运费约占60%;对我国出口来说,远距离运输费用,也在很大程度上影响商品的CIF的价格水平。因此,运输距离是决定珍珠岩国际市场价格的重要因素之一。 另一个因素是生产成本,特别是燃料成本,2009年珍珠岩产品价格上涨了3-5%,2010年珍珠岩的产品价格又上涨了8-10%不等,是与国际能源市场价格上浮等因素相关联的; 当然,在国际经济稳步复苏国际经济运行良好的大环境中,国际市场商品价格水平普遍上涨的情况下,珍珠岩产品涨价是符合情理的;有一位买主提出:他们承受的海陆运输成本提高的打击更为严重;所以珍珠岩提价10%,买方是可以接受的。 珍珠岩通常经过破碎焙烧后,成为颗粒状的膨胀珍珠岩,具有广泛的工业用途。正是出于这一方面的原因,所以,珍珠岩的消费需求还是很大的。随着世界性的经济复苏,世界建筑工业,以及与人们生活息息相关的日用轻工化工部门等有进一步强劲发展势头,特别是中国和印度等;这将会给珍珠岩的消费带来光辉的前景。 美国:据美国USGS,2009年,美国珍珠岩消费48万吨,比2008年的58.4万吨有所下降。其消费的比例是,59%的珍珠岩用于建筑业,13%用于农林园艺,13%用于工业填料,8%用于助滤剂,其它占7%。 美国在建筑工业上,主要使用水泥珍珠岩混凝土现浇屋面板和预制配筋屋面板。 中国:主要珍珠岩消费领域有如下述: 建筑工业: 用作墙体材料,以膨胀珍珠岩为原料制造水泥珍珠岩混凝土墙板和陶粒珍珠岩混凝土墙板,比轻质混凝土板便宜17%,比普通砖便宜40%,具有较好隔音性能。 用作屋面材料;保温、防水性能好而且造价便宜;它比采用松散炉渣作保温层的屋面便宜31%,比矿棉毡保温屋面便宜39.4%,比泥煤板保温屋面便宜48.7%,比泡沫混凝土保温屋面便宜52.8%。用作抹面材料: 膨胀珍珠岩抹面材料具有优良的保温、隔热、吸音、耐火等性能,而且施工上还具有立即使用、硬化快、成本低等优点。据试验,采用厚2cm的石灰膨胀珍珠岩抹面层,其保温效果,相当于厚12~14cm的普通砖墙的效果。这种抹面材料,比普通抹面材料要轻60%。 用作松散填充材料: 在框架轻板建筑中,膨胀珍珠岩是一种较为理想的材料,在一些工程中,也可在空斗墙或空心砌块中,填充膨胀珍珠岩粉料,能达到良好的保温、隔热的效果。 生产泡沫玻璃和珍珠岩泡沫作为隔热材料:用膨胀珍珠岩生产耐火用的轻质喷涂料。 低温工程中的应用 膨胀珍珠岩与其它绝热材料相比,具有导热系数低,价格便宜,适用温度范围广等优点。 珍珠岩已广泛用于低温工程和有低温过程设备、管道装置之中:如用作冷藏库的隔热填充材料;作冷藏运输的隔热材料;液化天然气贮存,运输和输送用的隔热材料;空气分离装置用的隔热材料;液氧、液氮和液氩的贮存、运输所用的贮槽;在液氢生产中,氮级和氢级的冷箱;在深冷法分离乙烯生产,氩气及其它稀有气体的生产中,也常用膨胀珍珠岩作绝热材料。 过滤技术方面的应用 助滤剂:在过滤含有杂质的液体时,通常采用筛网(或滤布)与助滤剂相结合的方法。膨胀珍珠岩无毒,不含能在液体中溶解的无机质或有机质,对液体的芳香和色素成分的吸附能力低,而且过滤速度快,因而是一种良好的助滤剂。
我国目前在饮料、酒类、医药、化工等行业中所使用的助滤剂均为低强度助滤剂,用途的范围及性能都有所限制,需要开拓新型的过滤介质;新莱特公司研制出改性助滤剂。改性助滤剂是一种一剂多用的产品,在污水的处理、食用油中的五脱等方面有着明显的特效,可替代活性碳、活性白土,使工艺简单化,并大大降低了生产成本,有着良好的社会效益和经济效益。
生产特殊滤纸:用硅藻土和珍珠岩滤粉加以纤维素浆液经离子改良剂处理和真空粘结、干燥制成滤纸,就是其中的一种方法。这种方法对于过滤食品工业中和药物工业中的液体尤为适合。
作含水炸药的密度调剂:经增水增油处理过的膨胀珍珠岩粉,已用作含水炸药的密度调节剂。
其它方面的应用:
珍珠岩粉可作釉料,也可作坯料生产日用瓷、美术瓷和卫生瓷。此外还用于污水处理(特别是核工厂废水)、铸造、园艺、农药载体等方面。
总之,随着国家科学技术的发展,珍珠岩的用途也将更加广泛,技术含量也将更高。
四、珍珠岩在我国的前景
国内外珍珠岩矿占主导地位的用途是生产膨胀珍珠岩及其制品。目前我国膨胀珍珠岩的年产量已超过400万m3,占我国保温材料年产量的5%左右,是国内使用最为广泛的一类轻质保温材料。据有关部门统计,目前我国膨胀珍珠岩在市场上的应用比例为建筑工程约60%,热管道保温约30%,装饰材料约10%,故主要还是用于建筑节能和设备及管道保温。
尽管珍珠岩广泛地应用于各个领域,是一个方兴末艾的工业,但它在某些领域已面临严峻的挑战,不久的将来,许多材料将取代珍珠岩。在代用材料方面,用作灰浆和建筑领域的隔热材料,片状蛭石是一种最有竞争性的材料。轻质骨料如:浮石、膨胀粘土、页岩和火山灰岩、火山灰渣、或泡沫水泥,它们成本低、结构强度高、超过珍珠岩。
在隔热方面,玻璃纤维、矿棉、硅藻土、石棉、纤维和塑料泡沫也是有力的竞争对手。其中最具有代表性的是信阳市平桥区中信保温建材厂,拥有中国最大的珍珠岩生产车间,具有二条膨胀珍珠岩生产线,生产工艺过程采用DCS(DISTRIBUTE CONTROL SYSTEM)系统使用公司的TPS系统对整个装置进行过程控制、实时操作和工厂信息一体化,其中以煤气为燃料的膨胀珍珠岩生产线,是国内最大的膨胀珍珠岩产品的生产线,专门生产珍珠岩助滤剂原料。充分顾及膨胀珍珠岩质量是影响珍珠岩助滤剂的主要因素.由于膨胀珍珠岩质量稳定,颗粒强度高,从根本上保证了BN(AG)型珍珠岩助滤剂的产品质量。膨胀珍珠岩用于过滤材料时,虽然也使用硅石砂、有机纤维和其它材料,但硅藻土是主要的代用材料。
用作填料和添加剂的还有粉状滑石、硅石砂、粘土、硅藻土和石灰石。 在农业上,与珍珠岩相抗衡的有蛭石、泥灰和锯末。
珍珠岩做吸附剂、磨料和添加剂时最容易受到各种矿物制品的挑战。
在冷冻工程上,不透明气溶胶和一种由铝和玻璃布组成的薄膜可取代珍珠岩。
为迎接其它制品与材料的挑战,珍珠岩及珍珠岩加工业首先要降低生产成本提高制品性能,充分利用其自身的优点不断开发研制新的功能性制品,如:
轻质防水隔热建筑材料产品质量轻,不易老化,防水隔热,适于高层建筑以及轻质墙体、管道保温、冷库墙体保冷等。
复合轻质功能性板材 产品容重轻,强度高,可切割成适合现场需要的不同形状,抛光处理后表面平整度高的产品。
玻璃质建筑装饰板其特点是具有优异的物理化学性能,质感豪华,装饰性能好;其力学性能、耐气候性、光泽度等优于大理石接近花岗岩。 无土载培基质 是农业、植物、园艺方面很有发展前途的应用领域。 助滤剂,实践表明珍珠岩和硅藻土并用,效果优于任何一种助滤剂单独使用。 发展趋势 1)为了提高膨胀珍珠岩的制品性能,应尽快开发球形非多孔膨胀珍珠岩的研制。首先入炉珍珠岩矿要尽可能地按近球形而不是以前的粒度适宜的不规则状;第二是改善窑炉的结构,提高膨胀珍珠岩的强度。 2)珍珠岩原矿经细粉碎,超细粉碎和表面化学处理而成为具一定功能的矿物填料,可广泛地应用于橡胶、塑料、电缆、油漆、油墨等行业。 3)珍珠岩用于动物饲料和种植农作物,已取得初步效果,无论是作动物饲料的添加剂、鸡笼中的铺垫料、填料、防板结和改善流动性的添加剂,或作为兽医制剂、杀虫剂、肥料、微量元素的载体、吸收剂或吸附物,或用于分离培养基质及其它目的。 总之,滤纸和助滤剂,园艺和填料的进一步利用,将使我国珍珠岩工业跃上新的台阶。我国珍珠岩工业是有发展前途的。