蓝晶石发展趋势

开发现状

随着工业利用范围的扩大，蓝晶石精矿需求量将会不断增长，其增长率一般每年为5－7%。在钢铁工业方面增长率每年为10%。预计明年中国冶金工业需用蓝晶石量可达4－6万吨。电器、无线电、化学瓷、高强瓷等行业需用蓝晶石量可达1.4万吨。若加强出口能力，约为3万吨。

蓝晶石开发利用存在产品与市场需求不对路的局面，高质量蓝晶石产品供不应求。低质量蓝晶石产品已趋饱和，造成市场缺口较大。应加强选矿技术研究，开发出经济上合理的高质量蓝晶石产品生产技术，改变供求矛盾。

趋势

（1）蓝晶石精矿在钢铁工业、制备地板和墙体耐火砖等方面的用量将有较大增长。在玻璃和陶瓷工业方面的用量将处于稳定状态。

（2）对蓝晶石精矿的要求主要是向高纯度方向发展，其制品向多种和高质量方面发展。

（3）重选及反浮选工艺用于超纯度蓝晶石精矿的生产是有发展前途的，应加强应用技术研究及生产转化。

蓝晶石特征

黑云石榴蓝晶石麻岩型矿石，主要矿物为蓝晶石、黑云母、斜长石。次要矿物为石英、绢(白)云母、石榴石、十字石等。

蓝晶石绿泥片岩型矿石，主要矿物为蓝晶石和绿泥石。次要矿物为斜长石、黑云母、白云母、石英，石墨等。

黄玉蓝晶石石英片岩型矿石，主要矿物为蓝晶石、石英、白云母。次要矿物为黄玉、金红石，黄铁矿等。

伟晶状蓝晶石矿石，主要矿物为石英、蓝晶石、次要矿物为绢(白)云母等。

蓝晶石矿物分子式、物理性能

矿物名称

分子式

晶系

晶形

硬度

比重

转变温度（℃）

体积膨胀（%）

蓝晶石

AL2(Si04)0

三斜

板状

5.5－7

3.56－3.68

1100－1480

16－18

蓝晶石矿物在高温下(1100－1650℃)煅烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅(方石英)，同时产生不同程度的体积膨胀。

莫来石具有很高的耐火度(1800℃时仍很稳定)，化学惰性和良好的机械强度。其矿物性质如下：密度（3.16）莫氏硬度(6－7)耐火度(1800°C时仍很稳定，1810°C分解为刚玉和液相)。

三类变态

蓝晶石是一种变质矿物，主要产于区域变质结晶片岩中，其变质相由绿片岩相到角闪岩相。根据含蓝晶石的形态特点，将蓝晶石矿分成如下三类变态：

(1)针状和纤维状集合体(纤维针状矿石)。

(2)富含空晶石的假象蓝晶石集合体(假象型矿石)。

(3)蓝晶石结核矿(结核型矿石)。如矿床同时含有上述三种变态，这类矿属于混合型。

矿床工业类型

蓝晶石矿床工业类型主要有：黑云石榴蓝晶石片麻岩型、蓝晶石绿泥片岩型、黄玉蓝晶石石英片岩型，伟晶状蓝晶石型。

黑云石榴蓝晶石片麻岩型矿床产于太古代变质岩系中，含矿岩石以蓝晶石、石榴石、黑云母斜长麻岩为主。单晶石矿体呈层状、或大的扁豆体。单个矿体一般延长数百米，蓝晶石含量10－25%。

蓝晶石绿泥片岩型矿石产于太古代，蓝晶石不均匀地分布在绿泥片岩中。矿体呈透镜状，蓝晶石含量由百分之几到百分之二十几。原岩含镁较高，有时含有微量刚玉。

黄玉蓝晶石石英片岩型矿床产于元古代石英岩中，矿石以蓝晶石石英片岩为主。有时有蓝石云母石英片岩，蓝晶石含量10－30%，含有少量黄玉，并见有沿裂隙分布的放射聚晶状叶腊石。

伟晶状蓝晶石矿床，矿体呈不连续的小扁豆体，分布在古生代黑云母片岩中，矿石组成简单，蓝晶石晶体一般在5厘米以上。

蓝晶石工艺特性

(1)热膨胀性

蓝晶石矿物在加热过程中转化为莫来石和蓝晶石的混合物。在这个转化过程中，矿物伴随着体积膨胀，并且形成良好的英来石针状网络，体积膨胀率16－18%。

蓝晶石加热至1000℃无变化，在1300℃以上逐渐转变为莫来石和白硅石。蓝晶石在转化为莫来石的过程中将产生一定的体积膨胀、体积膨胀分：平缓期、剧化期、下降期、平缓期。

当温度在1100～1300℃时，试样体积膨胀不大，蓝晶石分解缓慢，莫来石化不完全，晶体微小剧化期，当温度达到1300～1450℃时，蓝晶石快速分解，莫来石化渐趋完全，体积膨胀很大，约在1450℃时达到最大下降期。当温度超过1450℃时，蓝晶石已完全分解，莫来石化完成晶体开始发育物料基本不再膨胀，甚至产生收缩，

蓝晶石的膨胀性是评价其质量的重要依据。蓝晶石颗粒越大，体积膨胀也越大，反之则小’蓝晶石的膨胀性不仅与颗粒有关，同时也与纯度有关，纯度越高，膨胀也就越大，并随Al₂O₃含量增高，其线膨胀也增大。

(2)稳定性

蓝晶石矿物生产耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍。蓝晶石耐火砖比粘土砖的损耗低43%，比粘土砖寿命长150－200炉。

(3)耐火度高

一般粘土质耐火材料的耐火度为1670－1770℃，而蓝晶石的耐火材料通常大于1790℃，最高大于1850℃。

(4)不可逆性

蓝晶石矿物煅烧成莫来石，是一个不可逆的转化。在温度1810℃以下它是稳定的。因此莫来石耐火材料具有高温下体积稳定、膨胀率低、抗化学腐蚀性强、机械强度高和抗热冲击能力强的特点。

蓝晶石工艺技术

综合利用技术方法及工艺流程

蓝晶石矿物的选矿，一般使用浮选、磁选、重选三种方法，也有采用电选方法，但常以重选浮选为主。磁选做为除杂手段。原则工艺流程见图1所示。

粗粒嵌布蓝晶石矿石，包括粗粒级和细粒结核状矿石，合理的选矿工艺是重选或重浮联合。首先将矿石分成粗细两个粒级，粗粒级用重选摇床处理，细粒级浮选法回收。

入选粒度：粗粒35－65目，细粒－65目。流程的最大特点是避免了粗粒蓝晶石的过粉碎，提高了回收率，同时也保证了精矿中大于65目的蓝晶石矿物粒度。原则工艺流程见图2所示。

混合型蓝晶石矿石，包括粗粒嵌布和细粒嵌布的两种类型的矿石，可采用重浮联合流程（见图3）。也可采用分级浮选法，选矿流程为：脱泥后的物料分成+60目和-60目二个粒级，然后分别进行浮选，其优点是粗粒蓝晶石回收率高。原则工艺流程如下：

开发生产实例

蓝晶石矿物的主要生产国有美国、原苏联、印度、南非、法国、加拿大、澳大利亚等国。中国对蓝晶石矿石的选矿研究始于70年代末，只有少数几个矿山建有选矿厂。下面介绍中国河北魏鲁蓝晶石矿开发生产情况。

(1)原矿性质

该矿区蓝晶石赋存于石榴黑云斜长片麻岩中。根据矿石的基本性质及矿物成分，矿石可分为三个基本自然类型：①含石榴蓝晶黑云斜长片麻岩。

②含石墨蓝晶黑云斜长片订岩。

③含石榴蓝晶黑云变质岩。其中含石榴蓝晶黑云斜长片麻岩为本区主要的矿石自然类型。矿石的矿物组成见下表。原矿的化学成分见下表：

化学成份

SiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

TiO2

CaO

MgO

K2O

Na2O

含量（%）

54.34

25.51

1.62

5.11

1.09

0.49

1.87

4.25

0.88

(2)工艺流程

魏鲁蓝晶石选厂采用磁选一浮选流程。选矿工艺流程见图4。原矿磨至-0.2mm，脱泥后进行磁选作业，磁选精矿进入重选（摇床）作业，获得铁铝榴石精矿。磁选尾矿作为浮选蓝晶石原料。浮选是在常温下用石油磺酸钠作捕收剂，硫酸作pH值调剂（pH=2—3）。经一粗一精选别作业，再经脱泥后得到蓝晶石精矿。

魏鲁蓝晶石矿选矿工艺流程

(3)产品规格

魏鲁蓝晶石矿除生产蓝晶石浮选精矿外，还生产颗粒较大、品位较高的手选蓝晶石精矿。产品规格见：

魏鲁蓝晶石矿产品规格

(4)技术经济指标魏鲁蓝晶石矿技术经济指标（1989年）见下表。

项目

单位

指标

原矿处理量

Kt/a

30

精矿产量

t/a

3000

矿石粒度

原矿粒度

mm

300

入磨粒度

mm

20

入选粒度

-200目含量（%）

50

矿石品位

原矿

%

精矿

%

尾矿

%

选矿比

≥10

选矿回收率

%

≥70

药剂耗量

石油磺酸钠

g/t

1500

硫酸

g/t

1000

蓝晶石选矿方法

蓝晶石矿物的选矿，一般使用浮选、磁选、重选三种方法。也有采用电选方法，但常以重选浮选为主。磁选作为除杂手段。具体的选矿方法、药剂制度、选别流程要根据矿床特征、矿石组成、结构构造、围岩性质等情况而定。细粒嵌布的蓝晶石矿石，主要采用浮选方法。因为蓝晶石矿物与脉石矿物与脉石矿物的比重不大，一般不考虑重选。

混合型蓝晶石矿石，包括粗粒嵌布和细粒嵌布的两种类型的矿石，可采用重浮联合流程。