Arena de Cuarzo, Arenisca de Cuarcita, Cuarcita

1. Descripción general

La arena de cuarzo, la arenisca de cuarzo y la cuarcita en la naturaleza se denominan colectivamente materias primas silíceas y están ampliamente distribuidas. El cuarzo es el principal componente mineral de las materias primas silíceas. Es un recurso mineral con propiedades físicas y químicas muy estables. Se utiliza ampliamente en industrias como la óptica, el vidrio, la electrónica, la química y los materiales refractarios.

2. Características mineralógicas de la roca

El componente mineral principal de los minerales de materia prima silícea es el cuarzo, y los minerales secundarios incluyen varios tipos de feldespato, restos de roca y minerales pesados ​​(granate, turmalina). , piroxeno, anfíbol, piedra fina, topacio, epidota, ilmenita, etc.) y mica, clorita, minerales arcillosos, etc. El cuarzo es el mineral más común formado solo por SiO2 en la naturaleza, incluido el cuarzo de baja temperatura del sistema trigonal (cuarzo α) y el cuarzo de alta temperatura del sistema hexagonal (cuarzo β). Los más comunes son el cuarzo de baja temperatura, generalmente denominado cuarzo. Los agregados de cuarzo se encuentran en forma de racimos o granulares, masivos, de estalactitas o de nódulos, sin escisión, con fracturas en forma de concha, brillo vítreo y la fractura a menudo tiene un brillo grasoso. Los puros son incoloros y transparentes, pero la mayoría de ellos son grises, de amarillo a naranja, morado, morado intenso, rosa, marrón grisáceo, marrón y negro debido a que contienen iones de pigmentos traza o inclusiones finamente dispersas, o tienen centros de color, y los la transparencia se reduce. Rayas blancas. Densidad 2,65～2,66g/cm3. Dureza de Mohs 7. El índice de refracción es 1,533 ~ 1,541, la diferencia de birrefringencia es 0,009 y la dispersión es 0,013. Sus propiedades químicas, térmicas y mecánicas tienen una anisotropía obvia, es insoluble en ácido y ligeramente soluble en solución de KOH. El cristal de cuarzo tiene actividad óptica, piroelectricidad y piezoelectricidad. En los cristales de cuarzo suele haber inclusiones sólidas, líquidas y gaseosas.

Arena de cuarzo se refiere a diversas arenas con un componente de cuarzo absolutamente dominante, como arena de mar, arena de río, arena de lago, etc. La arenisca de cuarzo es una roca arenosa consolidada. Su contenido de cuarzo y siliciclástico es generalmente superior al 95%. Los minerales accesorios son principalmente feldespato, mica y arcilla, y el contenido de minerales pesados ​​es muy pequeño. Los minerales pesados ​​comunes incluyen turmalina, rutilo, magnetita, ilmenita, etc. El cemento es generalmente silíceo. La cuarcita es una roca metamórfica formada por metamorfismo de areniscas de cuarzo u otras rocas silíceas.

La calidad del mineral en bruto de las materias primas silíceas en mi país no es alta. En términos generales, la calidad del mineral de roca es mejor que la del mineral de arena, la cuarcita es mejor que la arenisca de cuarzo y la arenisca del norte es mejor que la del sur. La arenisca y la arena marina son mejores que la arena continental. La composición química de la arenisca de cuarzo y los minerales de cuarcita es relativamente estable, con un contenido de SiO2 generalmente mayor que 97, un contenido de Al2O3 generalmente entre 0,4 y 1,3 y un contenido de Fe2O3 generalmente entre 0,04 y 0,39. La composición química del placer de cuarzo varía mucho de un lugar a otro, con un contenido de SiO2 de 82 a 99, un contenido de Al2O3 de 0,2 a 6 y un contenido de Fe2O3 de 0,07 a 1,38. Las principales impurezas nocivas de los minerales silíceos en bruto son los compuestos de hierro. El contenido de Fe2O3 en la roca de cuarzo es de 0,12 a 1, la mayoría del cual es inferior a 0,2; el contenido de Fe2O3 de la arenisca de cuarzo es de 0,06 a 1,12, la mayoría del cual es inferior a 0,3; el contenido de Fe2O3 de la arena de cuarzo es de 0,1 a 2,5, la mayoría; de los cuales es inferior a 0,6. El contenido de Al2O3 está relacionado con el contenido de feldespato, con un mínimo de 0,1 y un máximo de hasta 10.

3. Aplicación

Las materias primas de silicio se utilizan ampliamente en vidrio, materiales refractarios, cerámica, fundición, petróleo, industria química, protección ambiental, molienda y otras industrias.

1) Industria metalúrgica: El cuarzo tiene altas propiedades refractarias y se utiliza principalmente para la fabricación de materiales refractarios (ladrillos de sílice), fundición de aleaciones de silicio (ferrosilicio, silicio manganeso, silicio cromo) y como fundente. Se puede producir silicio cristalino puro. El silicio cristalino es la principal materia prima para la producción de silicio monocristalino y también se puede utilizar para producir silicio, aluminio y silicio orgánico. Arena utilizada para moldeo en la industria de la fundición. En la industria metalúrgica, se puede utilizar como aditivos de fundición, fundentes y diversas aleaciones de ferrosilicio. En la industria de materiales refractarios, se puede utilizar como ladrillos de alta temperatura para hornos, ladrillos ordinarios, materiales refractarios, etc.

2) Industria del vidrio: Es la principal materia prima para la fabricación de vidrio, pudiendo también transformarse en ladrillos refractarios para el revestimiento de hornos de fusión de vidrio.

Los productos de vidrio están hechos de roca silícea (arena) como materia prima principal, que generalmente representa alrededor del 70% de la composición de la materia prima. Se agregan dolomita, piedra caliza, feldespato, carbonato de sodio, sal de Glauber, polvo de carbón y otros ingredientes. fusión, conformación, recocido, corte y otros procesos y fabricados.

3) Industria del cemento: El cuarzo se puede utilizar como material corrector del cemento Portland, y la arena también se puede utilizar como ingredientes del cemento, hormigón celular, productos comunes, etc.

4) Industria de la construcción: se puede utilizar como importante piedra angular de construcción, piedra de relleno de carreteras y lastre de vías férreas.

5) Industria química: Puede producir diversos siliciuros, silicatos y nitratos, y los de buena calidad pueden usarse como rellenos en torres de ácido sulfúrico resistentes a los ácidos. También se puede utilizar para producir silicato de plomo, silicato de potasio, metasilicato de sodio, vidrio soluble, gel de sílice, desecante, catalizador de refinación de petróleo, pintura para paredes exteriores, pintura para líneas de carreteras, etc.

6) Materiales abrasivos: la cuarcita y la arenisca de cuarzo se pueden convertir en piedras de amolar, piedras de aceite, papel de lija, carbonato de silicio y otros materiales abrasivos. La arena de cuarzo también se usa comúnmente para aserrar piedras, pulir vidrio y moler metal; Productos y herramientas de piedra. La superficie del producto también se utiliza para pulir joyas.

7) Abrasivo de chorro de arena: la arena de cuarzo se puede utilizar como abrasivo de chorro de arena para eliminar las incrustaciones de óxido en la superficie de varias piezas de aleación de aluminio y realizar tratamientos de superficie en granito y mármol.

8) Otras industrias: se puede utilizar para esmalte y materias primas cerámicas, tratamiento de agua. Los puros se utilizan ampliamente en materiales aislantes, materiales decorativos, industria de la radio, instrumentos ópticos, resonadores, osciladores, filtros, redes de comunicación, transmisión de datos inalámbrica, transmisión de datos digitales de alta velocidad, detectores de infrarrojos, calorímetros láser termoeléctricos, instrumentos visuales nocturnos, espectrómetros. receptores, lámparas de cuarzo médico, tecnología ultrasónica, defensa moderna y tecnología de punta.

IV.Características Geológicas

Existen cinco tipos principales de yacimientos de materia prima silícea en mi país.

1) Depósitos sedimentarios de cuarcita metamórfica. La mayoría de ellos se generaron en la zona de subsidencia estructural en el borde de la plataforma, pertenecientes a sedimentos de facies costero-antelitoral, y posteriormente se formaron por diagénesis y ligero metamorfismo superficial. Ejemplos de este tipo incluyen depósitos de cuarcita como Xiaopingdingshan en Benxi, Liaoning y Laoqingshan en Fengyang, Anhui. La mayoría de ellos son de gran escala. El yacimiento tiene capas, de decenas a cientos de metros de espesor, contiene pocas o ninguna capa intermedia y las capas intermedias están distribuidas regularmente. La composición mineral del mineral representa más del 95 al 99% de cuarzo, con poco o nada de feldespato, minerales arcillosos y restos de roca. Los oligoelementos comunes incluyen mica, turmalina, circón, rutilo, magnetita, apatita, etc. La cementación con sílice y la tinción secundaria con hierro no son graves. Composición química del mineral: SiO2 96,42~99,78, generalmente no superior a 97; Al2O30,14~1,5 generalmente inferior a 1; Fe2O30,08~0,2, generalmente inferior a 0,15. La calidad del mineral es buena y el tamaño de las partículas es principalmente fino, generalmente entre 0,2 y 0,4 mm.

2) Depósitos sedimentarios de areniscas cuarzosas. Generados en el margen continental y en la costa en el borde de continentes antiguos o levantamientos antiguos, son en su mayoría depósitos de zonas intermareales a supramareales. A este tipo pertenecen los depósitos de arenisca de cuarzo como Qingmingshan en Suzhou, Jiangsu, Lei Zipai en Xiangtan, Hunan y Wanchao en Kaili, Guizhou. Las escalas son principalmente grandes. El yacimiento está estratificado, normalmente con 2 a 3 o 4 a 5 capas de mineral. El espesor de la capa suele ser de decenas de metros, pero rara vez supera los 50 m. La forma del yacimiento aún es estable, en su mayoría contiene capas intermedias en capas o lentes, y la distribución es irregular. La composición mineral del mineral representa más del 95% del contenido de cuarzo. El tamaño de las partículas es principalmente de 0,2 a 0,5 mm y es de angular a subredonda. Contiene una pequeña cantidad de feldespato, minerales arcillosos y restos de roca. Los oligoelementos comunes incluyen mica, turmalina y circonio, piedra, rutilo, magnetita, ilmenita, hematita, apatita, etc. Cemento silíceo y arcilloso, con diversos grados de tinción secundaria de hierro. Composición química del mineral: SiO295,58~99,75, generalmente superior a 96; Al2O3 0,29~3 generalmente inferior a 1,5; Fe2O3 0,01~0,24, generalmente inferior a 0,2. La calidad del mineral en bruto de este tipo de mineral es generalmente inferior a la del mineral de cuarcita, y la calidad del mineral en diferentes depósitos también varía mucho, pero la seleccionabilidad del mineral es generalmente mejor y se puede obtener concentrado de alta calidad después del beneficio. Además, los depósitos de arenisca de cuarzo mesozoico distribuidos en Jiangjin, Yongchuan, Sichuan y Dangyang, Hubei, son depósitos sedimentarios lacustres continentales.

3) Depósitos sedimentarios marinos de arenas de cuarzo. El depósito se distribuye a lo largo de la costa y es un depósito de arena sedimentaria de zona submareal-intermareal costera.

A este tipo pertenecen los depósitos de arena de cuarzo como Fujian Dongshan Wulong, Guangdong Huidong Bijia, Guangdong Yangdong Dagou, Guangdong Leizhou Qishui, Hainan Dongfang Basuo, Guangxi Beihai Baihutou, Shandong Rongcheng y Xukou. El tamaño de los depósitos es en su mayoría grande. Los depósitos de mineral generalmente se encuentran entre decenas de centímetros y aproximadamente 1 m sobre el nivel del mar, y la superficie de la playa o la superficie del mineral se inclina hacia el mar en un ángulo pequeño. El fondo de la veta mineral es arcilla arenosa rica en materia orgánica de la fase intermareal litoral. El yacimiento tiene capas, de varios metros a más de diez metros de espesor, y contiene capas intermedias de lentes, en su mayoría arena arcillosa orgánica. El cuarzo representa más del 90 al 99% de la composición mineral del mineral. Es principalmente de grano medio a fino, con un tamaño de partícula uniforme y buena clasificación. Contiene una pequeña cantidad de feldespato, minerales arcillosos y restos de roca comunes. incluyen mica, turmalina, circón, rutilo, magnetita, ilmenita, titanio blanco, granate, monacita, etc., algunos contienen espinela de cromo y tienen diversos grados de tinción secundaria con hierro. Composición química del mineral: SiO2 92,12~98,45, generalmente superior a 92; Al2O3 0,1~3,5, generalmente inferior a 2,5; Fe2O3 0,01~0,21, generalmente inferior a 0,2. La calidad del mineral es buena, aunque hay cambios en cada zona productora, existe cierta regularidad en la composición del mineral, la composición química y la composición de las partículas.

4) Depósitos sedimentarios de arenas cuarzosas fluviales y lacustres. Distribuidos a ambos lados del curso medio del río Amarillo, los depósitos de arena de cuarzo como Huneckzui en Lanzhou, Gansu y Sidaoquan en Etuoke Banner, Mongolia Interior, pertenecen a depósitos de llanuras aluviales ribereñas distribuidos en la unión de Yihe, Shuhe y el lago Luoma en; Jiangsu y en las estribaciones de la montaña Maling Los depósitos de arena de cuarzo como Baimajian y Chenggang en Xinyi, Suqian, Jiangsu pertenecen a la deposición de la fase del delta del río. La veta de mineral tiene un desarrollo de lecho cruzado, una estructura compleja, grandes cambios de espesor, mala calidad del mineral y una cementación de arcilla débil. Después de la elutriación, la arena y el lodo se separan después de un mayor beneficio y separación del feldespato, se puede obtener un concentrado de arena de cuarzo de alta calidad. ser obtenido. Los depósitos de arena de cuarzo como Turjishan, Ganqika y Zhanggutai, que se distribuyen en la cuenca de Tongliao en el noreste, pertenecen a depósitos de facies fluviales y lacustres. La distribución de las capas minerales es estable, la composición y el tamaño de las partículas de los minerales son uniformes. La estructura interna de las capas minerales es simple y las capas intermedias contienen principalmente materia orgánica. Las capas de arena arcillosa negra y gris fueron una acumulación eólica después de que se levantara la cuenca del Holoceno, formando el paisaje eólico actual. Los depósitos varían en tamaño de pequeños a grandes. Los cuerpos minerales son irregulares o lenticulares, generalmente de varios metros de espesor, y contienen capas intermedias lenticulares compuestas por diferentes cuerpos minerales o capas de arcilla, con distribución irregular. El cuarzo representa del 80 al 95% de la composición mineral del mineral y contiene más feldespato, minerales arcillosos y restos de roca. Los oligoelementos comunes incluyen mica, turmalina, circón, rutilo, magnetita, ilmenita, granate, epidota, clorita, etc. , tienen diversos grados de tinción secundaria con hierro. Composición química del mineral: SiO2 81,70~98,46, Al2O3 1,5~9,29, Fe2O3 0,07~1,03.

5) Depósitos sedimentarios lacustres de arenas de cuarzo. Se trata principalmente de los depósitos de arena de cuarzo de facies modernas a orillas del lago distribuidos en Hukou, Yongxiu y otros lugares en la orilla este del lago Poyang en la provincia de Jiangxi, y todavía reciben depósitos lacustres. Los depósitos varían en tamaño de pequeños a grandes. El yacimiento está formado por capas de varios metros de espesor y las capas intermedias están distribuidas regularmente. El cuarzo representa más del 90% de la composición mineral y contiene más feldespato y restos de roca. Los oligoelementos comunes incluyen mica, turmalina, rutilo, magnetita, granate, epidota, clorita, etc. Con distintos grados de tinción secundaria por hierro. Composición química del mineral: SiO2 92~95,54, normalmente 93; Al2O3 0,1~5,5, normalmente 2,5; Fe2O3 0,07~0,32, normalmente 0,16.

5. Distribución de los yacimientos minerales

1) Depósitos de arenas de cuarzo. Distribuido en Hainan, Jiangxi, Guangdong, Fujian, Mongolia Interior, Jilin, Guangxi, Jiangsu, Shandong, Liaoning, Gansu, Heilongjiang, Xinjiang, Ningxia y otras provincias y regiones. Hainan representó 49,69, Jiangxi representó 11,38 y Guangdong representó 11,14. Los depósitos de arena de cuarzo en mi país se distribuyen principalmente en los sedimentos costeros modernos del Cuaternario a lo largo de la costa del este y la península de Jiaodong. El principal cinturón metalogénico es el cinturón de distribución de depósitos de arena de cuarzo en la costa sur, comenzando desde el sur de Fujian en el norte, incluido. Huidong, Yangxi, Leizhou y Hainan en Guangdong, hasta Beihai, Guangxi, son el principal objetivo de desarrollo y utilización de las minas de arena marina en mi país. Los depósitos de arena de cuarzo fluvio-lacustres se distribuyen principalmente en el Sistema Cuaternario de la Cuenca de Tongliao en la unión de Mongolia Interior, Jilin y Liaoning.

El área de distribución de los depósitos de arena de cuarzo de Tongliao incluye el área occidental de Liaohe-Liuhe. Los depósitos se concentran principalmente a lo largo del ferrocarril Dazheng. Es una de las principales bases de suministro de materias primas silíceas de vidrio en el norte de mi país. Los depósitos fluviales aluviales de arena (roca) de cuarzo se distribuyen principalmente a lo largo del tramo medio del río Amarillo y en el área neógena en Suqian, Anhui. Los depósitos sedimentarios lacustres de arena de cuarzo se encuentran en la primera o segunda terrazas en la orilla este del lago Poyang. Hukou a Yongxiu en Jiangxi En la cuarta serie, algunos de los depósitos han sido utilizados por las fábricas de vidrio cercanas.

2) Depósitos de areniscas cuarzosas. Distribuido en Shandong, Sichuan, Hebei, Jiangxi, Hunan, Jiangsu, Zhejiang, Guizhou, Shanxi, Hubei, Yunnan, Ningxia, Jilin, Guangxi, Shaanxi, Beijing, Xinjiang, Gansu, Mongolia Interior y otras provincias (regiones, ciudades). Shandong representó el 28,16, Sichuan el 11,83 y Hebei el 9,03.

Los depósitos de arenisca de cuarzo de mi país se producen principalmente en la cubierta sedimentaria de la Plataforma Yangtze. Las principales capas de producción son el Devónico, seguido del Siniano, el Cámbrico, el Jurásico y el Triásico y el Neógeno, y a menudo se encuentran depósitos minerales. Facies marinas someras o sedimentos de facies alternas marino-continentales. La principal área de mineralización es el área de distribución de arenisca de cuarzo en la cuenca del río Yangtze, comenzando desde Jiangsu y Zhejiang en el este, hasta Hubei en el oeste, extendiéndose hasta Hanzhong, Shaanxi en el norte y Hunan y Guizhou en el sur. Muchos yacimientos minerales de gran escala y buena calidad. Además, se han descubierto varios grandes depósitos de arenisca de cuarzo en el sistema Cámbrico en Yinan, Cangshan y otros lugares de Shandong, formando otra zona de mineralización de arenisca de cuarzo.

3) Yacimientos de cuarcita. Distribuido en Qinghai, Liaoning, Shaanxi, Anhui, Shandong, Henan, Gansu, Fujian, Shanxi, Zhejiang, Beijing, Mongolia Interior, Jiangsu, Xinjiang, Jiangxi, Jilin y otras provincias (regiones, ciudades). Qinghai representó 69,25, Liaoning representó 12,45 y Shaanxi representó 7,80.

Los minerales de cuarcita de mi país se producen principalmente en la zona de subsidencia secundaria de la Plataforma del Norte de China y el Cinturón Plegado de Qilian, y también se distribuyen en la Plataforma Yangtze. Las capas que contienen minerales son en su mayoría precámbricas y algunas. Son el sistema Silúrico, Devónico. Las principales áreas metalogénicas son las áreas de distribución de cuarcita (arenisca de cuarzo) en Liaoning, Hebei y Henan, comenzando desde Baishan en Jilin, pasando por Liaoning, Hebei, Beijing y Shanxi y terminando en Henan. Están distribuidas aproximadamente en dirección noreste. y están estrictamente afectados por el control de los estratos minerales de Sinian; otra área de mineralización es el cinturón de distribución de cuarcita (arenisca de cuarzo) de la bahía de Xining-Bohai. El cinturón mineral se distribuye alrededor del borde occidental de la plataforma chino-coreana. La escala y la calidad de los depósitos no son tan buenas como las del primero, pero son los principales objetivos de extracción y utilización en el noroeste de mi país. El principal cinturón metalogénico de cuarcita metamórfica sedimentaria es el cinturón de distribución de cuarcita de Liaonan-Fengyang, y los depósitos se encuentran en Zhuanghe, Liaoning, Pixian, Jiangsu, Fengyang, Anhui y otros lugares. Consulte la Figura 2-46-1 para obtener más detalles.

Figura 2-46-1 Diagrama esquemático de la distribución de los depósitos de materia prima silícea en China

6 Recursos disponibles

A finales de 2005, Había 228 depósitos minerales identificados en mi país, las reservas de recursos identificadas son 47×108t (Tabla 2-46-1). Desde un punto de vista cuantitativo, la oferta de materias primas silíceas de mi país supera la demanda. Además de satisfacer las necesidades internas, algunas se exportan desde diversos puntos de vista, y las materias primas silíceas de alta calidad son insuficientes, hasta cierto punto. Afecta la estabilidad y mejora de la calidad del producto de vidrio plano.

Tabla 2-46-1 Distribución de reservas de recursos identificadas de diferentes tipos de depósitos de materia prima silícea en varias regiones de China (104t, mineral)

(Según el Ministerio de Tierras Boletín Nacional de Reservas de Recursos Minerales y Recursos Naturales, 2005)