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中国的凹凸棒石资源主要产于新近纪火山岩和陆相地层、白垩纪陆相地层、奥陶纪、二迭纪灰岩,以及寒武纪,震旦纪白云质岩层中,其中以新近系、白垩系火山岩对成矿较为有利。主要产在江苏盱眙、六合和安徽嘉山,近年来先后在四川、山东、甘肃、山西、贵州、内蒙、湖北、河北等地发现了一批矿床(点)。本文通过对甘肃临泽凹凸棒石粘土矿床特征和应用研究,从地质特征、矿床特征及凹凸棒石粘土的物化性能入手,提出凹凸棒石粘土的应用领域,希望对凹凸棒石粘土的开发有所启示,在促进凹凸棒石粘土产品的开发及应用领域进行一些尝试。
甘肃临泽凹凸棒石粘土矿位于河西走廊以北,为产于中新生代断陷盆地中的沉积型矿床。属规模大、质量好的粘土矿床。矿层空间上受正北山向斜构造控制,呈大的简单宽缓的向斜产出。矿带(矿层)走向330°,长大于10km,宽2km-3km,矿层分布面积30km2,倾角5°-22°,矿体成层性好,连续性好。矿层厚度为24m-49m,平均为36m。凹凸棒石含量为8%-47%,平均为38%。矿石有砖红色和灰绿色两种,工业类型为混合粘土型。粘土孔径细小(116.56(A)),属纳米级孔径。脱色力平均为165.2。含有对动植物有益的多种微量元素Cu、F、I、Se、Ag、Sr、B、Li等,其中最有特色的4种元素I、Se、B、Sr分别是中国土壤元素含量的2.3、9.64、1.65、5.59倍。凹凸棒石粘土矿均含碘,含量4.15×10-6-32.00×10-6,平均13.62×10-6。
在矿产普查中运用地质填图、槽探、井探、钻探等手段和方法进行了系统的勘查,探明凹凸棒石粘土资源量5亿吨以上。在查明矿体分布特征和矿石性质的基础上,对矿床经济技术条件进行了分析研究,包括矿山建设的自然地理条件、矿山的开采条件进行了可行性论证。总结出了三个重要特点:1.可采矿体倾角缓、厚度大,自然条件好,适宜露天开采;2.矿床的规模大,资源量丰富。3.矿区地貌为平缓的隔壁区,完全具备开发的自然、地质和经济等条件。
根据凹凸棒石的行业指标,甘肃临泽凹凸棒石粘土可用作石油精炼、肥料、农药载体、动物饲养等。近年来甘肃地矿局与甘肃凯西生态环境工程有限公司合作,在甘肃省农业科学院、甘肃省畜牧技术推广总站、兰州军区医院、甘肃省食品质量监督检验站等单位配合下,进行了11项农牧医方面的试验研究,本人参与了该项目的实施。通过凹凸棒石粘土在粮食、蔬菜、畜禽饲养、缓释蛋白对反刍动物的影响等,对其在土壤改良、农业、牧业、农医药载体等方面的应用效果进行试验研究,取得了较好的成果。其中有农药消除剂、土壤保水剂、天然矿物质饲料添加剂三项经甘肃省科技厅组织专家鉴定验收,认为填补了国内空白,居世界先进水平。
(1)土壤改良研制的凹凸棒石粘土保水剂在玉米增产的基础上,每亩节水50m3-100m3,土壤水分增加10.19%-14.03%,土壤容重下降3.31%-4.96%。改善了土壤的结构,增强了土壤的透气性。有效地防治了土壤板结和土壤盐渍化。
(2)农业研制的凹凸棒石粘土无机肥料、凹凸棒石粘土氮肥。对粮食、蔬菜、瓜果等作物增产率8.8%-15%,与等量化肥增产效果持平或略好,其成本仅为化肥的30%-50%。农产品中蛋白质,碘、硒等微量营养元素明显提高;砷、铅、汞等有害元素明显下降,完全符合无公害的绿色食品标准。
(3)牧业研制的凹凸棒石粘土饲料添加剂,凹凸棒石粘土缓释非蛋白质制剂。猪、牛、羊、鸡及鸡蛋增产率8.1%-85%。肉品及蛋品中的能量、蛋白质,微量营养元素碘、硒、铁、锌等普遍提高;有害元素铅、砷、汞、镉等明显下降。产品亦符合无公害的绿色食品标准。
(4)农药载体研制的凹凸棒石粘土农药杀菌剂及农药残留消除剂。与普通农药相比,药效期长,不反弹,防病效果好,增产率6.4%-13.4%。水洗后农药残留量较单纯喷农药的残留量下降8-22倍,为生产绿色食品提供了科学依据。