석영 모래, 규암 사암, 규암

1. 개요

자연계에 존재하는 석영모래, 석영사암, 규암을 총칭하여 규산질 원료라고 하며 널리 분포되어 있다. 석영은 규산질 원료의 주요 광물성분으로 매우 안정적인 물리적, 화학적 특성을 지닌 광물자원으로 광학, 유리, 전자, 화학, 내화물 등의 산업에 널리 사용됩니다.

2. 암석 광물학적 특성

규산 원료 광석의 주요 광물 성분은 석영이며, 2차 광물에는 각종 장석, 암석 잔해, 중광물(석류석, 전기석)이 포함됩니다. , 휘석, 각섬석, 미세석, 황옥, 녹녹석, 일메나이트 등) 및 운모, 녹니석, 점토광물 등 석영은 삼각계의 저온 석영(α-석영)과 육방정계의 고온 석영(β-석영)을 포함하여 자연에서 SiO2만으로 형성되는 가장 일반적인 광물입니다. 일반적인 것의 대부분은 일반적으로 석영이라고 불리는 저온 석영입니다. 석영 집합체는 클러스터 또는 과립, 괴상, 종유석 또는 결절 형태이며 분열이 없고 껍질 모양의 균열이 있고 유리 광택이 있으며 종종 그리스 광택이 있습니다. 순수한 것은 무색투명하지만 미량의 색소이온이나 미세하게 분산된 내포물을 함유하거나 색중심을 가지기 때문에 대부분 회색, 노란색~주황색, 보라색, 진자색, 분홍색, 회갈색, 갈색, 검은색을 띠며, 투명도가 감소합니다. 흰색 줄무늬. 밀도 2.65~2.66g/cm3. 모스 경도 7. 굴절률은 1.533~1.541, 복굴절 차이는 0.009, 분산도는 0.013입니다. 화학적, 열적, 기계적 특성은 뚜렷한 이방성을 가지며 산에는 녹지 않으며 KOH 용액에는 약간 녹습니다. 석영 크리스탈은 광학 활성, 초전성 및 압전성을 가지고 있습니다. 석영 결정에는 종종 고체, 액체 및 기체 함유물이 있습니다.

석영모래는 바다모래, 강모래, 호수모래 등 석영성분이 절대적으로 우세한 다양한 모래를 말한다. 석영 사암은 일반적으로 석영과 규산 함량이 95% 이상인 고형 사암입니다. 보조 광물은 대부분 장석, 운모 및 점토 광물이며 중광물 함량은 매우 적습니다. 일반적인 중광물에는 전기석, 금홍석, 자철석, 일메나이트 등이 포함됩니다. 시멘트는 일반적으로 규산질이다. 규암은 석영 사암이나 다른 규산암의 변성 작용에 의해 형성된 변성암입니다.

우리나라의 규산질 원료 원광석의 등급은 일반적으로 높지 않습니다. 일반적으로 암석 광석은 사광보다 좋고, 규암은 석영 사암보다 좋고, 북부 사암은 남부보다 좋습니다. 사암, 바다 모래가 대륙 모래보다 좋습니다. 석영 사암과 규암 광석의 화학적 조성은 상대적으로 안정적입니다. SiO2 함량은 일반적으로 97% 이상, Al2O3 함량은 일반적으로 0.4%~1.3%, Fe2O3 함량은 일반적으로 0.04%~0.39%입니다. 석영 사금의 화학적 조성은 SiO2 함량이 82%~99%, Al2O3 함량이 0.2%~6%, Fe2O3 함량이 0.07%~1.38%로 장소에 따라 크게 다릅니다. 규산질 원료 광석의 주요 유해 불순물은 철 화합물입니다. 석영 암석의 Fe2O3 함량은 0.12%~1%이며 대부분은 0.2% 미만입니다. 석영 사암의 Fe2O3 함량은 0.06%~1.12%이며 대부분 석영 모래의 Fe2O3 함량은 0.3% 미만입니다. 0.1%~2.5%로 대부분 0.6% 미만이다. Al2O3 함량은 장석 함량과 관련이 있으며, 최저 0.1%, 최고 10%입니다.

3. 응용

실리콘 원료는 유리, 내화물, 세라믹, 주조, 석유, 화학 산업, 환경 보호, 연삭 및 기타 산업에 널리 사용됩니다.

1) 야금 산업: 석영은 내화성이 높으며 주로 내화 재료(실리카 벽돌) 제조, 실리콘 합금 제련(실리콘철, 실리콘 망간, 실리콘 크롬) 및 플럭스로 사용됩니다. 순수한 결정질 실리콘을 생산할 수 있습니다. 결정질 실리콘은 단결정 실리콘 생산의 주요 원료이며 실리콘 알루미늄 및 유기 실리콘을 생산하는 데에도 사용할 수 있습니다. 주조 산업에서 성형에 사용되는 모래. 야금 산업에서는 제련 첨가제, 플럭스 및 다양한 규소철 합금으로 사용할 수 있습니다. 내화물 산업에서는 가마용 고온 벽돌, 일반 벽돌, 내화물 등으로 사용할 수 있습니다.

2) 유리 산업: 유리 제조의 주요 원료이며, 유리 용해로 라이닝용 내화 벽돌로도 제조될 수 있습니다. 유리제품은 규산암(모래)을 주원료로 하며, 일반적으로 원재료 구성의 약 70%를 차지하며, 백운석, 석회석, 장석, 소다회, 글라우버소금, 탄소분말 등의 성분을 첨가하고, 이를 통해 용해, 성형, 어닐링, 절단 등 장인정신으로 제작됩니다.

3) 시멘트 산업 : 석영은 포틀랜드 시멘트의 수정재로 사용할 수 있으며, 모래는 시멘트 성분, 기포 콘크리트, 일반 제품 등으로 사용할 수도 있습니다.

4) 건설 산업: 중요한 건축 초석, 도로 성토석, 철도 밸러스트로 사용할 수 있습니다.

5) 화학 산업: 다양한 규화물, 규산염, 질산염을 생산할 수 있으며 품질이 좋은 것은 내산성 황산탑의 충전재로 사용할 수 있습니다. 또한 규산 납, 규산 칼륨, 메타 규산 나트륨, 물 유리, 실리카겔, 건조제, 석유 정제 촉매, 외벽 페인트, 도로 페인트 등을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.

6) 연마재: 규암 및 석영 사암은 연삭석, 유석, 사포, 탄산규소 및 기타 연마재로 만들 수 있으며 석재 톱질, 유리 연마, 금속 연삭에도 일반적으로 사용됩니다. 제품 및 석기 제품의 표면은 보석을 연마하는 데에도 사용됩니다.

7) 샌드블라스팅 연마재: 석영 모래는 다양한 알루미늄 합금 부품 표면의 산화물 스케일을 제거하고 화강암 및 대리석의 표면 처리를 수행하는 샌드블라스팅 연마제로 사용할 수 있습니다.

8) 기타 산업: 에나멜 및 세라믹 원료, 수처리에 사용할 수 있습니다. 순수한 것은 절연 재료, 장식 재료, 무선 산업, 광학 기기, 공진기, 발진기, 필터, 통신 네트워크, 무선 데이터 전송, 고속 디지털 데이터 전송, 적외선 감지기, 열전 레이저 열량계, 야간 시각 기기, 분광계에 널리 사용됩니다. 수신기, 의료용 석영 램프, 초음파 기술, 현대 국방 및 최첨단 기술.

IV. 지질 특성

우리 나라에는 다섯 가지 주요 규산질 원료 매장지가 있습니다.

1) 퇴적 변성 규암 퇴적물. 이들 대부분은 해안-갯벌 퇴적물에 속하는 플랫폼 가장자리의 구조적 침강대에서 생성되었으며, 이후 속생작용과 약간의 얕은 변성작용에 의해 형성되었습니다. 이러한 유형의 예에는 Benxi, Liaoning의 Xiaopingdingshan 및 Anhui Fengyang의 Laoqingshan과 같은 규암 퇴적물이 포함됩니다. 광체는 층상으로 되어 있으며 두께가 수십~수백 미터이고 중간층이 거의 없거나 전혀 없으며 중간층이 규칙적으로 분포되어 있습니다. 광석의 광물 구성은 석영의 95%~99% 이상을 차지하며 장석, 점토 광물 및 암석 파편이 거의 또는 전혀 포함되어 있지 않습니다. 일반적인 미량 광물에는 운모, 전기석, 지르콘, 금홍석, 자철석, 인회석 등이 포함됩니다. 실리카 합착, 2차 철 염색은 심각하지 않습니다. 광석의 화학 성분: SiO2 96.42% ~ 99.78%, 일반적으로 97% 이하, Al2O3 0.14% ~ 1.5%, 일반적으로 1% 미만, Fe2O3 0.08% ~ 0.2%, 일반적으로 0.15% 미만. 광석의 품질이 좋고 입자 크기가 주로 미세하며 일반적으로 0.2~0.4mm 사이입니다.

2) 퇴적 석영 사암 퇴적물. 대륙 가장자리와 고대 대륙 가장자리 또는 고대 융기 지역의 해변에서 생성되며, 대부분 조간대에서 조간대 퇴적층에 위치한다. 이 유형에 속하는 것은 장쑤성 소주의 Qingmingshan, 후난 성 Xiangtan의 Lei Zipai 및 Guizhou Kaili의 Wanchao와 같은 석영 사암 매장지입니다. 광체는 일반적으로 2~3층 또는 4~5층의 광석으로 층상화되어 있으며, 층 두께는 일반적으로 수십 미터이지만 50m를 초과하는 경우는 거의 없습니다. 광체의 형태는 여전히 안정적이며 대부분 층상 또는 렌즈 중간층을 포함하고 분포가 불규칙합니다. 광석의 광물구성은 석영함량의 95% 이상을 차지하며, 입자크기는 주로 0.2~0.5mm이고, 장석, 점토광물, 암석잔해 등이 소량 함유되어 있다. 미량 미네랄에는 운모, 전기석, 지르콘, 금홍석, 자철석, 티탄철광, 적철광, 인회석 등이 포함됩니다. 다양한 정도의 2차 철 얼룩이 있는 규산질 및 점토질 시멘트. 광석의 화학적 조성: SiO2 95.58% ~ 99.75%, 일반적으로 96% 이상, Al2O3 0.29% ~ 3%, 일반적으로 1.5% 미만, Fe2O3 0.01% ~ 0.24%, 일반적으로 0.2% 미만. 이러한 유형의 광석의 원광석 품질은 일반적으로 규암 광석보다 열등하며 다양한 매장지의 광석 품질도 크게 다르지만 광석 선택성은 일반적으로 더 좋으며 선광 후 고품질 정광을 얻을 수 있습니다. 또한 쓰촨성 강진(江津), 용천(永泉), 당양(湖陽)에 분포하는 중생대 석영사암 퇴적층은 내륙 호수퇴적층이다.

3) 해양 퇴적 석영 모래 퇴적물. 퇴적물은 해안을 따라 분포하며 해안 갯벌 조하대-조간대 퇴적사질 퇴적물이다. 이 유형에 속하는 것은 Fujian Dongshan Wulong, Guangdong Huidong Bijia, Guangdong Yangdong Dagou, Guangdong Leizhou Qishui, Hainan Dongfang Basuo, Guangxi Beihai Baihutou, Shandong Rongcheng 및 Xukou와 같은 석영 모래 매장지입니다. 매장량의 규모는 대부분 크다. 광석 매장지는 일반적으로 해발 10cm에서 1m 정도이며, 해변 표면이나 광석 표면은 작은 각도로 바다를 향해 경사져 있습니다. 광물층의 바닥은 조간대 단계의 유기물이 풍부한 모래 점토입니다. 광체는 두께가 수 미터에서 10미터 이상인 층으로 이루어져 있으며 렌즈 중간층(주로 유기 점토 모래)을 포함하고 있습니다.

석영은 광석의 광물 구성의 90%~99% 이상을 차지하며, 입자 크기가 균일하고 선별이 잘되는 중간 입자입니다. 광물에는 운모, 전기석, 지르콘, 금홍석, 자철석, 티탄철석, 백색 티타나이트, 석류석, 모나자이트 등이 포함되며, 일부에는 다양한 정도의 2차 철 염색이 있는 크롬 스피넬이 포함되어 있습니다. 광석의 화학적 조성: SiO2 92.12% ~ 98.45%, 일반적으로 92% 이상, Al2O3 0.1% ~ 3.5%, 일반적으로 2.5% 미만, Fe2O3 0.01% ~ 0.21%, 일반적으로 0.2% 미만. 광석의 품질은 양호하며, 산지마다 차이가 있지만 광물 조성, 화학 조성, 입자 조성은 일정한 규칙성을 갖고 있습니다.

4) 하천 및 호수 퇴적 석영 모래 퇴적물. 황하(黃河) 중류 양쪽에 분포하며, 내몽골 에투케배(Etuoke Banner)의 란저우(Lanzhou), 간쑤(Gansu)의 후징쯔이(Hujingzui), 시다오취안(Sidaoquan)과 같은 석영사 퇴적물은 중국 이허(Yihe), 수허(Shuhe) 및 루마호(Luoma Lake) 교차점에 분포하는 강변 범람원 퇴적물에 속합니다. 장쑤성(Jiangsu)과 장쑤성 쑤첸(Suqian) 신이(Xinyi)의 백마지안(Baimajian) 및 청강(Chenggang)과 같은 말링산(Maling Mountain) 기슭의 석영 모래 퇴적물은 하천 삼각주 퇴적물에 속합니다. 광석 심은 교차 층상 발달, 복잡한 구조, 큰 두께 변화, 열악한 광석 품질 및 약한 점토 접합을 가지고 있으며, 용출 후 모래와 진흙은 장석의 추가 선광 및 분리 후에 고급 석영 모래 농축물이 될 수 있습니다. 얻을 수 있습니다. 북동쪽 Tongliao 분지에 분포하는 Turjishan, Ganqika 및 Zhanggutai와 같은 석영 모래 퇴적물은 하천 및 호상 퇴적물에 속하며 광물층의 분포가 안정적이고 광석 재료 구성 및 입자 크기가 균일합니다. 광물층의 내부 구조는 단순하고, 중간층에는 대부분 유기물이 포함되어 있다. 흑색과 회색의 점토사층은 홀로세 분지가 융기한 후 바람에 의해 축적되어 현재의 바람 지형 지형을 형성한다. 예금의 크기는 작은 것부터 큰 것까지 다양합니다. 광체는 일반적으로 수 미터 두께의 불규칙하거나 렌즈형이며, 불규칙하게 분포된 다양한 광체 또는 점토층으로 구성된 렌즈형 중간층을 포함합니다. 석영은 광석 광물 구성의 80%~95%를 차지하며 더 많은 장석, 점토 광물 및 암석 잔해를 포함합니다. 일반적인 미량 광물에는 운모, 전기석, 지르콘, 금홍석, 자철광, 티탄철석 및 석류 씨가 포함됩니다. , 녹니석 등, 다양한 정도의 2차 철 염색이 있습니다. 광석의 화학적 조성: SiO2 81.70% ~ 98.46%, Al2O3 1.5% ~ 9.29%, Fe2O3 0.07% ~ 1.03%.

5) 호수 퇴적 석영 모래 퇴적물. 주로 강서성 포양호 동쪽 기슭의 후커우, 용수 등 지역에 분포하는 현대식 호숫가 석영사 퇴적물이며 여전히 호수 퇴적물을 받고 있습니다. 예금의 크기는 작은 것부터 큰 것까지 다양합니다. 광체는 층층이 있고 두께는 수 미터이며 중간층은 규칙적으로 분포되어 있습니다. 석영은 광물 구성의 90% 이상을 차지하며 장석과 암석 잔해가 더 많이 포함되어 있습니다. 일반적인 미량 광물에는 운모, 전기석, 금홍석, 자철광, 석류석, 녹니석 등이 포함됩니다. 다양한 정도의 2차 철 얼룩이 있습니다. 광석의 화학적 조성: SiO2 92% ~ 95.54%, 일반적으로 93%, Al2O3 0.1% ~ 5.5%, 일반적으로 2.5%, Fe2O3 0.07% ~ 0.32%, 일반적으로 0.16%.

5. 광물 매장지의 분포

1) 석영 모래 매장지. 하이난, 장시, 광둥, 복건, 내몽골, 길림, 광시, 장쑤, 산둥, 랴오닝, 간쑤, 흑룡강, 신장, 닝샤 및 기타 성 및 지역에 분포합니다. 하이난은 49.69%, 장시성은 11.38%, 광둥성은 11.14%를 차지합니다. 우리나라의 석영사 퇴적물은 대부분 동쪽과 교동반도 연안을 따라 제4기 현대 해안 퇴적물에 분포되어 있다. 주요 금속성 벨트는 북쪽 복건성 남부에서 시작하여 남해안의 석영사 퇴적물 분포대이다. 광동성의 회동, 양시, 레이저우, 하이난과 광시성 베이하이에 이르는 지역은 우리나라 바다 모래 광산의 주요 개발 및 이용 대상입니다. Fluvio-lacustrine 석영사 퇴적물은 주로 내몽골, 길림, 요녕의 교차점인 Tongliao 분지 제4계에 분포합니다. Tongliao 석영사 매장지의 분포 지역은 West Liaohe-Liuhe 지역을 포함하며, 매장지는 주로 Dazheng 철도를 따라 집중되어 있으며 중국 북부의 주요 유리 규산 원료 공급 기지 중 하나입니다. 하천 충적 석영사(암석) 퇴적물은 주로 황하 중류와 안후이성 쑤첸(쑤첸) 신진 지역에 분포한다. 네 번째 시리즈에서는 매장지 중 일부가 인근 유리 공장에서 활용되었습니다.

2) 석영 사암 퇴적물. 산둥성, 쓰촨성, 하북성, 장시성, 후난성, 장쑤성, 절강성, 구이저우성, 산시성, 호북성, 윈난성, 닝샤, 길림성, 광시성, 산시성, 베이징, 신장, 간쑤성, 내몽고 및 기타 성(지역, 도시)에 분포합니다. 산둥성은 28.16%, 쓰촨성은 11.83%, 허베이성은 9.03%를 차지한다.

우리 나라의 석영 사암 퇴적층은 주로 장강대 퇴적층에서 생성되며, 생성층은 주로 데본기이며, 그 다음으로 시니안, 캄브리아기, 트라이아스기, 네오제네기의 광물 퇴적물이 자주 발견됩니다. 얕은 해양상 또는 해양-대륙 교대형 퇴적물. 주요 광물지역은 장강유역의 석영사암 분포지역으로, 동쪽으로는 장쑤(江蘇), 저장(浙江), 서쪽으로는 호북(湖北), 북쪽으로는 한중(hanzhong), 산시(陝西), 남쪽으로는 후난(湖南), 구이저우(貴州)에 이른다. 규모가 크고 품질이 좋은 많은 광물 매장지. 또한 Yinan, Cangshan 및 Shandong의 기타 지역의 Cambrian 시스템에서 여러 개의 대형 석영 사암 퇴적물이 발견되어 또 다른 석영 사암 광물 지역을 형성했습니다.

3) 규암 퇴적물. 칭하이(靑海), 랴오닝(遼寧), 산시(陝西), 안후이(安徽), 산둥(山둥), 허난(河南), 간쑤(甘肅), 복건(富建), 산시(山西), 절강(浙江), 북경, 내몽고(내몽고), 장쑤(江蘇), 신장(新疆), 장시(江西), 길림(吉陵) 등 성(지역, 도시)에 분포한다. 칭하이는 69.25%, 랴오닝은 12.45%, 산시(陝西)는 7.80%를 차지한다.

우리 나라의 규암 광물은 주로 화북대와 기련습곡대의 2차 침강대에서 생산되며, 장강대에도 분포한다. 광석을 함유한 층은 대부분 선캠브리아기이고, 일부는 있다. 실루리아기, 데본기 시스템이다. 주요 금속생성지역은 길림성 백산에서 시작하여 요녕성, 허베이성, 베이징, 산시성을 거쳐 허난성으로 끝나는 요녕성, 허베이성, 허난성 규암(석영사암) 분포지역이다. 그리고 Sinian 광석 함유 지층의 영향을 많이 받습니다. 또 다른 광물 지역은 Xining-Bohai Bay 규암(석영 사암) 분포 지역입니다. 광물 벨트는 한중 플랫폼의 서쪽 가장자리에 분포되어 있습니다. 매장량과 품질은 예전만큼 좋지는 않지만 우리나라 서북부의 주요 채굴 및 활용 대상입니다. 퇴적 변성 규암의 주요 금속성 벨트는 요남-풍양 규암 분포 벨트이며 퇴적물은 Zhuanghe, Liaoning, Pixian, Jiangsu, Fengyang, Anhui 및 기타 지역에서 발견됩니다. 자세한 내용은 그림 2-46-1을 참조하세요.

그림 2-46-1 중국 규산질 원료 매장량 분포도

6. 이용 가능한 자원

2005년 말 기준, 우리나라의 확인된 광물 매장량은 228개이며, 확인된 자원 매장량은 47×108t이다(표 2-46-1). 정량적인 관점에서 볼 때 우리나라의 규산질 원료 광물의 공급은 국내 수요를 충족시키는 것 외에도 일부는 수출되고 있으며 고품질의 규산질 원료가 어느 정도 부족합니다. 평면유리 제품 품질의 안정성과 향상에 영향을 줍니다.

표 2-46-1 중국 내 다양한 ​​지역의 규산질 원료 매장지의 확인된 자원 매장량 분포(104t, 광석)

(국토부에 따르면) and Resources의 국가 광물자원 자원보존지역 게시판, 2005)