金刚石的矿石性质.docx

1、金刚石的矿石性质金刚石矿床 英文：diamonddeposit 释文：可供开采和选取金刚石的矿床。金刚石由纯碳元素在地球深部高温高压条件下形成，分原生矿床和砂矿床两大类。原生矿床，分布于地台区，受区域性深断裂控制。成矿的金伯利岩和钾镁煌斑岩是富含碱和挥发分的超基性岩，呈岩筒状和岩脉状，多呈爆发型的火山颈产出。岩筒直径为几十米，少数为几百米，个别达千米。深度很大，含较多的地幔熔融物质。有的岩筒向深部渐变为脉状体。其岩管形成时代，南非的是前寒武纪，中国山东沂蒙山和辽宁南部的是奥陶纪，贵州东部的是泥盆纪，巴西的是中生代，美国科罗拉多州的是新近纪，坦桑尼亚的是第四纪，具有经济价值的金刚石不是金伯利岩和

2、钾镁煌斑岩岩浆结晶的产物，而是捕虏晶。捕虏晶，属橄榄岩型金刚石的，又称P型金刚石；属榴辉岩型金刚石的，又称E型金刚石。但有些工业级的微粒金刚石是与寄主岩浆同期结晶的。金刚石在地表条件下十分稳定，故可形成各种砂矿床，包括残积、坡积、冲积、滨海沉积、冰川I沉积、风积砂矿床，以前三者为主。河成金刚石砂矿床的矿体产于层状的阶地中，长几千米，宽几百米，厚几十厘米至8米。中国已知的有山东沂沭河、辽南复州河、湘南沅水三个河砂矿床。金刚石是最贵重、最坚硬的晶体。矿LLl产出的金刚石有两大级别：宝石级金刚石称钻石，是宝石之王，数量稀少；工业级的小粒级金刚石，一般占总产量的75以上。含氮极少的型金刚石（型含氮量0

3、.010.25，是绝缘体；型含氮量小于0.001），因其良好的导热和导光性，是用于高科技的战略物资。金刚石的矿石性质 1、矿石的矿物组成 根据金刚石矿床的类型不同，矿石的矿物组成有很大区别。 (1)、原生矿床 金伯利岩型：目前世界上的金刚石原生矿主要产于金伯利岩中。金伯利岩是一种角砾云母橄榄岩，因1870年首先发现于南非的金伯利地区而得名。金伯利岩属超基性岩，主要化学组成为：SiO2含量35%左右，MgO含量30%左右。其它化学成份比较稳定。在金伯利岩中，金刚石与镁铝榴石为标型矿物，它们是在高温高压下形成的。金刚石生成的压力大于镁铝榴石，因此含镁铝榴石的金伯利岩不一定含金刚石，但含金刚石的金伯

4、利岩总含有镁铝榴石。组成金伯利岩的原生矿物有：橄榄石、镁铝榴石、金云母、铬铁矿、铬透辉石、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石、碳硅石等。次生交代矿物有：磁铁矿、蛇纹石、绿泥石、方解石等。 钾镁煌斑岩型：这是一种含金刚石的新型岩石。1975年在澳大利亚西部发现。钾镁煌斑岩的化学组成为：属超基性（MgO含量2030%）到基性（MgO含量5%或更少）岩。K2O含量很高，达412%（金伯利岩中K2O含量仅为0.31%），K2O/Al2O3的比值大，平均为1.2（金伯利岩中为0.2）；K2O/Na2O的比值大，通常10（金伯利岩中为2.5），SiO2饱和至过饱和。主要矿物有橄榄石、透辉石、金云母、斜方辉石、铬尖晶石

5、、白榴石、富钾镁闪石以及钙钛矿、磷灰石、硅锆钙钾石、重晶石、红柱石、钛铁矿等，偶见镁铝榴石。 (2)、砂矿床 河流冲击砂矿：这类砂矿工业意义最大，分布最广。它沿古代或现代河流产出。富矿出现于河流拐弯处和下游地区。矿床经常位于冲积层底部，其中常伴随有橄榄石、钛铁矿、镁铝榴石等重矿物。我国金刚石砂矿多属此类型。主要分布于湖南沅江流域、山东沂沭河流域以及辽宁复州河流域。 海滨砂矿：这类砂矿是河流带来的金刚石受海浪、潮汐以及岸流作用重新分选富集而形成的。往往在河流入海处沿海岸线呈带状分布，金刚石特别富集在海滨砂丘附近。含矿层厚度由数厘米至数米。品位不等，有些矿床品位可达50100克拉/ m3。颗粒一般

6、不大，但质量好，有些矿床宝石级金刚石高达90%。加纳和纳米比亚都是这类砂矿的著名产地。 残积砂矿：在以风化作用为主的条件下，含金刚石岩石露头处逐渐形成残积层。覆盖层中轻的和可溶的组份被地表水或地下水带走，岩石露头地带就形成残积砂矿。这类砂矿一般规模小，品位低。我国山东郯城金刚石矿就属此类型。 总之，各类型的金刚石砂矿常常伴随有橄榄石、钛铁矿、镁铝榴石、玛瑙、燧石等矿物。砾石以石英为主。 2. 目的矿物的矿物特征（物化性质） 金刚石的化学成份为C，与石墨同是碳的同质多象变体，它是自然界已发现的最硬的矿物。金刚石是一种极稀有、贵重的非金属矿物。其性质如表1所示。型和型金刚石的特征比较如表2所示。金

7、刚石资源的展望 世界天然金刚石大约80%左右用于工业上加工锯片、钻头和磨料等，大约20%左右为宝石级和近宝石级。用于加工首饰，其经济效益远远高于工业用的品级。由于宝石级金刚石价格上涨，许多国家都加紧了金刚石找矿、勘探和开发。世界天然金刚石市场面临一个竞争更趋激烈的形势，俄罗斯未加工钻石产量已占世界的25%，有些国家产量的增加，美国金刚石战略储备的抛售等，都增加了这种竞争程度。 中国出口的天然金刚石大多都不是国内自产的，主要是来料加工方式。中国天然金刚石的储量和产量，按比例在世界上处于微不足道的地位。资源是首要条件，为进一步扩大中国金刚石矿产资源，实施跨世纪金刚石找矿计划是十分必要的。此外，引进

8、外资和国外先进技术装备改造国内已有的几座国有金刚石矿，使其扩大生产能力，降低采矿选矿中对金刚石晶体的破碎率，提高金刚石的选矿回收率；严格金刚石的分类技术，对金刚石进行合理的经济评价；严格科学管理，提高生产效率和产品质量，杜绝浪费资源；统一收购部门，制止经营中的混乱现象；鼓励一业为主，多种经营，加强矿山与加工厂的横向合作，发展其他行业的多种经营等。 从中国人口众多，多年来国民经济持续稳定增长，人们购买力及消费水平的提高等诸多方面的因素分析，中国有望在不久的将来加入钻石首饰消费大国的行列。 近10年来中国人造金刚石得到超常的发展，产量约占世界人造金刚石产量的30%左右，已形成一个规模不小的产业。

9、目前对中高档金刚石及制品的需求呈上升趋势，需求量以不小于10%的速度增长，为金刚石工业向高水平发展提供了生存空间，市场潜力很大。随着技术的进步，金刚石在声、光、电、热性能上的广泛应用，其巨大的潜在市场，会越来越明朗化，将成为当今世界高科技新材料领域最富有生命力，最具有发展前景的新型材料之一。金刚石矿的可供量与消费 根据历年产量统计资料分析，中国自产天然金刚石年可供量最多不超过15万ct；人造金刚石年可供量不超过5亿ct。 由于一系列金刚石矿的开发，今后世界的天然钻石产量将会逐年增加。 目前世界钻石市场的消费结构发生根本性的变化，一向只充当高档商品的钻石成了普通消费者的宠物，钻饰流行趋势向高档化

10、和低档化两个方向同时发展，世界钻石市场销售形势看好，世界钻石销售总额约为550亿美元。但1997年下半年，受东南亚金融危机的影响，一些主要钻石加工国的进出口数量受到一定的影响。 在日本和加拿大，白金钻饰比其他首饰更具优势，人们多以拥有钻石首饰为荣，加拿大妇女80%拥有钻饰，比例之多，占世界第一位。日本城市居民的白金钻戒拥有率也达80%。 近年来，一些国家放宽了钻石加工、出口和消费的政策。例如越南贸易部作出一项新规定，允许私人和团体对所有合法取得的钻石进行保管、运输、抵押、转让、买卖或存于越南银行或国家银库；俄罗斯1997年7月颁布了金刚石进出口办法法令，1997年9月8日俄罗斯财政部又宣布公民

11、自即日起有权购买经过指定部门鉴定的钻石。过去只允许个人购买首饰上镶嵌的钻石。以上法令和规定，促进了该国公民对钻石的消费。 中国是钻石消费巨大的潜在市场，据德比尔斯中央销售组织1995年的一项调查，到2000年中国钻饰消费人口将增加50%，购买量将增长47%，有望加入钻饰消费大国的行列，成为仅次于美国和日本的世界第三大钻石市场。据该组织后来又在广州和上海3044岁男士抽样调查中，统计出有67%的男士希望拥有钻石的渴望大于拥有其他宝石，63%的人认为钻石是个人品味的最好的表达，其中有许多人已进入购买过程。1996年中国妇女购买了72.6万件钻石首饰，比1993年增加了35% ，零售额增长了77%。

12、若北京市1 200万人口中，有1%的人买一枚3 000元的白金钻戒，则年销售量将达到3.6亿元。中国珠宝首饰消费市场潜力很大，据报道，1996年国内首饰销售额达到600亿人民币，出口额达到12亿美元。在珠宝首饰中，人们对钻石的喜好程度为58%，预测全国对钻石的消费大约为146.4亿元，若每克拉钻石按1万元计，则需宝石级钻石至少为140万ct，显然中国目前年产11万ct金刚石中的宝石级金刚石产量远不能满足国内的需要，还未包括工业级金刚石的需求。 由于天然金刚石严重不足，目前工业用金刚石主要是人造金刚石，用量占90%以上，工业用天然金刚石所占比例小于10%。 中国人造金刚石国内年消耗超过1亿ct，

13、主要消费在石材加工工具，约占总消耗量的60%70%；机械工业消耗量占20%左右；石油钻探等行业用量不足10%。1996年人造金刚石年出口量为8 000多万ct，总体上中国人造金刚石市场呈现供过于求的态势。金刚石资源的生产布局 （一） 天然金刚石 中国金刚石产量绝大部分来自山东和辽宁的金刚石原生矿矿山，民采砂矿产量甚微。主要生产企业为： 1.山东七一矿 矿山位于山东蒙阴县以西约15km的常马庄，有蒙阴常马庄公路相通。 矿山一期工程为地下开采常马庄金刚石原生矿矿区的红旗1号岩脉，1970年建成投产，至1980年因金刚石品位贫化停采。累计采出矿石量25.2万t，选出金刚石约4万ct。二期工程为露天开

14、采王庄金刚石原生矿矿区胜利1号岩管，1972年始建，1976年投产。设计规模：采矿能力矿石量9.62万t/a，选厂处理矿石量9万t/a，开采最低标高160m。实际一般年产量45万ct金刚石，最高年采矿石量10万t，选出金刚石7万ct。1995年开采已接近露采设计最低水平，急待转入地下开采，生产处于半停滞状态。矿山1995年产金刚石48 524ct，1996年产29 529ct，1997年产18 577ct。1998年，山东七一矿与加拿大环亚矿业公司合资筹建七0一矿地下开采系统，设计能力金刚石16万ct/a。计划于1999年起边建设边开采，预计生产金刚石5万ct/a，届时矿山将易名为山东戴蒙金刚

15、石有限公司。 1996年山东七一矿生产的金刚石原矿品位4.62ct/t，入选品位4.11ct/t，采矿回收率99%，选矿回收率81.51%。所产金刚石以工业用品级为主，宝石级金刚石占约20%。优质产品外销为主，主要销至比利时、韩国、日本、印度、美国等国家，并经香港地区转销国外。 2.瓦房店金刚石总公司（原名瓦房店金刚石股份有限公司） 矿山位于辽宁瓦房店市头道沟，距瓦房店至五岛铁路头道沟站1.5km，距沈阳至大连高速公路0.5km，交通方便。公司设于瓦房店市。 瓦房店金刚石股份有限公司组建于1987年，露天开采辽宁瓦房店（复县）头道沟矿区50号岩管金刚石原生矿，1990年第一期工程建成投产，设计

16、采矿规模矿石量27万t/a，选厂能力矿石量24万t/a。自建矿以来，企业持续健康发展，实际生产能力已超出设计能力，如1996年开采矿石量50万t/a，选矿处理矿石量47万t/a。企业金刚石产量随原矿品位的富贫而波动，年产量一般在58万ct范围内。19901997年累计产金刚石48.5万ct，平均年产量约6万ct；1996年产金刚石88 245ct。 50号岩管金刚石品位不高，约为0.30.5ct/t，但金刚石质地优良。据对该矿山1997年金刚石产量统计，宝石级金刚石占总产量的62%，准宝石级金刚石占13%，工业用金刚石占25%。该矿95%以上的产品出口，主要出口国家和地区是美国、比利时、中国香

17、港特别行政区等。 瓦房店金刚石总公司坚持一业为主、多种经营的方针。1992年起公司陆续组建了金捷钻石加工厂、金荣宝石厂、金鹏金刚石工具加工厂等高档宝石、刀具、磨具等加工企业。1993年公司取得了自营进出口权。目前正在积极筹划建立黄金首饰镶嵌厂等，生产经营蒸蒸日上。在不久的将来，该公司有望发展成为一个金刚石采掘、加工、黄金镶嵌、销售、进出口一条龙的珠宝首饰生产企业，成为中国金刚石矿业的龙头企业。 3.滨海金刚石公司 位于瓦房店头道沟，由辽宁省地质局第六地质队于1980年组建。土法开采50号岩管，并建成小型选厂加工企业。自1990年瓦房店公司投产以来，滨海公司不再从事采矿，仅每年处理来自瓦房店公司

18、的矿石23万t，自行选矿加工销售，年选出金刚石约0.81万ct（此产量通常未统计在全国产量内）。 （二） 人造金刚石 中国人造金刚石生产企业点多分散，体制多样，规模大小悬殊。据行业估计，1997年在全国600余家人造金刚石生产企业中，拥有40台以上压机、产量在700万ct的骨干企业有17家，最大的为安徽毫州金刚石集团公司、桂林半夏超硬材料公司、安徽全椒长江超硬材料有限公司和黄河实业金刚石集团公司。1997年17家企业合计产量2.857亿ct，占全国总产量（4.4亿ct）的约65%。中国天然金刚石与人造金刚石主要生产企业分布情况见表1。 中国人造金刚石近年产量见表2:金刚石资源的生产现状 据Mi

19、neral Commodity Summaries1996年资料，1995年世界天然金刚石年产量5 000万ct，产量居前5位的国家依次为澳大利亚、俄罗斯、南非、博茨瓦纳和扎伊尔。1995年中国金刚石产量20.5万ct，在世界上不占重要地位。 中国金刚石矿业比较薄弱，近年来发展比较缓慢。金刚石矿山分为原生金刚石矿山和金刚石砂矿山两种。据不完全统计，1996年中国有金刚石矿山8个，其中国有原生金刚石矿山3个，主要为山东七一矿（山东蒙阴）、瓦房店金刚石总公司（辽宁）；乡镇个体矿山5处，主要民采湖南、山东等地的金刚石砂矿。全国金刚石设计规模：采矿能力36.62万t/a矿石量；选矿能力33万t/a矿石

20、量。仅国有矿山形成生产规模；湖南常德金刚石砂矿已停采，规模消失了；乡镇个体民采未进行正规建设，无固定规模。受金刚石品位变化影响，金刚石产量波动较大，90年代国家一般年产金刚石1015万ct，1996年产金刚石11.84万ct。中国天然金刚石近年产量见下表。 由于天然金刚石的产量很小，远远不能满足国民经济建设的需要，因此90%以上工业用金刚石用人造金刚石代替。目前，中国有人造金刚石厂600余家，年产金刚石单晶4亿余ct。中国人造金刚石产量可满足生产金刚石工具的需要，已成为超硬材料工业的重要组成部分。从数量上看，中国已成为人造金刚石第一生产大国。金刚石选矿常用技术设备 由于要注意保护金刚石的晶体不受破坏（或使次生破碎率降至最低），在破碎、磨矿设备的选型上，常采用破碎强度较低或具有选择性破碎作用的设备。 粗、中碎常用圆锥、颚式破碎机，细碎和磨矿常用短头圆锥破碎机、湿式自磨机、棒磨机、格子型球磨机等，洗矿用圆筒洗矿机；分级用自定中心振动筛、单螺旋分级机、水力旋流器等；选矿（包括粗、精选）常用设备有淘洗盘、跳汰机、重介质选矿机、浮选机、带式或振动带式油选机、辊式表层浮选机、磁流体静力分选机、湿式X射线电拣选机、X射线手选机以及化学处理机等。