大熊简单明了
大丰钒矿位于上林县境内，跨西燕乡、大丰镇及明亮乡3个乡镇。全长33km，宽约1km，面积约40km2。区域构造环境属于右江海西-印支期裂陷海(Ⅲ级)的桂西断陷(Ⅳ级)。矿床处于受南丹-昆仑关断裂带控制的丹池裂陷槽内，矿区位于裂陷槽南段。该矿床由广西第七地质队于1979年发现，后经该队及广西壮族自治区第四地质队勘查，至1987年已查明为一大型钒矿床。
一、矿区地质
1.岩相古地理特征
志留纪末，由于广西运动的影响，扬子板块与华夏板块聚合，形成了统一的中国南方板块，华南造山带的形成，结束了中国南方主要板块的活动过程，从此进入板内活动阶段。板内活动以张裂作用为主，伴随明显的走滑运动。矿区位于桂中大明山东侧北西向的南丹-昆仑关深断裂带上，该断裂为同沉积拉张断裂，正是该同沉积断裂控制了丹池裂陷槽的形成及裂陷盆地中沉积相的分异和演化。
本区泥盆纪沉积初期所处古地理环境(图3-17)是:北为江南古陆，东南为云开古陆，南部为钦州舌形海槽，西为桂西古陆。
图3-17 大明山地区泥盆系沉积初期所处古地理位置示意图1—工作区;2—古陆(古岛);3—海槽;4—滨浅海;5—海侵方向
广西运动后，海水自钦州海槽向北东方向缓慢入侵，早泥盆世莲花山期，海水由南西进入本区，本区处于潮坪相带与潮下带-半局限盆地相带的过渡地带。沉积物为粗粒碎屑岩-细碎屑岩组合的滨岸碎屑沉积。至那高岭期，海域扩大。郁江期时则为早泥盆世普遍性海侵时期，本区已完全属于潮下带-半局限盆地环境，沉积物岩性为岩屑砂岩、粉砂质泥岩及泥岩组合。
早泥盆世晚期的塘丁期及早纳标期，为广西泥盆纪早期重要的地壳剧烈拉张期，海侵扩大，岩相古地理发生明显变化，相带分异明显，出现了与北西向同生断裂活动密切相关的南丹台沟，本区即属于南丹台沟(图3-18)，由灰黑色炭质泥岩夹薄层硅质岩及泥晶灰岩组成，发育微细水平层理、波状层理，生物为竹节石、菊石、三叶虫等。上林钒矿即产于塘丁组中下部层位的炭质泥岩中。
中泥盆世早期，继承了塘丁期、早纳标期的沉积环境，矿区仍为台沟环境，沉积物岩性为灰黑色泥岩夹硅质泥岩及泥晶灰岩透镜体。
中泥盆世晚期—晚泥盆世早期为广西泥盆纪时地壳又一次剧烈拉张期，海侵扩大、海水加深，是自泥盆纪以来最大的海侵期。该区继续保持台沟环境，岩性为硅质岩-泥岩-泥晶灰岩组合(罗富组)及硅质岩-硅质泥岩组合(榴江组)，生物以竹节石为主。
到晚泥盆世又发生海退，虽然沉积环境仍为台沟，但岩性已为条带状、扁豆状灰岩取代。
至早石炭世，地壳再次拉张沉陷，海侵扩大，进入石炭纪演化阶段。
2.地层
矿区出露地层有下泥盆统郁江组及塘丁组，中泥盆统纳标组及罗富组，上泥盆统榴江组，第四系全新统桂平组。下泥盆统塘丁组下部是本区主要的含钒层位。
(1)下泥盆统郁江组(D1y)
为矿区出露的最老地层，分布于大明山脚。底部为浅灰色中厚层细粒岩屑石英砂岩，其成分成熟度、结构成熟度较高，具大型交错层理和冲洗层理。下部为浅灰色中层粉砂质泥岩、泥岩。上部为黄绿-黄褐色薄-中层泥岩、含粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。上部地层地表为灰黄色、紫红色粉砂质绢云母泥岩(局部夹生物碎屑泥质灰岩)，顶部常夹深灰色生物碎屑微晶灰岩薄层或透镜体，发育水平层理、浪成波痕。在深部，郁江组顶部主要为一套含生物碎屑的泥质灰岩，局部为含硅质条带灰岩、灰岩，间夹泥岩薄层。厚232～653m。
图3-18 大明山地区早泥盆世塘丁期岩相古地理示意图
(据吴诒等，1987)
(2)下泥盆统塘丁组(D1t)
是本区的含矿地层，岩性为黑色炭质泥岩夹含炭硅质岩。根据含炭硅质岩夹层的多寡，本组地层又分为上、中、下3部分。其中以中部含炭硅质岩较多。
塘丁组下部:是本区的主要含钒层位。因风化程度不同，地表与中深部的岩石特征有差异。地表以灰黄色、黄色、紫黄色风化泥岩为主，局部为灰黑色。该层地表风化程度不一，风化地段炭质已部分或全部流失，岩石颜色变浅。未风化的地段仍出露黑色的炭质泥岩。风化深度一般为0～19m。中深部以炭质泥岩为主，夹少量含炭硅质岩或泥质灰岩。炭质泥岩呈黑色，质软，含水分多，可塑性强，可见浸染状、星点状、小团块状黄铁矿分布。含炭硅质岩呈黑色、灰黑色，向上硅质岩有增多的趋势。泥质灰岩呈灰黑色，含生物碎屑及星点状、小团块状黄铁矿。泥质灰岩夹层的层数不定，厚度不等，单层厚～10cm，层数最多达20层。经钻探证实，由浅及深，泥质灰岩夹层的层数增多，厚度增大;炭质泥岩有逐渐相变成灰岩的趋势，钒矿化也随相变而减弱。
塘丁组中部:地表为灰黄色、灰黑色泥岩夹硅质岩。深部为炭质泥岩夹含炭硅质岩，或含炭硅质岩与炭质泥岩互层，局部夹泥质灰岩。含炭硅质岩为细粒结构、薄层构造;含少量星点状黄铁矿。
塘丁组上部:地表为黄色、灰黄色泥岩。深部为炭质泥岩，局部夹少量含炭硅质岩。炭质泥岩岩性与塘丁组中、下部炭质泥岩相似，但含炭、含水分较少，岩性稍硬，钒含量很低(V2O5＜)。
总的来看，塘丁组以炭质泥岩为主，中部夹有含炭硅质岩。含炭硅质岩呈条带状、小扁豆状，沿走向、倾向变化均很大，在中部相对集中，但向上、向下分布范围可宽、可窄、时疏、时密，无规律可循。当硅质岩条带密集且分布范围大时，炭质泥岩就相对减少、变薄，钒矿化通常变差，矿体变薄以致尖灭。此外，塘丁组的炭质泥岩、含炭硅质岩向深部逐渐相变为泥质灰岩、硅质灰岩、泥岩。厚～。与下伏郁江组整合接触。
(3)中泥盆统纳标组(D2n)
岩性以灰-灰黑色薄-中层泥岩、含炭泥岩为主，局部夹少量硅质泥岩及泥质灰岩薄层。见黄铁矿呈星点状、小团块状分布，底部含量较高。纳标组底部与塘丁组顶部岩性相似，为连续沉积，呈渐变过渡，因此，无明显标志层区分。厚～。与下伏塘丁组整合接触。
(4)中泥盆统罗富组(D2l)
硅质岩、含泥硅质岩夹泥岩、硅质泥岩、硅质页岩。灰色、灰黄色、黄褐色，硅质岩为微粒结构，薄层状构造为主，水平层理、水平互层层理发育。泥岩夹层底部较多。在深部，硅质岩为灰色、灰黑色，局部含有少量炭质。厚～。与下伏纳标组整合接触。
(5)上泥盆统榴江组(D3l)
硅质岩夹硅质泥岩。黄色、灰色，微粒结构，薄-中层状构造。底部夹1～3层含锰硅质岩，锰质经次生富集后，常形成小型淋滤堆积型锰矿。厚度大于。与下伏罗富组整合接触。
(6)全新统桂平组(Qhg)
下部为砂砾石，上部为亚黏土、砂质黏土。厚度为0～。与下伏地层不整合接触。
3.构造
矿区位于大明山复式背斜的北东翼。大明山背斜轴向北西，长60km，宽10～17km，轴面近直立，轴线呈波状弯曲。核部由上寒武统黄洞口组和下奥陶统六陈组复理石-类复理石的砂页岩及少量加里东期火山岩和侵入岩组成，两翼由泥盆系、石炭系、二叠系的砂泥岩、硅质岩、碳酸盐岩及少量的火山岩、侵入岩组成。
矿区位于大明山背斜北东翼，除次级褶皱笔架山鼻状背斜外，一般构造不发育，总体上为一单斜构造，岩层走向300°～330°，倾向北东，倾角较缓，一般20°～35°。
笔架山鼻状背斜见于矿区南侧笔架山—罗勘一带，背斜呈短轴状，平面形态似“鼻状”，轴向近东西，向东倾伏;两翼对称，其地层倾角14°～35°。核部地层为下泥盆统砂泥岩、炭质泥岩、含炭硅质岩;两翼地层为中泥盆统—二叠系砂泥岩、硅质岩、灰岩等。受其影响，该地段地层走向呈“3”字形弯曲，并发育一些波及不深的小褶曲。
区域上断裂发育，以北西向断裂规模最大。北西向区域性深大断裂有杨圩-樟木坪断裂(属南丹-昆仑关断裂带的一部分)、杨三-天马断裂(属田林-巴马断裂带的一部分)。两条断裂均属区域性同沉积断裂，早期具张性，后期具压扭性，其活动始于华力西期，强烈活动于印支期，燕山期继续活动，导致丹池裂陷盆地及南丹台沟的形成，以及昆仑关岩体的侵入和马头断陷盆地的形成。
矿区内断裂构造不发育，可见一些小断裂和层间破碎带。
断裂规模一般不大，长350～450m，宽5～40m，多为扭性和压扭性的逆断层。部分断层构造对钒矿体起破坏作用，破坏了矿层的连续性。
层间破碎带主要出现在99～213线，位于郁江组与塘丁组、塘丁组与纳标组分界面及其附近，少数位于矿层中(表3-7)。宽度一般为～，破碎带中多有石英脉或方解石脉充填。矿层中如果发育层间破碎带，破碎带部位钒矿化变弱。
表3-7 矿区部分层间破碎带发育情况一览
二、矿床地质
(一)矿体特征
大丰钒矿区，控制钒矿化长度33km，除北部463线、383线，南部240线、440线、506线未见矿外，其余地段均有钒矿体存在。控制工业矿体7个(图3-19)，总长度。
钒矿体赋存于塘丁组(D1t)中下部，矿层底板距郁江组(D1y)顶界0～17m，一般为2～8m。矿体平面上呈长条状、条带状，剖面上呈层状、似层状产出，矿体产状与岩层产状基本一致，走向北西—北北西，略呈“3”字形展布(图3-19，图3-20)。倾向北东—北北东，倾角缓，为10°～40°，一般为20°～35°。其中③号矿体规模最大，长(349～208线)，矿体连续，矿体厚～，平均厚。矿层出露地表，延深200～780m;V2O5品位为～(单工程平均)，平均品位为，品位变化系数(Vc)为。矿体沿走向、倾向厚度和品位变化不大;矿体主要位于50～150m标高之间，最低见矿标高为，矿层夹石少。③号矿体为矿区主矿体，矿体长度占全区矿体总长度的53%，V2O5储量占全矿区总储量的70%，其余各矿体特征见表3-8。
图3-19 西燕-巷贤矿区钒矿体分布图(据广西壮族自治区第四地质队，2003)
表3-8 矿体特征一览
图3-20 西燕-巷贤矿区钒矿233勘探线剖面(据广西壮族自治区第四地质队，2003)
(二)矿石特征
1.矿石类型
按矿石的自然类型划分，分为氧化矿石和原生矿石。
氧化矿石主要分布于中部(199～159线)地势较高的山头，出露最大标高170m，工程揭露最低氧化标高，高差。工程揭露的氧化矿深度为0～。氧化矿石呈黄色、褐黄色、灰白色、灰色和深灰色，风化越强颜色越浅，局部含较多的褐铁矿。氧化矿石炭质流失，泥质含量增高，V2O5品位相对较高。
原生矿石:分布于中深部，于地势低的部位直接出露地表。控制斜深200～710m，最低见矿标高为。矿石呈灰黑-黑色，炭质成分较高，发育大量浸染状、星点状、团粒状黄铁矿，呈他形-自形晶，均匀-不均匀分布于矿石中。
根据矿石的物质成分及含量又可分为3类:炭质泥岩矿石、硅质炭质泥岩矿石、黏土炭质泥岩矿石，以炭质泥岩矿石为主。此外，还有少量含炭硅质岩、含钙炭质泥岩、泥质灰岩等矿石类型，但在这些类型的矿石中V2O5含量一般仅达边界品位。
2.矿石的矿物成分
矿石的矿物成分较简单，主要矿物成分为伊利石(含量66%左右)及炭质(含量15%，以有机质为主)，次要矿物成分为石英(含量8%左右)、黄铁矿(5%左右)、绢云母及高岭石，少-微量矿物有褐铁矿、赤铁矿、方解石、石榴子石、金红石、电气石、磷灰石、锆石及白钛石等。矿石中未发现钒的独立矿物。
伊利石是矿石中最主要的矿物，其结晶细小，主要为隐晶-显微鳞片状、细小针状，粒度一般为×至，少数粒度大者为后期蚀变绢云母及白云母，粒度可达(～)mm×及×。可见伊利石与黏土矿物组成的席状交织结构。伊利石的化学成分分析结果见表3-9。
表3-9 伊利石多项分析
由表3-9可知，矿区内伊利石为贫钾、富水的铝硅酸盐矿物，其钒含量较高，为原矿石平均品位()的两倍，与钒矿化关系密切，是区内矿石中钒的最主要载体。
矿区内石英有两种产出形态，一为原岩中的碎屑石英，另一为后期硅化石英。碎屑石英呈他形、次棱角状-次浑圆状，明显均匀地分散于黏土矿物中，粒度较均匀，一般为～，大者(较少见);而后期石英则明显地呈不均匀状态产于矿石中，呈星散状产出，或呈不规则状、细脉状、团块状产出，其粒度较细，一般为～，大者达～或×，硅化石英中见黄铁矿、绿泥石伴生，偶见磷灰石伴生。
3.矿石的化学成分
矿区氧化矿石及原生矿石化学组分含量见表3-10和表3-11。
表3-10 氧化矿石多项分析
表3-11 原生矿石的化学成分多项分析
*1cal=
矿石中主要有用组分为V2O5，在原生矿石中V2O5为，氧化矿石中V2O5含量稍高，达，V2O5单样含量为～，常见变化范围多为～，全区平均品位为。矿石中其他组分主要为SiO2(～)、Al2O3(～)、总C(在原生矿石中达)、TFe2O3()，此外，原生矿石中含S较高，达，总体上是富Si、Al、C，贫Ca、Mg;矿石化学成分的另一特征是随空间的不同而变化，V2O5、总C、泥质含量自北往南由低到高，这种变化特征与矿区西北以碳酸盐岩沉积为主、东南以碎屑岩沉积为主是一致的。
矿石中伴生有用组分为总碳及银。钒矿石中含碳总量为，测定其发热量为818～1688cal/g，平均为1256cal/g，已达石煤要求。银在氧化矿石中含量小于2×10-6，无综合利用价值，但原生矿石中含Ag大于5×10-6，单工程组合样最高达170×10-6，矿体平均为×10-6，已达综合利用价值。
有害元素为S、As。S在原生矿石中含量为，As小于，含量均较低，对矿石的选冶性能影响不大。
4.矿石结构构造
(1)矿石结构
主要有泥质结构、显微鳞片-泥质结构、隐晶-泥质结构、微-细粒结构及生物碎屑泥质结构，局部见席状交织结构。
泥质结构、显微鳞片-泥质结构:普遍存在于本区炭质泥岩矿石中，黑色泥炭质均匀分布，伊利石呈显微鳞片状，具定向排列，并见伊利石与黏土矿物组成的席状交织结构。大小为～。
隐晶-泥质结构:镜下见黑色泥炭质的基底上散布着少量的隐晶质黏土矿物。
微-细粒结构:主要存在于含炭硅质岩中，石英重结晶呈不规则微-细粒状，一般为～，大者达，粒间呈镶嵌接触。
生物碎屑泥质结构:矿石中富含生物碎屑，最高含量占45%，生物碎屑主要为竹节石，次为腕足类、双壳类。大者可达，小者小于1mm。大部分生物碎屑由泥质、少量硅质组成，有的因风化流失而呈孔洞状，溶孔呈塔尖状、长条状、椭圆状或不规则状，其中有的被黄铁矿、褐铁矿充填。不均匀散布。
(2)矿石构造
主要有薄层状构造、皱纹状、显微皱纹状构造、纹层-条带状构造、孔洞状构造及脉状、团块状构造。
薄层状构造:普遍存在于本区矿石中，组成矿石的泥岩与含炭硅质岩呈薄层状相间产出，单层厚1～5cm，层间整合接触。
皱纹状、显微皱纹状构造:微细的黏土矿物呈显微皱纹状分布于泥炭质中构成显微皱纹状构造;或生物碎屑呈皱纹状分布于泥炭质中，构成皱纹状构造。
纹层-条带状构造:由石英组成的硅质条纹或条带与岩石中伊利石定向排列的条纹、条带相间排列组成，硅质条纹宽～。
孔洞状构造:矿石中富含的生物化石及生物碎屑因风化淋失而呈孔洞状，其中有的被赤铁矿或褐铁矿充填。
脉状、团块状构造:石英、方解石、黄铁矿矿物集合体呈细脉状或大小不一的团块状，不均匀地分布于矿石中。
5.钒的赋存状态
经研究未发现钒的独立矿物，说明钒是呈分散状态存在的。前已述及，伊利石为钒的主要载体矿物。
原矿经焙烧去炭，再用水和酸浸泡，结果水浸钒析出率仅;酸浸钒析出率为。经计算钒与炭的相关系数(r)为。说明钒与炭关系不太密切。
因黏土矿物是一种良好的吸附体，对原矿进行水浸、酸浸试验。水浸钒析出率仅2%;酸浸钒析出率小于10%，Al2O3析出率小于7%，K2O析出率小于2%。结果表明伊利石吸附的钒也很少，绝大部分钒未被分解析出。
用氢氟酸溶矿可以破坏伊利石的晶格，结果是钒与铝的析出率均达到80%以上，其中钒几乎全部析出，钒、铝、钾的析出量成正消长关系，V2O5/Al2O3比值稳定，钒与铝的相关系数(r)为，说明钒与铝关系密切。
综上述可知，当伊利石基本未被破坏时，铝、钾、钒基本不转入溶液，钒析出率很低。当伊利石被溶解时，钒则随铝、钾同时进入溶液，而且随着HF浓度的增高，伊利石被溶解得越充分，钒的析出越完全。因此可以认为，矿石中的钒绝大部分是以类质同像形式替代铝而存在于伊利石的晶格中，仅少量的钒为炭质及黏土矿物吸附。
(三)围岩蚀变及热水沉积岩
矿区围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化，次有方解石化、绿泥石化和绢云母化。
硅化与热水沉积作用有关。可以认为，当热水作用的硅化强烈时就形成了矿区的硅质岩，当热水蚀变作用弱时，就形成了一般的硅化。前已述及，硅质岩以塘丁组(D1t)中部较发育，钒矿主要产于塘丁组下部，该层也有含炭硅质岩产出，表明钒矿体上下盘围岩中都有硅质岩，但以上盘更发育。含炭硅质岩为黑-灰黑色，细粒镶嵌状结构，微-薄层状构造、纹层-条带状构造，成分以石英为主，少量泥质、炭质及星点状黄铁矿。而硅化则呈细脉状、不规则细脉状、团块状及浸染状产出。石英细脉可见呈追踪张裂状，脉细者宽仅左右，宽者可达～，如层间破碎带所见(表3-7)。石英粒度一般为～，大者达～。呈他形粒状、镶嵌状产出。石英集合体中常有黄铁矿伴生，还有少量绿泥石、绢云母与之伴生，偶见磷灰石、白云母伴生。层间破碎带产出的石英脉同样，既有产于矿体下盘，如郁江组(D1y)与塘丁组(D1t)界线附近者，也有产于矿层上盘者，且与硅质岩一样，矿层上盘相对更发育。
黄铁矿化较硅化弱，但较常见，主要表现为黄铁矿在岩石中呈浸染状产出，少量黄铁矿集合体呈不规则脉状、小团块状，并见石英-黄铁矿细脉穿插于岩石中。黄铁矿呈他形-半自形或半自形-自形粒状，镜下见多为四边形或多边形切面，部分黄铁矿已氧化成褐铁矿。粒度一般为至×，大者达1mm。无论是浸染状还是脉状黄铁矿，均与石英关系密切，二者紧密共生。
方解石化表现为方解石呈细脉状、不规则脉状、团块状产于层间破碎带中。绿泥石化则为绿泥石呈小团块产出，并常与硅化石英伴生。绢云母化仅局部见及。
三、矿床成因
关于上林大丰钒矿区矿床成因类型前人做过一些工作，广西壮族自治区第四地质队1987年提出为炭质、硅质页岩中沉积型钒矿床的认识，后于2003年又提出是产于浅海槽盆相近陆带的沉积-成岩型同生沉积矿床，郜兆典(2000)提出为海相热水沉积矿床。作者通过工作，也认为本区钒矿为海相热水沉积矿床，其依据如下:
1)海相热水沉积矿床一般产于拉张环境，常与裂谷、裂陷槽等构造环境有关，矿床产于受同沉积断裂控制的次级盆地中，而沉积盆地的最大拉张裂陷期是热水沉积成矿活动的最有利时期。上林钒矿产于右江裂谷盆地的丹池裂陷槽中，并受南丹-昆仑关区域性同沉积断裂带的控制，成矿环境有利。吴诒等(1987)的研究指出，广西在泥盆纪时以早泥盆世晚期塘丁期至中泥盆世早期及晚泥盆世早期为地壳剧烈拉张活动期。因而这两个时期也是区内海底热水喷流沉积成矿的最有利时期。事实上区内钒矿就赋存于早泥盆世的塘丁组中，是热水沉积成矿最有利的时期。
2)塘丁组中见有钙屑浊积岩，发育粒序层理及各种重力流滑动构造，在郁江组与上覆塘丁组界面附近发育层间破碎带等现象表明有同沉积构造活动发生，正是这种同沉积断裂构造控制了海盆及海盆中次级洼陷的形成以及矿体的分布。因此区内发育的同沉积断裂构造是区内热水沉积成矿的构造标志。
3)塘丁组岩性为黑色炭质泥岩夹含炭硅质岩。其中硅质岩具微-细粒结构、微-薄层状构造、纹层状、条带状构造，具热水沉积岩特征。钒存在于炭质泥岩中。这种含钒高炭质泥岩与含炭硅质岩组合，特别是硅质岩的产出，为热水沉积成矿作用在岩石学上的标志。
4)区内钒矿呈层状、似层状产出;矿石具薄层状、皱纹状、纹层状构造;矿体与含炭硅质岩密切伴生;围岩蚀变较弱，有硅化及弱的方解石化、黄铁矿化，在矿体顶、底板均见及，但以底板稍强，如底板岩石普遍发育团块状及浸染状黄铁矿，而硅质岩可看作是强烈硅化的产物，以矿体上盘较发育。这些特征是本区热水沉积成矿的矿床学标志。
5)根据戈尔德施密特的元素地球化学分类，铝和钒同是岩石圈中的亲石元素，与氧都有较强的亲和力。钒在元素周期表中属第五族元素，但在自然界里可以呈V3+、V4+、V5+出现。上林钒矿区富有机碳和黄铁矿，生物主要为浮游生物，反映了当时的沉积环境属于相对封闭及较强的还原环境，因而钒可以呈V3+的形式稳定存在，为V和Al的类质同像替代创造了条件，因为V3+和Al在晶体化学性质上有许多相近之处(表3-12)。
表3-12 V和Al晶体化学性质比较
由于上述性质的相近，特别是离子半径差别较小，更有利于二者之间类质同像的进行。当深部含钒热水上涌到达海底相对封闭的洼地时，钒就呈V3+形式存在，并以类质同像形式代替Al3+进入晶格，形成了含钒的黏土矿物———含钒伊利石。最后在洼陷中富集呈层状、似层状产出的大型钒矿床。
难般聊聊
油页岩由于其特殊的组成和结构决定了它在能源、矿产、化工、医药、建筑、农业和环保方面具有许多可供综合利用的潜在前途。
一、在能源方面的利用
(一)低温干馏提取页岩油及页岩油的精制加工
油页岩通过低温干馏可以制取页岩油。油页岩低温干馏是在隔绝空气的情况下加热到450℃～600℃。页岩油低温干馏除了产生页岩油外还有气体汽油、氨、硫化氢、吡啶碱和酚类等产物。页岩油是油页岩加热时其有机质热分解的产物，类似于天然石油，因此，天然石油的精制加工方法，一般都适用页岩油。从油页岩中提炼的页岩油可以直接作为锅炉或工业炉液体燃料使用，也可进一步对页岩油经热加工和氢精制工艺，获取汽油、煤油、柴油、蜡和石油等产品。
(二)燃烧发热发电
油页岩由于含有机质，因此油页岩作为燃料直接在燃烧室中燃烧而产生热能是油页岩能源利用的又一途径，这一工艺由于省略了页岩油中间转换环节，而使其能源利用效率大幅度提高。但是从油页岩中提取的页岩油中C、H含量比天然石油少，而S、N、O含量比较多。因此，为了提高油页岩的燃烧率，需要在燃烧时加入H，同时剔除大部分的N和S，避免在燃烧过程中产生硫的氧化物和氮的氧化物污染环境。
(三)气化制取煤气
油页岩直接加氢气法(又称“IGT—”法)，能直接生产合成天然气或生产中馏分油，在中等氢压力下取得较高的有机碳转化率。目前还有一种地下气化采矿提取页岩油法。
二、在建材方面的利用
(一)油页岩灰渣的利用
油页岩灰分含量高于40%，成分十分复杂，主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO2，以及多种微量元素等。在油页岩提炼页岩油和油页岩燃烧过程中会产生大量灰渣。过去一般都直接丢弃，占地面积大，灰渣产生空气污染，金属元素和微量元素能渗入地表和地下水，造成严重的环境污染，危害人类的生产和生活。因此，充分合理的利用油页岩灰渣，既能变废为宝，具有重要的经济意义，而且对于保护环境，实现开采无废弃物化，能作出重大贡献。
1. 生产水泥和优质煅烧高岭土等建筑材料
油页岩低温干馏后的页岩灰可作为生料的一部分，用湿法生产普通硅酸盐水泥。燃烧过的页岩灰也可以作为人工火山灰质混合材料之一。还可省去黏土矿开采，从而降低水泥制造成本。另外，油页岩灰渣加入水泥中，能够改良水泥的性能。
对油页岩灰渣采用强磁选、酸浸、氯化焙烧等提纯作业，可有效地除去油页岩尾渣中的Fe2O3、TiO2等显色杂质矿物，制取优质煅烧高岭土。
还可以利用油页岩灰渣制砖，能够改变传统的黄土制砖模式，保护耕地，减少黄土制砖模式对环境和生态的破坏，并且性能比传统的黄土砖优异。
油页岩还可生产陶粒，这种陶粒具有轻质、高强、圆球形、级配好、耐高温性。
2. 制取聚烯烃填充母粒
茂名油页岩经过干馏后的废渣和沸腾燃烧后的溢流灰经过处理，制备成充填母粒，填充到橡胶、塑料中，可改善制品的性能，降低产品成本，同时，也为油页岩灰这种废物找到了利用的途径。
三、在农业方面的利用
(一)油页岩氧化制取有机酸
油页岩干酪根含量高，国外一般先将油页岩浓集得到干酪根，再氧化干酪根可以合成有机酸;由于我国油页岩干酪根与无机矿物组分结合紧密，用一般浮选法难以将干酪根与无机矿物分离开来，并将干酪根浓集起来，杨秋水等探索用直接氧化的工艺方案制取有机酸，并获得较高收率。其中，水溶酸主要是二元酸，水不溶酸经处理可作为表面活性剂和植物助长剂。
(二)油页岩加工制取肥料和改良剂
油页岩中含有氮元素和酸性、碱性氧化物，因此，可以被加工成肥料和用作土壤改良剂。匈牙利地质调查所广泛研究的结果表明，应用藻类油页岩和含藻类的斑脱岩成功地减少了土壤中的酸度、肥料的淋滤、硝酸和磷渗入土壤的数量。施入简单处理过的藻类油页岩，可以大大的提高农作物的产量。
四、在化工方面的应用
(一)油页岩—水电解制氢
目前，工业上生产氢气的方法，是以天然气、石油或煤为原料，使之与水蒸气反应制取，少量氢气由水电解法制取。天然气和石油需催化剂高温下制氢，水电解制氢耗电多，煤法需高温且有污染。戴衡等尝试用油页岩—水电解制氢，以H2SO4为电解质，在常压(一个大气压)70℃及1伏电压条件下进行油页岩—水的电解反应，负极产生纯氢，出氢电流效率为100±2%，正极产生少量CO2。该法利用小颗粒油页岩，所得氢气纯度高，工艺流程简单，又是在常压和接近常温下操作，所以无论从经济上或工艺上看，都有可能成为有竞争力的新制氢方法。
(二)油页岩中金属元素利用
油页岩矿床中常常伴生多种金属元素。如中欧曼斯菲尔德的含铜油页岩(二叠纪)、澳大利亚的富含铅锌矿的蒙特页岩、美国印第安纳州的富铜、钼的新奥尔巴尼油页岩，巴西富硫、放射性铀的油页岩，我国南方的钒矿床镍—钼多金属黑色页岩等。因此，研究油页岩中金属元素的富集规律，走燃烧—提炼金属的综合利用的道路，对于综合利用油页岩，提高油页岩的利用价值，具有重要的意义。
五、在环保方面的应用
(一)用于废气和污水处理
油页岩灰渣含有酸性、基性和中性氧化物，并且是在较高温度下形成的，具高孔隙度，因此，其吸附性比较强。在废气处理中，油页岩灰渣能作为脱硫的吸附剂。在650℃～750℃下油页岩灰渣能有效的吸附废气中60%～70%的SiO2。油页岩灰渣经处理后还可制成净化污水的原料，主要污水是化工厂、钢厂，这些工厂的污水可用灰渣沸石来处理净化。油页岩灰渣用于废气和污水处理，相当于“以废制废”，不但成本低廉，而且处理能力较强，不失为油页岩综合利用的一条好途径。然而，应该合理处理利用过的油页岩灰渣，避免造成二次污染。
(二)用于煤燃烧的净化剂
在煤的燃烧中加入10%的油页岩可以减少煤燃烧时对环境的污染，是良好的净化剂。因为油页岩的灰渣对SO2具有强的吸附性。
六、其他应用
油页岩的用途很广，上面提到的只是其中的一些应用，油页岩还可以用于提炼镍的化学添加剂、生产优质铺路沥青、用作隔热、隔音材料、提取油页岩中某些有机和无机化合物生产油膏和药膏、提炼硫和铀等方面。
爱玩的小猪2007
收录日期：2019年3月18日钒是一种重要的合金金属，是现代工业发展所需的重要添加剂。钒具有延展性好、质坚硬、无磁性、耐腐蚀性强、不易氧化等特点。通过在钢铁中添加钒，可以显著提高钢材的强度、韧性、延展性、耐损性和耐热性。因此，钒广泛用于冶金、宇航、铁路、国防军工等部门。近年来，钒在清洁能源方面的研究有很大进步，钒氧化还原电池已经开始用于商业能源存储系统，世界上首条最大规模的钒电池生产线已在我国开通。中国不仅主要是世界第一大钒资源国，也是第一大生产国和消费国，在国际钒市场占有重要地位。一、全球和中国钒资源分布概况（一）全球钒资源分布概况。全球钒资源主要集中在少数国家和地区。据美国地质调查局（USGS，2017）统计，2016年全球钒的储量为1，万吨（钒含量）。世界钒资源主要分布于中国、俄罗斯、南非和澳大利亚。2016年，中国储量900万吨，居第一位，占世界总储量的，其次是俄罗斯、南非和澳大利亚，上述4个国家储量合计占到世界总储量的99%以上。（二）中国钒资源分布概况。中国钒资源丰富，主要赋存于钒钛磁铁矿和石煤之中，大中型矿床储量占到总储量的90%以上。中国的钒钛磁铁矿广泛分布于四川、湖南、安徽、广西、湖北、甘肃等省（区），其中四川钒储量居全国之首。我国产钒的主要来源有钒钛磁铁矿和石煤。钒钛磁铁矿提钒的产出率较高，对周围环境的污染较低。含钒石煤是中国特有的钒资源，石煤中含V2O5达以上。二、全球和中国钒矿供需现状及趋势（一）全球钒矿供需。全球钒资源开发利用以钒钛磁铁矿为主。从全球钒矿生产来看，2000～2016年，全球钒产量呈现逐渐增长态势，年产量由62，000吨增长至74，000吨。全球钒生产高度集中于中国、俄罗斯、南非和巴西等国，几乎供给了全球的原生钒需求。2016年我国钒矿产量占世界钒矿产量的，占世界第一。世界钒资源消费量也逐渐上涨，由2000年约35，000万吨增长到2016年约81，000万吨。从全球钒消费结构看，钢铁依然是钒的主要消费领域约，约有85%的钒用于冶金行业。（二）中国钒矿供需。我国钒矿市场供需形势一直处于供过于求的状态，产量、消费量持续上涨。从我国钒矿生产看，2000～2016年，我国钒年产量增长了5倍左右，并在2007年后超过南非成为世界第一大钒矿生产国。但钒矿的大量开采及冶炼对环境有严重的影响，我国在为世界生产供应钒矿资源的同时，也面临着相关环境问题的制约及相应环境政策的选择。从我国钒矿消费结构看，我国钒消费量随着钢铁工业的快速发展而快速增长，年消费量由2008年不足3，000吨增长至2016年36，000吨左右。受2008年金融危机影响，钒消费量出现大幅负增长。自2011年以来，我国的钒消费量急剧上升。2014年之后，受钢铁行业“去产能”去产能的影响，我国钒消费量出现负增长。从中国钒矿供需可以看出从2009年起，我国钒矿常年处于生产过剩的局面，也就是说我国每年约有2万吨左右的钒产品为世界出口或剩余。（图1，数据来源：World Metal Production、国际钒技术委员会、安泰科）从我国钒矿进出口数据来看，从2000年开始，我国钒矿向全球大量出口，进口微小。国际钒市场价格相对稳定，市场需求较强，因此国内市场出口意愿较强。我国平均每年出口V2O5约在1万吨左右，2009年受中国钢材需求我国钒矿产量一时大幅上涨，出口量达到最高达点约19，500吨。而钒矿进口几乎很小，对外依存度很低。我国钒矿进口的货源大多来自南非和印尼，受到海运时间较久、运费较高等因素影响，因此进口量偏低。从我国钒矿价格来看，从2010年以来由于国内钢铁行业大量需求，钒价一直处于较高的价格。随着2014年后我国钢铁行业“去产能”后，面对需求疲软，钒价出现一度下滑趋势。因我国限制钒渣的进口和攀枝花地区受环保压力全面停产，钒价从2017年起一直居高不下，下游企业出现囤货抢货的现象，原料市场波动明显。（图2，数据来源：《中国海关统计年鉴》和联合国商品贸易数据库）（三）未来市场。目前，中国对环境污染风险高的废塑料、未分拣废纸、废纺织原料、钒渣等四大类固体废物禁止进口。钒渣是提炼钒产品的重要原料，这一消息同时加剧了国内市场囤货倾向。其次我国产量最大的攀钢和成钢集团因为受到了环保的限制，导致自产钒产量比例下降，市场供不应求局面严重。受到环保的压力，普通钒厂的进入壁垒越来越高。钒产品在原料市场和国际市场的供应都受到影响，钒系产品未来一段时间的供应会相应减少。20世纪以来，新型清洁电池钒氧化还原液流电池的研发越来越成熟。钒电池是现在市场发展势头较强的绿色环保蓄电池之一，有着非常多的应用领域。如可作为高层建筑、机场等备用电源，可作为太阳能等发电系统的配套储能装置，为航运提供电力等。与其他化学电池相比，钒电池安全性高，工作时间更长、更稳定，连续充放电次数可达数千次。因受资源限制，美国、日本等发达国家钒电池的应用并未在本国掀起热潮。“十三五”以来，我国产业结构升级，新兴产业迅速发展，企业的研发能力也明显越来越高。我国四川攀枝花钒电池的研发已进入应用阶段，且我国钒资源储量丰富，钒电池的发展是大势所趋，未来需求也会大幅上涨。因此面对当前市场紧张，未来大量需求的钒资源，我国应合理开采，扩大进口，保证资源的有效供应。三、我国钒资源开发利用存在的问题（一）开采过量。钒在我国是一种战略性新兴产业密切相关的矿种。虽然我国钒钛磁铁矿和石煤资源极为丰富，但以2016年我国钒资源的储量和开发利用水平计算，中国钒资源的开采仅可满足未来100年的需求。在我国陕西、贵州、河南等地的钒资源保障程度低、产业链短，产业转型问题加剧。随着我国高强度钢筋和钒电池的推广，未来钒矿需求会大幅增长，为防止未来出现供不应求的局面，我国应合理限制钒矿的开采。（二）开采工艺不成熟。我国钒矿开采过程中废弃现象严重。在钒钛磁铁矿开采中，钒资源的综合利用率仅为47%。而我国钒矿大部分钒来自于石煤中提取，资源综合利用率更低，开采工艺相对落后。虽然石煤中钒的提取成本相对较低，但开采过程中会将伴生的所有有用贵金属、多金属、非金属作为废石丢弃，造成资源的极大破坏和浪费。在钒矿开采中，最初埋在地下并且对地表没有影响的铀矿被人工暴露在地表，造成严重的放射性污染。（三）严重污染环境。虽然钒矿本身毒性不大，但是钒矿冶炼主要是生产五氧化二钒，这种化工产品对人体有较大毒害，生产钒矿的废气中含有氯化氢、二氧氯气，对人身体和农林业有毁灭性的破坏;其次，冶炼过程中产生的废水、废渣和燃料的燃烧也会对环境造成不同程度的污染。我国在过量生产钒的同时，也同时面对着严重的环境污染问题。四、我国钒资源开发利用建议钒矿是一种重要的战略矿种，我国是世界上钒矿储量最大、产量最多、消耗最大的国家，钒矿市场面临着严重的供需不平衡。经上述供需分析和我国钒矿开发利用过程中存在的问题提出以下几点建议：（一）完善立法法规。2011年我国出台了对钒矿排放等相关的规定《钒工业污染物排放标准》，陕西省也随后颁布了《钒矿采选冶项目环境准入规定》。现阶段有关钒矿的保护性开采与监管的立法工作明显滞后，缺乏配套法律法规。我国应尽快完善立法，制定钒矿有偿使用的法规和实施细则，健全钒矿开采及冶炼的法制管理体系。（二）合理开采资源。由于我国钒矿开采资源利用率低，应加大对伴生矿产的综合利用率，提高回采率，合理开发利用优势矿产。对于环境污染问题，我国钒矿的开采应尽量选择底下开采方式，避免对植被和山体的破坏。各市区政府在进行规划时应充分考虑环保方面的因素，建立有效的生态补偿，争取实现“绿色矿山”开发，杜绝钒矿开发过程中的浪费现象。（三）严格控制钒矿大量出口。我国每年向世界出口大量的钒产品，而当前我国在生产钒矿的同时也面临着一系列的资源浪费和环境污染问题。我国钒矿应在满足国内需求之外合理开采，严格控制钒矿的出口，并建立出口管理措施，以保持市场平衡。（四）加强国际市场合作。我国是钒矿产量和储量最大的国家。应利用市场和资源优势提高我国在钒矿市场上的话语权。且钒矿储量丰富的国家都是金砖国家，我国应利用国际合作的优势，建立矿产资源运输通道建设，扩大钒矿进口以备缓解国内供需紧张的局面。（五）加强关键工艺研发力度。针对我国在冶炼钒产品生产关键工艺技术方面还存在制约瓶颈、开采工艺不成熟和环境污染等问题，我国应加大研发投入，企业内建立专门的研发管理体系，在高效提钒、提高钒的回收利用、清洁生产等方面应进一步研究，加强资源的综合利用。主要参考文献：[1]熊威娜.钒矿开发对水环境的影响及其治理[J].能源环境保护，（6）.[2]肖六均.攀枝花钒钛磁铁矿资源及矿物磁性特征[J].金属矿山，2001（1）.[3]王学文，王明玉.石煤提钒工艺现状及发展趋势[J].钢铁钒钛，（1）.[4]夏玉丹，宋辉，杨斌.浅谈五氧化二钒的市场状况和生产工艺[J].贵州化工，（4）.[5]盛凤军.全钒液流电池技术及其应用[J].广东化工，（20）.[6]周天颂，樊永安.大地呼唤和谐——湘西州禁钒工作正在进行中[J].国土资源导刊，2005（5）.[7]李晓宇，叶蕴琪，张福良，王丹.新时期我国钨矿资源现状及管理政策建议[J].现代矿业，（12）.
第一章总 则第一条为节约资源、保护环境、发展循环经济，深入推进粉煤灰综合利用健康发展，根据《中华人民共和国循环经济促进法》、《中华人民共和国清洁生产促进法》、《
坤坤890206 3人参与回答 2023-12-11 《煤化工》期刊系经国家科委及新闻出版署批准出版的国家级大型行业性综合期刊，由赛鼎工程有限公司（原化学工业第二设计院）、全国煤化工信息站、全国煤化工设计技术中心主
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