冶金輔助礦物與巖石

冶金工業(yè)是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)工業(yè)之一。它在生產(chǎn)過程中除必備的礦石與燃料外，還需要與生產(chǎn)各環(huán)節(jié)相配套的礦物原料，使金屬高效地從礦石中熔離出來。這種礦物原料俗稱冶金輔助原料。目前冶金工業(yè)仍以火法冶金為主，濕法冶金還沒有全面推廣。在這種情況下冶金輔助原料中最主要有耐火材料、冶金熔劑和鑄型用料等三大類。由于冶金所用的礦石類型繁多，其性質(zhì)各異，從而導致所采用的冶金工藝流程及其合金種類又各不相同，因此在冶金爐體構(gòu)筑中所采用的耐火材料制品；在冶金過程中所配備熔劑種類；最后澆鑄成型過程中所選擇的鑄型材料等往往依具體情況去選擇，而沒有刻板的規(guī)定，其最終目的是獲得上佳的冶金效果與經(jīng)濟效益。所以冶金輔助原料的品種、類型、規(guī)格、配方等具有多樣化特點。

冶金輔助原料所使用的工業(yè)礦石與巖石，其種類較多，主要為鋁硅酸鹽、碳酸鹽、氧化物、鹵化物及單質(zhì)礦物。但它使用范圍有一定趨向性，用于耐火材料大多是鋁硅酸鹽類礦物與巖石；用于熔劑的主要是碳酸鹽類礦物與巖石；用于鑄型材料的往往以硅酸鹽與氧化物類礦物(巖石)為主。這些礦物與巖石不但具有冶金工業(yè)所需求的化學組分，而且還存在特殊的物理性質(zhì)，為冶金工藝流程實施創(chuàng)造有利條件，如石墨化學性質(zhì)穩(wěn)定，并具潤滑性，用做鑄型模子涂料將使鑄件表面光滑。此外這些礦物與巖石往往具有多種性能，在冶金工業(yè)上可用于多方面，如白云巖既可作堿性耐火材料，又可作為冶金熔劑，中和酸性爐渣。冶金輔助原料所使的工業(yè)礦物與巖石其用量都比較大，并且更換周期不十分長，如筑建一個爐體所需的耐火材料是上百噸，而爐體壽命也僅幾年，因此冶金輔助材料是屬于大宗的礦產(chǎn)品。

與冶金輔助材料有關(guān)的礦物與巖石大部分是沉積成的，如白云巖、石灰?guī)r、耐火黏土、鑄型用砂、鑄型用黏土、硅石材料等。其次是變質(zhì)成的，如菱鎂礦、藍晶石類礦物、石墨等。個別與巖漿活動有關(guān)，如部分螢石、尖晶石類礦物等。前兩者共形成的地質(zhì)特征比較清楚，往往具有一定層位，如耐火黏土多產(chǎn)于石炭二疊紀地層中；菱鎂礦多產(chǎn)于前寒武紀地層中。礦體形態(tài)規(guī)則，產(chǎn)狀明顯，具一定延伸，開發(fā)條件簡單。這些特點無疑為其大規(guī)模開采、滿足冶金工亞長期需要提供了有利的條件。

與冶金輔助材料有關(guān)的礦物與巖石其工業(yè)指標通常都包括化學成分與其物理性能兩方面，如耐火黏土既規(guī)定了其化學成分含量，又規(guī)定了耐火度。鑄型用黏土不但要求有害組分不能超標，而且還要求其耐火度、膠質(zhì)價以及成型后在干的和濕的狀態(tài)干抗壓強度(g/cm²)必須達到一定標準。顯然其工業(yè)指標是屬于綜合性指標，二者不可缺一。這些礦物與巖石通常在其工業(yè)要求范圍內(nèi)又依據(jù)冶金工業(yè)需要將其劃分了許多品級，如螢石往往劃分了特級、Ⅰ級、Ⅱ級等三種以適應冶金過程復雜性的需要。

我國與冶金輔助材料有關(guān)的礦物與巖石分布較廣，儲存量也較豐富，基本上能滿足國內(nèi)需要，部分尚可出口，如菱鎂礦、螢石、石墨、耐火黏土每年都有一定數(shù)量出口到西歐、日本。這些礦產(chǎn)品在地域分布上還比較合理，可滿足重要冶金工業(yè)基地需要，僅個別有些不均衡，如藍晶石類礦物、石墨等分布有些局限，主要在華北與東北地區(qū)，給供需帶來一定不便。值得注意的是，隨著技術(shù)進步和冶金技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今所需的與冶金輔助材料有關(guān)的工業(yè)礦物與巖石可能被淘汰，取而代之的是新的工業(yè)礦物與巖石。