马来西亚彭亨州石英砂资源及利用研究

杨 岗， 王自国

(中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039)

彭亨州是马来西亚十三个州之一，首府关丹(Kuantan)。彭亨州位于马来西亚半岛的东部，是半岛面积最大州，东面是南中国海，与柔佛州、森美兰州、雪兰莪州、霹雳州、吉兰丹州、登嘉楼州毗邻。下辖11个县，面积35 965km2，截至2018年，人口176.68万(包括15.23万外籍人士)。

1 地形地貌

彭亨州大部分地区为茂密森林覆盖，地处广阔的彭亨河流域。其内地为宽广肥沃的山间盆地；中部是河流交错的平原；沿海有32km宽的冲积地，其中包括关丹、彭亨、云冰(Rompin)、兴楼(Endau)和丰盛港(Mersing)诸河三角洲和河口湾平原[1-2]。

彭亨州西、北部有蒂迪旺沙山脉、本农山脉、大汉山脉和东海岸山脉山体，高地景区如金马仑高原、云顶高原、福隆港分布于此。东为广阔平原，东南为浪平沼泽洼地。马来半岛的最高峰——大汉山坐落在彭亨州境内。

2 分布范围

根据踏勘情况看，彭亨州天然石英砂广泛分布于沿海各地，北部从关丹市北部，南到丰盛港南部。地表皆成片状分布，面积大小不一。关丹市北部沿海岸线展布宽度约5km。关丹市到北根展布宽度约20km。北根至丰盛港有广阔的平原区其分布范围更宽。

由于其州内其余地方都是山地丘陵，没有形成大范围天然石英砂的地质条件，在河流阶地有小范围分布。

天然石英砂片区大多植被稀疏，地表呈灰白色，而大部分地区被绿色植物覆盖，故与其他地方有显著差异(图1)。

图1 关丹北部石英砂天然地貌

马来西亚其余各州如霹雳州、登嘉楼州、东马来西亚沙巴州、沙捞越等都赋存丰富的天然石英砂资源。

3 地质成因

彭亨州中部和北部分布有大面积火成岩。滨海石英砂系热液型脉石英或变质型石英岩长期风化后，石英脱离母岩经长期水流搬运冲积分选沉积富集成矿[3]，为第四纪滨海石英砂矿床。

4 自然特征及质量特征

4.1 石英砂自然特征

关丹市北部石英砂地表出露，自然类型为白—白灰色疏松状细—中粒石英砂。无明显分层特征。含泥量低，粒度组成均匀，颗粒圆整，表面光洁，流动性好。矿体呈层状，厚度稳定，规模较大，砂体厚度大于10m。

北根附近石英砂片状分布，具有分层特征。自地表上层为白灰色细粒石英砂，厚度0.6～0.8m，其下为厚约1.2m灰黑色砂层，质硬，具钙质胶结，再下渐变为白灰色细粒石英砂，

北根至丰盛港一带植被茂盛自然环境优美。自滨海公路沿线一带，目前尚未见到大面积可开发石英砂资源。

4.2 石英砂质量特征

天然石英砂矿物成分主要为石英，其次含少量黏土矿物等。2018年8月于关丹市北部地表提取天然石英砂样品，由南京玻璃纤维研究设计院质检中心分析，检验结果如表1所示(试验方法GB/T 3284—2015)。

表1 关丹石英砂检验结果

根据检测结果，经换算彭亨州关丹市北部天然石英砂SiO2含量在99.6%左右。

2019年10月同区域再次取样，仍由南京玻璃纤维研究设计院质检中心分析，ω(Fe2O3)检验结果为0.014%。

5 石英砂粒度分级

2019年底对关丹市北部石英砂取样做干法筛分试验。试验结果：小于18目为6%；18～30目为26%；30～70目为62%；70～120目为5%；120目以上为1%。即大于30目约占3成，30～120目约占7成(图2)。

图2 关丹石英砂粒度分级饼状图

6 彭亨州石英砂应用方向

马来西亚彭亨州天然石英砂品质优良，具有规模大、品味高、品质好的特点。由分析结果可以看出，自然状态下SiO2含量在99.6%左右，Fe2O3含量在140×10-6左右，可以称为“高纯石英原料”。提纯后的高纯石英砂满足现代高新产业使用效能的严格要求。

玻璃行业是使用石英原料的大户，石英原料赋予了硅酸盐玻璃及其制品许多优异的性能， 如透明性、机械强度、化学稳定性等[4-7]。原料中SiO2含量对硅酸盐玻璃制品的性能会产生重要的影响， 在普通硅酸盐玻璃的组成中，SiO2一般占65%～75%。现代浮法玻璃一般要求石英原料中SiO2含量在96%以上，Al2O3含量在2%以下，Fe2O3为0.01%～0.1%，粒度在0.4mm左右，粒度在0.5mm以上及0.1mm以下的颗粒均不得超过5%[8-10]。高档玻璃，如特种玻璃、优质平板玻璃和精密光学玻璃等，对石英原料的化学成分有更严格的要求， SiO2的含量要在99%以上，Fe2O3的含量要低于0.05%～0.1%，Al2O3和TiO2的含量分别要求在0.5%～2.0%和0.05%以下[11-15]。此外，石英砂在耐火材料行业、化工工业、石英板材行业等领域都有重要应用价值。

7 结论

综上所述，马来西亚彭亨州天然石英砂资源具有储量大，品质优良，铁质含量低，白度高，粒级分级好等特点。简单的物理处理即可成为平板玻璃的极好原料。但应用方向应该为高端玻璃方向，如光学玻璃、特种玻璃、电子石英、光纤管等。彭亨州天然石英砂符合“高纯石英原料”的条件，可以经过测试如物理-机械方法(如擦洗、磁选、浮选、重选、色选、超声波选矿)、化学方法(酸浸、络合法)、以及其他方法(微生物、静电提纯)等精细加工工艺，提高SiO2含量至99.9%以上，Fe2O3含量低于0.003%，达到高纯石英砂的指标要求，从而达到资源最优化利用。