礦產品應用>礦產品工業應用

  天然氣為一種由地下開採之可燃性氣體,其主要成份為甲烷,並含有微量乙烷、丙烷、丁烷、及戊烷等,可作為燃料及工業原料用。凝結油為未加提煉前的液態石油,其組成的物質並不固定,各地出產的原油成份差異頗大,因此顏色、重量也不相同,從白色、棕色、綠色、黃色,以至於深黑色皆有,可製成各種性能相異之石油產品與化學品之進料原料。   
  目前天然氣與凝結油生產,主要分佈於西部新竹、苗栗與台南等地區,生產製程自氣井口至消費端可區分為礦品處理(開採階段)、成品處理、成品運輸及成品直接銷售等4階段。   

  金礦具金屬光澤,不透明,顏色及條痕均為黃色,耐酸鹼且於空氣中永不被氧化,具特別之展延性,是電和熱的優良導體,可作為印刷電路板裝配線之接頭、製造合金、電器及電子半導體之重要材料,亦可作為國際通貨基金、鑄造貨幣、首飾、鑲嵌寶石。

  • 大理石+

      大理石主要成分為碳酸鈣,是變質石灰石。大理石主要存於古生代晚期至中生代早期的大南澳群片岩當中,北起花蓮縣和平溪至台東縣知本主山,範圍約有兩百公里長,東西寬達十多公里。北部礦體為厚層塊狀,往南則漸分歧變薄甚至尖滅。表1為各產地大理石之差異。

    表1.各產地大理石差異表

      國內大理岩主要由氧化鈣(50~55%)、氧化鎂(1~2.5%)、二氧化矽、三氧化二鐵、三氧二鋁組成,作為水泥、鋼鐵、電石、玻璃、化工…等原料。表2為大理石工業利用的規格。

     
    1、水泥業
      水泥生產是將大理岩(大約占總原料用量的75~85%)、矽砂、黏土及鐵渣等原料製成生料後送入高溫的旋窯裡燒成半成品的熟料,最後加入適量石膏即為水泥成品。大理岩用於水泥的部分約占總大理岩消費量的80%左右,主要用來做主原料。
    2、鋼鐵業
      大理石用於煉鋼製程中主要在鐵礦燒製時添加作為助熔劑,除了水泥用途之外,次要之流向為鋼鐵工業,約占大理岩總消費量之15%。
    3、其他
      其餘尚有在火力發電中的排煙脫硫用以降低二氧化碳濃度、玻璃工業中用以降低高溫石的玻璃黏度加速玻璃凝結、以及燒製石灰、陶瓷工業、農牧業、耐火工業等用途。

    表2.大理石之工業利用規格表

      水泥用之大理石原料石並無礦石顆粒大小的限制,開採方法大多利用大規模炸藥爆破,再用鏟石機挖石,裝上大型運輸車、索道或直井,運至水泥廠倉儲口;煉鋼與化工用之礦石除化學成分要求外,在顆粒大小亦有所規定,因此以挖土機、破碎機開採方式,炸藥爆破僅用於地質堅硬地帶,而且礦產品須再經碎礦及篩選等加工後才能販售,故在成本與價值方面,煉鋼與化工用大理石高於水泥用價格。目前生產大理石原料石礦場,主要位於宜蘭與花蓮地區。

      大理石石材尺寸較大、無龜裂、岩質粗密均一、色調斑紋美觀,研磨後富光澤者,稱為正材,作為建材之用;尺寸較小,結構緻密,顆粒均勻不易脫落,無裂隙,無包裹體,顏色、花紋、硬度、形狀符合造型要求者,稱為副材,作為工藝雕刻用大理石;而開採、加工過程中產生的碎石、邊角餘料者稱為角材,則作為人造石、水磨石、石米、石粉,或作為塗料、塑膠、橡膠等行業的填料。

      石材會依據規格尺寸、外觀質量、花紋色調、表面光澤度不同,價格而有所差異。

      台灣地區的大理石石材礦場經過多年開採,現今多屬破碎礦床,再加上新用地取得不易,許多以往主要生產大理石石材的礦場,現今都改為生產大理石原料石。在生產原料石的過程中,若發現有較完整的礦石,予以保留並切割為石材出售,因此大理石石材成為大理石原料石的副產品。目前生產大理石石材礦場,主要位於宜蘭與花蓮地區。

  • 白雲石+

      白雲石分布於花蓮縣清昌山、木瓜山、萬榮、和平、和仁與宜蘭縣大濁水地區。表1為各產地白雲石之差異。

    表1.各產地白雲石差異表

      國內白雲石主要由MgO、CaO、MgCO3、CaCO3、CO2組成,作為水泥、鋼鐵、電石、玻璃、化工…等原料。表2為工業利用的規格:


    1、鋼鐵業

      主要是直接加入練鋼、鐵作業中,作為熔劑使用。在鐵水中與SiO2、Al2O3、S、P等形成爐渣(爐石),利於與鐵金屬分離。


    2、玻璃業

      在玻璃中加入白雲石主要是利用其可以降低玻璃失透之傾向,減少因接觸空氣造成的化學作用。


    3、建材

      國內少有建材用原石之利用,主要是加工製成石米及石粉後,用以製成磨石地磚等。


    4、農業

      以粉末狀態加入土壤改良劑與肥料中,可以調整土壤的PH值、增加土壤中的鈣與鎂含量、促進肥料被植物吸收等。


    5、其他

      尚有填充料業,如紙業、塑膠、油漆、橡膠、清潔劑、化妝品工業、窯業等。此外也可在煙道中脫硫,但這些的用量相對極少。

    表2.白雲石之工業利用規格

  • 矽砂+

      矽砂是含二氧化矽(SiO2)成分高的石英砂總稱,可作為平板玻璃、玻璃製品、鑄造砂、玻璃纖維、陶瓷彩釉、防銹用噴砂、過濾用砂、熔劑、耐火材料以及製造輕量氣泡混凝土。

      矽砂依產狀分類,可分為天然矽砂、水洗矽砂、人工矽砂等3類,在陸地上以層狀或沙丘分布,在河口或海岸以濱砂沉積,稱為天然矽砂,分布於西部海濱與台北福隆;砂層間夾雜黏土,經水洗分離黏土之矽砂,稱水洗矽砂,主要分布於基隆大武崙、台北萬里、崁腳、南勢角、新竹縣關西、苗栗縣銅鑼、公館、南投縣北坑等地區;而塊狀矽砂、砂岩、石英岩片等經人工粉碎、篩分之矽砂,稱為人工矽砂。

      若以用途分類,可分為工程用砂與工業用砂,工程用砂主要用於混凝土骨材、路基級配料、水泥製品、房屋基地及其他營建用途;工業用砂主要用於玻璃、鑄造、化學及其他工業用途。目前生產矽砂礦場,主要位於新竹與苗栗地區。

      矽砂之主要成分為石英,在工業利用上多為低溫型β-石英,摩氏硬度為7,具有玻璃光則且能耐高溫1700°C及耐強酸。成份:SiO2 96%、A2O3 2%-3%、含鐵量 0.07%-0.2%。

    表1.各產地矽砂差異表

    表 2.矽砂之工業利用規格表

  • 瓷土+

      瓷土為三氧化二鋁含量22%以上與三氧化二鐵含量1.5%以下之礦石,是陶瓷工業和耐火工業的主要原料、橡膠造紙的填充劑、煉油用的吸著劑、鑽井用的泥漿、油漆中的增量劑、化妝品及其他許多產品中都是重要的配料。早期台灣地區的瓷土大多售鶯歌地區的陶瓷廠,但因品級不若國外進口瓷土,且受台灣陶瓷業出走的影響,不但產量下滑,且幾乎均不做陶瓷業的原料使用,目前生產瓷土礦場,主要位於北部地區,主要有水泥材料、地磚、農業與飼料添加物之用途。

  • 蛇紋石+

      蛇紋石分布於花蓮縣壽豐、萬榮、瑞穗、卓溪、宜蘭縣南澳等地方,台灣開採礦場主要集中花蓮縣壽豐、萬榮、卓溪地方。表1為各產地蛇紋石之差異。

    表1.各產地蛇紋石差異表

      蛇紋石為火成岩和變質岩內之次生礦物,由橄欖岩、輝石、角閃石變化而來。蛇紋石塊狀可供建材、家具雕刻品,原料石與磷礦石粉熔融製成溶性磷肥,提煉氧化鎂,供作耐火材料及煉鐵造渣劑。目前台灣蛇紋石原料石多應用於煉鋼用途上,將其直接加入練鋼、鐵作業中,作為熔劑使用。在鐵水中提供足量的CaO、MgO等,並與SiO2、Al2O3、S、P等形成爐渣(爐石),幫助鐵水與雜質分離,同時降低高爐助溶劑用量及燃料比例,以節省成本。少部分為石粉與石米(建材)。目前生產蛇紋石石灰石礦場,主要位於花蓮地區。

      蛇紋石塊狀可供建材、家具雕刻品,往年蛇紋石石材為台灣地區非金屬礦產中附加價值最高、行銷全球、創造高額的經濟價值之礦種;但近年來,隨著品級良好的礦床逐漸耗竭、中國大陸及印度地區的蛇紋石石材崛起等因素,蛇紋石石材的榮景已不若以往,許多礦場均已歇業,剩下仍在經營的業者規模亦已較以往小許多,而各礦場生產方式無太大差異。

      石材不需加工即可販售,ㄧ般石材可分為正材、副材、角材3大類;體積方正,質地較佳、無龜裂者,可作為大板之用,屬於正材,體積較小的長方體屬於副材,形狀不正者則為角材。目前生產蛇紋石石材礦場,主要位於花蓮地區。

  • 石灰石+

      石灰石是台灣蘊藏量很豐富的一項資源,但是分布不均勻。石灰石的組成礦物為霰石與方解石,主要成分為碳酸鈣,又可依照產狀和岩性來分為變質石灰岩與未變質石灰岩,其中變質石灰石即大理石。未變質石灰岩主要分佈於台灣中西部,尤其以台南、高雄一帶較為豐富,又可區分為Gypsina石灰石、琉球石灰石與隆起珊瑚礁三類,表18為各產地石灰石之差異。

    表1.各產地石灰石差異表

      國內石灰石的品質至少含有80%的碳酸鈣與鎂,主要之工業用途有建築石材、化工用與農業用,其中建築石材不屬此所討論的原料石之範疇,故以下無列出。


    1、工業用

      石灰石多為水泥業、鋼鐵業、玻璃業、陶瓷業、製電石與排煙脫硫等所用,其中在水泥業是做為原料,但在86年西部石灰石停產後,水泥之原料多以東部的大理石替代。因石灰石所含的氧化鈣比例常可達到54%之上,幾乎都可符合工業標準,所以工業通常是以非氧化鈣的成分或是結晶的大小來做為採用依據,表19為石灰石利用於工業之規格。


    2、農業用

      石灰石在農業用途上主要是製作肥料、土壤改良劑等,但佔總石灰石使用比例不大。

    表2.石灰石之工業利用規格表

      石灰石具有導熱性、堅固性、吸水性、不透氣性、隔音性、磨光性、很好的膠結性能以及可加工性等優良的性能,可以直接利用原礦,也可以加工應用。石灰石原料石可用於建材、化工、農業及玻璃原料,目前台灣石灰石原料石主要作為水泥材料,少部分為鋪路填土之用。目前生產石灰石原料石礦場,主要位於台東地區。

      石灰石石材價格主要依據品質的優劣而異,尺寸較大、質地較佳、無龜裂者,價格較佳;尺寸較小,或有裂縫者,價格則較低。因市場無需求,許多石灰石礦場多停工,有開工之礦場生產量亦甚少。目前生產石灰石石材礦場,主要位於台東地區。

  • 雲母+

      雲母是一種含鉀、鎂、鐵、鋰等片狀結構的鋁矽酸鹽礦物,具極完全之解理,可剝離為具彈性之薄片,可用於電子、電器工業的熱和電的絕緣體,亦可作為塑膠、橡膠、油漆之填充料,焊條或者粉碎為雲母粉替代石棉之防火用途。目前生產雲母之礦場,屬「絹雲母」礦,位於台東地區。

  • 滑石+

      滑石為常見的矽酸鹽礦物,無色至淡綠色,半透明,有珍珠光澤,條痕為無色,有滑膩之觸感,不具導熱和導電性。通常被磨成粉末,以製造顏料、肥料、紙張、爽身粉、去污粉、化粧品、陶瓷、橡膠和殺蟲劑的原料或填充料,而塊狀的滑石可切成板狀作電器絕緣板等。

      目前國內生產之滑石主要位於花蓮地區,為夾雜共生之少部分台灣玉、蛇紋石、黑色片岩、綠色片岩等之滑石,可作為七彩花瓶之原料,早期此類滑石無銷售價值,因大陸客喜愛七彩花瓶,所以此類滑石需求增加。

  • 長石+

      長石是地殼中分布最廣的礦物,產生在火成岩中,與石英、雲母共生,亦產於長石砂岩和礫石之沉積岩或片麻岩及富含鉀質噴出岩中,可作為陶瓷器、瓷釉、玻璃之原料,或玻璃纖維之熔結劑等。目前國內生產長石之礦場,主要位於花蓮地區。

  • 寶石+

      寶石是被切割、擦潤、拋光的礦物、石料、土化物體,為收集品、收藏品或穿著裝飾之用,其包含種類非常多,如玉髓類、瑪瑙、閃玉、碧玉。目前國內生產礦產品屬「玉髓」與「閃玉」。目前生產寶石之礦場,主要位於花蓮及台東地區。