劉 春，趙麗麗，楊西飛

（1.安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心，安徽 合肥 230001；2.安徽省化工地質(zhì)勘查總院，安徽 馬鞍山 243000）

硫鐵礦是主要的硫資源，主要用于生產(chǎn)硫酸，而硫酸消費(fèi)中用于磷肥生產(chǎn)的約占硫酸總消費(fèi)量的70%，30%左右用于其他工業(yè)部門。我國(guó)目前是全球硫酸產(chǎn)能與產(chǎn)量最大的國(guó)家，20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)硫酸產(chǎn)量一直處于高速增長(zhǎng)期，2011年全國(guó)硫酸產(chǎn)量7416.6萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)12.2%[1]。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直以硫鐵礦作為生產(chǎn)硫酸的主要原料，1995年我國(guó)硫酸總產(chǎn)量為1777萬(wàn)t，其中硫鐵礦制酸占82.1%。此后，由于世界硫磺市場(chǎng)供過(guò)于求，價(jià)格處于低位，硫磺制酸迅速發(fā)展，冶煉煙氣制酸也不斷提高，形成了以硫磺、硫鐵礦、冶煉煙氣為制酸原料的多元化格局[2]。進(jìn)口硫磺制酸在國(guó)內(nèi)硫酸產(chǎn)量中的比例從1995年的不足1%提高到2004年的40.6%[3]。硫磺(主要來(lái)源于石油、天然氣等加工過(guò)程的回收)的大量進(jìn)口對(duì)國(guó)內(nèi)硫鐵礦企業(yè)的發(fā)展形成了較大制約。

此外，硫鐵礦燒渣也是一種二次資源，對(duì)其綜合利用正得到廣大科研工作者和礦山企業(yè)的高度重視，綜合利用研究取得突破性進(jìn)展，主要利用方向：①生產(chǎn)高品位鐵精礦[4]；②制取高純度氧化鐵，廣泛用于磁性材料工業(yè)[5]；③鐵系化工產(chǎn)品：鐵鹽(制取硫酸亞鐵、三氯化鐵)、鐵系顏料(制取氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑)、復(fù)合凈化劑等，廣泛用于農(nóng)藥、凈化、消毒、著色等[6]。硫鐵礦燒渣的綜合利用以及不斷向高附加值的產(chǎn)品發(fā)展，將會(huì)給礦山企業(yè)帶來(lái)較可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1 資源儲(chǔ)量特征與分布

硫鐵礦是安徽省優(yōu)勢(shì)礦種之一。截至2011年底，安徽省區(qū)域內(nèi)硫鐵礦區(qū)數(shù)93個(gè)，按組合關(guān)系：?jiǎn)我缓椭饕V產(chǎn)35個(gè)，共生礦產(chǎn)58個(gè)，另有伴生礦產(chǎn)地45個(gè)(6個(gè)同時(shí)含主要或共生礦產(chǎn))。按礦床規(guī)模：大型礦床8個(gè)，中型礦床19個(gè)，小型及以下66個(gè)。

全省累計(jì)查明非伴生硫鐵礦資源儲(chǔ)量9.0億t，保有資源儲(chǔ)量8.1億t，居全國(guó)第2位。資源儲(chǔ)量集中在大中型礦產(chǎn)地中,8個(gè)大型礦產(chǎn)地保有資源儲(chǔ)量7.0億t，占該類保有總量的86.2%，18個(gè)中型礦產(chǎn)地保有資源儲(chǔ)量近1億t，占該類總量的11.9%，大中型礦產(chǎn)地保有資源儲(chǔ)量占總量的98.1%?？傮w品位偏低，S品位13.3%～43.3%，平均品位25%。

45處伴生和含伴生硫鐵礦產(chǎn)地，保有硫元素資源儲(chǔ)量4670多萬(wàn)t，礦石量11億多t。其中大型3處，中型5處，保有資源儲(chǔ)量約4200多萬(wàn)t，大中型礦產(chǎn)地保有資源儲(chǔ)量占該類總量的91.0%。品位較低，S品位1.6%～16.1%，平均品位4.2%。

安徽省硫鐵礦資源主要分布于長(zhǎng)江中下游的馬鞍山、廬江、銅陵、貴池、繁昌等地，其資源分布集中，其中馬鞍山、廬江和銅陵地區(qū)硫鐵礦資源儲(chǔ)量占安徽省資源儲(chǔ)量的95%左右。

成因類型主要以熱液型、矽卡巖型和火山氣液型為主。

2 開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 礦產(chǎn)地利用

全省93處非伴生礦產(chǎn)地中，已利用73處，保有資源量占總量75.3%；未利用礦產(chǎn)地20處，保有資源量占總量24.7%，其中13處計(jì)劃近期利用礦區(qū)有2處大型礦產(chǎn)地——廬江縣泥河鐵礦(共生)、廬江縣黃屯硫鐵礦[7]，礦產(chǎn)地利用情況見(jiàn)表1。

表1 2011年安徽省非伴生硫鐵礦產(chǎn)地利用情況[1]

由于受硫鐵礦原料結(jié)構(gòu)調(diào)整以及部分礦山處于整合階段，一些礦山企業(yè)處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)，特別是小型礦山。

開(kāi)采方式為地下—露天開(kāi)采，開(kāi)采回采率70%～95%，貧化率5%～12%。非伴生硫鐵礦選礦回收率在85%左右。

2.2 產(chǎn)能及產(chǎn)量

從總體來(lái)看，安徽省硫鐵礦的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力在2004年以來(lái)振蕩走高，設(shè)計(jì)選礦產(chǎn)能近些年在250萬(wàn)t，實(shí)際采礦能力略低于設(shè)計(jì)產(chǎn)能，說(shuō)明尚有潛力可挖。

隨著化肥工業(yè)及硫酸后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)(如：化工、紡織、冶金、石油化工、醫(yī)藥等)的發(fā)展，2004年以來(lái)，安徽省硫酸產(chǎn)量保持著持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2005年、2009年和2010年硫酸產(chǎn)量分別為202.5、352和439.6萬(wàn)t，年均增幅16.7%，鑒于本省磷礦資源短缺的現(xiàn)狀，硫酸產(chǎn)量在滿足本省消費(fèi)需求外，剩余硫酸流向湖北等硫資源短缺省份和地區(qū)。

因硫酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整，硫鐵礦在制酸原料中的比例下降，安徽省主產(chǎn)硫鐵礦產(chǎn)量處于平穩(wěn)但緩慢下降中，近兩年開(kāi)始起穩(wěn)回升，2009年度硫鐵礦礦石產(chǎn)量162萬(wàn)t，2011年近250萬(wàn)t(圖1)，礦石主要是供應(yīng)安徽省化工企業(yè)制酸，部分銷往鄰省地區(qū)。按國(guó)內(nèi)現(xiàn)行制酸工藝水平，提煉1t硫酸(100%)約消耗硫鐵礦標(biāo)礦1t(含硫35%)。

圖1 安徽省硫鐵礦、硫酸生產(chǎn)能力[8]

2.3 資源保障程度

如前所述，安徽省硫鐵礦資源相對(duì)比較豐富，且資源潛力較大。安徽省非伴生硫和伴生硫礦區(qū)的地質(zhì)工作程度相對(duì)較高，達(dá)到詳查工作程度以上的資源儲(chǔ)量分別占各自總量的94%和95%。按50%保守折算，非伴生硫鐵礦可采儲(chǔ)量4億t，按每年400萬(wàn)t產(chǎn)量計(jì)算，現(xiàn)有探明資源儲(chǔ)量靜態(tài)保障年限近百年；而且安徽省探明的硫鐵礦資源儲(chǔ)量主要分布在大中型礦區(qū)，易于規(guī)?；_(kāi)采。

安徽省硫鐵礦資源完全可以保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。隨著硫磺、冶煉煙氣等原料在制酸中所占比重較大，未來(lái)硫鐵礦資源的可供程度較高。

3 開(kāi)發(fā)利用存在的主要問(wèn)題

(1)目前，安徽省硫鐵礦山企業(yè)規(guī)模大多偏小，多以開(kāi)采硫鐵礦原礦石對(duì)外銷售；硫化工企業(yè)整體技術(shù)含量不高，設(shè)施相對(duì)落后，對(duì)高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)投入不夠。

(2)存在采富棄貧現(xiàn)象，造成大量貧礦資源浪費(fèi)。

(3)共、伴生硫鐵礦的綜合回收以及硫鐵礦中有用組分的綜合回收不夠；安徽省保有伴生硫資源的礦山企業(yè)32家，因回收成本偏高以及技術(shù)等原因，僅部分企業(yè)對(duì)其進(jìn)行了綜合回收利用。

(4)硫鐵礦運(yùn)輸仍然以公路方式為主，運(yùn)輸效率較低，成本較高，需要合理調(diào)整、規(guī)劃硫鐵礦產(chǎn)業(yè)鏈布局。

(5)生態(tài)環(huán)境是制約硫鐵礦開(kāi)采的重要因素之一。如采礦、選礦過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢水及其溶解的重金屬、硫鐵礦冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦和礦渣含有大量易氧化、淋溶的有毒有害硫化物，影響土壤和水生態(tài)環(huán)境。

4 硫鐵礦開(kāi)發(fā)利用建議及開(kāi)采布局規(guī)劃

4.1 建議

近些年，安徽省硫酸產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，進(jìn)口硫磺在制酸中占有較大比例，硫鐵礦產(chǎn)量處于低位，中小企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況不佳。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，過(guò)度依賴進(jìn)口硫磺，必將影響我國(guó)現(xiàn)有硫資源產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展。

硫鐵礦是安徽省優(yōu)勢(shì)資源，應(yīng)該合理利用，同時(shí)，硫鐵礦具有較大的綜合利用價(jià)值。硫鐵礦最大的特點(diǎn)就是含有硫和鐵兩種資源，充分利用這兩種資源以及所含的其他元素，完全可以超越硫磺制酸在成本和環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)[9]。

4.1.1 建立硫鐵礦綜合開(kāi)發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈

盡量做到硫鐵礦開(kāi)采與利用同步發(fā)展。在硫鐵礦礦集區(qū)就近進(jìn)行硫鐵礦制酸，同時(shí)綜合回收其他諸如鐵礦等采選形成的廢石和尾礦以及硫酸燒渣，生產(chǎn)科技含量和附加值高的硫酸延伸產(chǎn)品和鐵系產(chǎn)品，對(duì)制酸中形成的大量熱能進(jìn)行回收利用。建立采掘產(chǎn)業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)和建材產(chǎn)業(yè)等相融合的大循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)綜合效益俱佳的綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈。

4.1.2 加強(qiáng)礦政管理和產(chǎn)業(yè)扶持

政府應(yīng)當(dāng)做好產(chǎn)業(yè)鏈的布局規(guī)劃，規(guī)范秩序，控制開(kāi)采總量；堅(jiān)決關(guān)閉布局不合理、浪費(fèi)資源、破壞環(huán)境、不具備安全生產(chǎn)條件的礦山；嚴(yán)格新建礦山準(zhǔn)入條件，解決一礦多開(kāi)，大礦小開(kāi)等問(wèn)題，提高礦產(chǎn)資源的規(guī)?；?、集約化開(kāi)發(fā)水平；對(duì)落后的開(kāi)發(fā)加工方式加以限制和改造。

同時(shí)大力扶持、引導(dǎo)企業(yè)建立符合產(chǎn)業(yè)鏈要求的開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目，鼓勵(lì)企業(yè)綜合利用和處理排放物；鼓勵(lì)和扶持發(fā)展硫鐵礦精深加工和系列化產(chǎn)品的企業(yè)；通過(guò)利稅等政策鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，提高資源的綜合利用率。

4.1.3 加強(qiáng)科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高綜合利用水平

礦產(chǎn)資源綜合利用的根本出路在于技術(shù)進(jìn)步。加強(qiáng)采、選、冶的新技術(shù)、新工藝的研究和推廣應(yīng)用，不斷引進(jìn)新技術(shù)，改造舊工藝已成為提高礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重大課題。解決共生礦、復(fù)雜難選冶礦的利用是當(dāng)務(wù)之急。政府應(yīng)當(dāng)支持、引導(dǎo)科研院所和礦山企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，開(kāi)展利用低品位、難選冶硫鐵礦的研究，加強(qiáng)對(duì)硫鐵礦中鐵組分的利用。

4.2 安徽省硫鐵礦資源開(kāi)采布局規(guī)劃

安徽省硫鐵礦資源主要分布在銅陵、廬江和馬鞍山三大重要礦集區(qū)，其次貴池、青陽(yáng)、宣城、懷寧和繁昌地區(qū)分布著安徽省近1/3的小型硫鐵礦區(qū)和個(gè)別中型硫鐵礦區(qū)。

廬江和銅陵兩個(gè)礦集區(qū)中，非伴生礦產(chǎn)地保有資源儲(chǔ)量約占全省保有總量的77%，具有保有資源儲(chǔ)量大，品位相對(duì)較高，可選性能相對(duì)較好的特點(diǎn)，易于規(guī)模開(kāi)采。根據(jù)筆者負(fù)責(zé)完成的專題研究成果[10]，提出如下開(kāi)采布局，見(jiàn)表2、圖2。

表2 安徽省硫鐵礦開(kāi)采規(guī)劃布局建議

4.2.1 廬江鐵、銅、硫鐵礦重點(diǎn)開(kāi)采區(qū)

廬江地區(qū)硫鐵礦開(kāi)發(fā)基地支撐礦區(qū)有大包莊、何家小嶺、黃屯三個(gè)大型硫鐵礦區(qū)，其累計(jì)保有資源儲(chǔ)量2.2億t。其中大包莊硫鐵礦正處于基建期，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬(wàn)t/年，而何家小嶺硫鐵礦目前也正處于技改期，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為50萬(wàn)t/年，黃屯硫鐵礦近期也在籌建中，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為56萬(wàn)t/年，再加上廬江縣豐富的共生硫鐵礦礦產(chǎn)資源，保有資源量近2億t，代表礦山有泥河鐵礦、羅河鐵礦、鐘山鐵礦。若該部分共生硫鐵礦能夠得到充分綜合利用，該區(qū)可以成為長(zhǎng)期穩(wěn)定的硫鐵礦供應(yīng)基地。

圖2 安徽省硫鐵礦開(kāi)發(fā)利用布局建議

4.2.2 銅陵銅、金、硫鐵礦重點(diǎn)開(kāi)采區(qū)

銅陵硫鐵礦開(kāi)發(fā)基地支撐礦區(qū)有新橋銅硫鐵礦、馬山硫金礦等，礦區(qū)硫鐵礦資源儲(chǔ)量規(guī)模均為大、中型，保有硫鐵礦資源儲(chǔ)量1億多t。現(xiàn)有硫鐵礦產(chǎn)能約170萬(wàn)t，約占全省硫鐵礦產(chǎn)能的60%。其中又以新橋硫鐵礦為主要產(chǎn)能礦山，年開(kāi)采量達(dá)140萬(wàn)t以上。

銅陵地區(qū)具有豐富的共生硫鐵礦礦產(chǎn)資源，約1.2億t，其中大、中型硫鐵礦區(qū)4處，主要有獅子山銅礦、天山—馬山硫金礦、馬山金硫礦北段、新華山銅礦。若該部分共生硫鐵礦能夠得到充分綜合利用，該區(qū)也將成為長(zhǎng)期穩(wěn)定的硫鐵礦供應(yīng)基地。

4.2.3 馬鞍山硫鐵礦開(kāi)采區(qū)

馬鞍山礦集區(qū)保有共生硫鐵礦1.5億多t，雖然相當(dāng)部分共生硫鐵礦難以綜合利用，但對(duì)于資源儲(chǔ)量豐富和相對(duì)集中分布區(qū)來(lái)說(shuō)，如果能夠進(jìn)一步提高選礦等技術(shù)，降低硫鐵礦資源綜合利用成本，對(duì)于提高安徽省硫鐵礦產(chǎn)能將起到一定作用。

隨著科技的進(jìn)步，中低品位硫鐵礦的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值將取得突破，對(duì)于馬鞍山總體品位偏低但資源儲(chǔ)量豐富的共生硫鐵礦地區(qū)，保有資源儲(chǔ)量近1.5億t，其中大、中型共生硫鐵礦區(qū)7處，主要有和尚橋鐵礦、尖山鐵礦、向山南鐵硫礦、東山鐵礦、南山鐵礦、伏賢鐵礦等。建設(shè)一定規(guī)模的硫鐵礦采選基地很有必要，加大對(duì)共伴生硫鐵礦的綜合利用，變資源優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

4.2.4 其他地區(qū)

安徽省貴池、青陽(yáng)、宣城、懷寧和繁昌硫鐵礦分布區(qū)硫鐵礦則分散分布，多以小型礦區(qū)為主。為充分利用資源，對(duì)這些地區(qū)礦山企業(yè)進(jìn)行整合，建設(shè)幾個(gè)規(guī)模不大的硫鐵礦采選基地也具有重要意義。

5 結(jié)語(yǔ)

硫鐵礦具有較大的綜合利用價(jià)值，充分利用硫和鐵兩種資源及其他有用組分，可帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

安徽省硫鐵礦資源豐富、分布相對(duì)集中，應(yīng)合理有序地開(kāi)發(fā)利用。面對(duì)資源稟賦條件和開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)，提高綜合利用水平；加強(qiáng)礦政管理和產(chǎn)業(yè)扶持，做好宏觀布局與規(guī)劃，建立綜合開(kāi)發(fā)利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，合理有序、集約有效的開(kāi)發(fā)利用硫鐵礦資源，從而實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

[1]安徽省國(guó)土資源廳.安徽省2011年度礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量表[R].合肥:安徽省國(guó)土資源廳,2012.

[2]魏而宏.我國(guó)硫鐵礦制酸現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及建議[J].硫酸工業(yè),2002(6):1-4.

[3]王海軍,徐鵬.我國(guó)硫資源利用現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2007(2):12-13,28.

[4]許斌,莊劍鳴,劉國(guó)慶,等.硫酸燒渣利用途徑的研究[J].礦產(chǎn)綜合利用,1999(4):44-48.

[5]蘇莉,馬建軍,石榮銘.硫鐵礦燒渣中鐵資源的開(kāi)發(fā)[J].西南科技大學(xué)學(xué)報(bào),2003,18(4):59-62.

[6]鄭雅杰,龔竹青,陳白珍,等.硫鐵礦燒渣濕法制備鐵系產(chǎn)品的原理和途徑分析[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2001,2(1),48-54.

[7]李振飛,文書(shū)明,周興龍,等.我國(guó)硫鐵礦加工業(yè)現(xiàn)狀及硫鐵礦燒渣利用綜述[J].國(guó)外金屬礦選礦,2006(6):10-12.

[8]安徽省國(guó)土資源廳.安徽省礦產(chǎn)資源年報(bào)(2000～2011年度)[R].合肥:安徽省國(guó)土資源廳,2012.

[9]任海兵.對(duì)我國(guó)硫鐵礦資源開(kāi)發(fā)及利用的思考[J].中國(guó)礦業(yè),2010,19(3):36-39.

[10]劉春,李建設(shè),趙麗麗,等.安徽省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的宏觀布局與規(guī)劃專題研究[R].合肥:安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心,2012.