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        甘肅省隴南市某褐鐵礦的地質(zhì)特征及開發(fā)利用前景分析

        2013-11-16 05:09:26王建勤陳吉祥
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2013年10期

        王建勤 曹 剛 陳吉祥

        (酒泉鋼鐵集團有限責任公司,甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

        1 概述

        該褐鐵礦大地構(gòu)造位置處于秦嶺褶皺系中部,位于南秦嶺加里東——印支褶皺帶中,屬馬槽灣-陳家山鐵錳鈷鋅多金屬成礦帶。2012年,勘查單位對該鐵礦開展普查工作,區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)十五條礦體,礦床規(guī)模接近中型。本文通過對該礦地質(zhì)特征及礦石特性的分析,對其開發(fā)利用價值前景進行分析判斷并提出相關(guān)建議。

        2 礦床地質(zhì)

        2.1 礦體地質(zhì)

        鐵礦區(qū)自北向南可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個礦段?,F(xiàn)將各礦段主要礦體分述如下:Ⅰ礦段:該礦段圈定3條鐵礦體,分別是1、2、3 號礦體,以 1 號礦體最大,2、3 號礦體次之,其特征:1號礦體:賦存于志留系中上統(tǒng)中段(S2-3bs21、S2-3bs22)中厚層粉晶灰?guī)r、鈣質(zhì)板巖與志留系中上統(tǒng)上段(S2-3bs31、S2-3bs32)中厚層粉晶灰?guī)r、絹云母粉砂質(zhì)板巖的接觸部位,受F1北西向斷裂所控制。礦體地表斷續(xù)出露長度約1320米,真厚度在6.15-23.76米之間,平均厚度11.50米,厚度變化系數(shù)14%。礦體形態(tài)為層狀、似層狀,礦體產(chǎn)狀與F1斷層一致,傾向 40°-75°,傾角 65°-80°,礦體最低品位38.65%,最高品位68.35%,平均品位43.32%,品位變化系數(shù)10%。

        Ⅱ礦段:該礦段見3條鐵礦體,分別是 4、5、6 號礦體,以 4 號礦體最大,5、6 號礦體次之,其特征:4號礦體:賦存于志留系中上統(tǒng)中段(S2-3bs21)中厚層粉晶灰?guī)r與志留系中上統(tǒng)中段(S2-3bs22)鈣質(zhì)板巖的接觸部位;其地表控制長度650米,呈斷續(xù)出露。礦體真厚度在1.13-24.87米之間,平均厚度12.36米,厚度變化系數(shù)90%。礦體形態(tài)為層狀,似層狀,礦體產(chǎn)狀與 F7 斷層一致,傾向 325°-360°,傾角 48°-56°,向北沿傾向控制延深14-28米,礦體平均品位49.31%,最低品位31.33%,最高品位55.50%,品位變化系數(shù)19%。該礦體由上至下具有厚度變大,品位變富的趨勢。

        Ⅲ礦段:該礦段見9條鐵礦體,分別是 7、8、9、10、11、12、13、14、15 號礦體,以11 號礦體最大,7、8、9、10、12、13、14、15 號礦體次之,其特征:11號礦體:賦存于志留系中上統(tǒng)中段(S2-3bs21)中厚層粉晶灰?guī)r與志留系中上統(tǒng)中段(S2-3bs22)鈣質(zhì)板巖及印支期石英閃長巖的接觸部位;受F15斷裂控制。地表控制長度310米,呈斷續(xù)出露,礦體真厚度在5.91-24.66米之間,平均厚度12.11米,厚度變化系數(shù)107%。礦體形態(tài)為層狀,似層狀、凸透鏡狀,礦體產(chǎn)狀與F15斷層一致,傾向70°,傾角85°,礦體平均品位31.77%,最低品位32.53%,最高品位38.39%,品位變化系數(shù)12%。該礦體控制延深19米,由上至下具有厚度變小,品位變富的趨勢。

        2.2 礦石質(zhì)量

        2.2.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石結(jié)構(gòu)主要為他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為致密塊狀、條帶狀、角礫狀、鮞狀、結(jié)核狀以及土狀、蜂窩狀構(gòu)造。

        2.2.2 礦石物質(zhì)組成:礦石礦物組合簡單,金屬礦物主要為褐鐵礦,次為赤鐵礦。脈石礦物以方解石為主,次為石英、鐵白云石、絹云母等。

        表1 鐵礦體地質(zhì)特征一覽表

        表2 鐵礦化學(xué)全分析結(jié)果表

        表3 最終流程試驗結(jié)果(%)

        2.2.3 礦石有用組份:礦石有用組份主要為鐵。全鐵品位一般為32.53%~68.09%,最高68.35%,全礦床平均品位TFe46.84%。其他有害組分鋅、硫、磷、硅等含量均較低(見表2)。

        2.3 礦體賦存規(guī)律

        礦床受志留系中上統(tǒng)白水江群中、上段(S2-3bs2、S2-3bs3)層位控制,鐵礦體多數(shù)賦存于灰?guī)r與板巖接觸部位,礦體對巖性無選擇。同時,礦體產(chǎn)出亦受構(gòu)造制約,礦體富集地段主要是在巖層背斜翼部、層間裂隙及NW向、近EW向斷裂破碎帶。

        3 該鐵礦的可選性

        2011年12月,酒鋼技術(shù)中心礦物研究所對該礦的采樣進行選礦試驗,試驗用樣品的原礦鐵品位41.56%,雜質(zhì)二氧化硅含量為26.99%,主要有用鐵礦物為褐鐵礦。褐鐵礦集合體嵌布粒度不均勻,大多在0.3~0.05mm之間。脈石礦物以石英、碧玉為主,高嶺土次之。

        選礦試驗采用焙燒磁選-反浮選工藝時,得到的試驗結(jié)果為:焙燒礦在-200目97.8%的磨礦細度下,經(jīng)一粗兩精弱磁選別,獲得精礦鐵品位55.75%,回收率91.06%的選別指標,SiO2含量15.92%,選礦比1.33倍。對該磁選精礦再進行反浮選提質(zhì)降硅試驗,閉路試驗可獲得精礦鐵品位60.34%,SiO2含量11.96%,產(chǎn)率56.33%,回收率74.07%,選礦比1.78倍。

        選礦試驗采用強磁選-反浮選工藝時,得到的試驗結(jié)果為:原礦在-200目95.1%的磨礦細度下,經(jīng)一粗兩掃強磁選別,可獲得綜合精礦鐵品位52.48%、回收率77.26%的選別指標,SiO2含量12.37%,選礦比1.62倍。采用陽離子捕收劑進行反浮選進一步降硅,閉路流程一粗一精兩掃,可獲得精礦鐵品位55.01%(燒后鐵品位60.34%),SiO2含量9.67%,流程產(chǎn)率50.72%,回收率66.61%,選礦比1.97倍。

        從選礦試驗結(jié)果看,本礦石較為難選,表現(xiàn)為精礦品位較低、雜質(zhì)含量較高,同時最終的回收率也較低,尾礦品位高。但與市場采購精礦相比,該礦石具有一定的開發(fā)價值。

        各工藝下的最終流程試驗結(jié)果見表3。

        4 開發(fā)利用前景分析

        4.1 褐鐵礦含鐵量一般為37%~55%,吸水性很強,一般都吸附大量的水分,在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結(jié)晶水,礦石氣孔率因而增加,大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。

        4.2 該鐵礦主要以褐鐵礦為主,在扣減燒損后品位有明顯的提高。酒鋼技術(shù)中心礦物研究所于2011年12月對該礦進行的選礦試驗結(jié)果表明,該礦采樣品位為TFe41.56%,燒損后的品位為TFe45.89%,燒損后鐵礦品位將提高4%。而該鐵礦的平均品位為46.84%,其中平均品位在48%以上部分礦體的鐵礦石資源量占礦床資源量的40%左右。根據(jù)煉鐵用鐵礦石一般工業(yè)指標,褐鐵礦石、菱鐵礦石在扣除燒損后的品位如果達到TFe50%,就可無需進行選礦而直接入爐。這說明該鐵礦部分富鐵礦無需選礦可直接入爐。

        4.3 從上世紀末開始,國內(nèi)外的鋼鐵廠就開始了褐鐵礦直接入爐技術(shù)的研究和運用,在使用20%的塊礦使用量時,褐鐵礦的配比只能達到4~8%。而水城鋼鐵(集團)有限責任公司煉鐵廠于2005年進行的褐鐵礦富礦直接入爐試驗表明,褐鐵礦在1200m3高爐直接入爐的使用比例可以達到11%。

        4.4 該礦以往的工作程度較低,以往所進行的勘查工作僅僅根據(jù)地表露頭及舊坑道的編錄估算了粗略的礦石量,對礦體的深部延伸及礦體厚度均未進行有效控制。如果對該鐵礦投入一定的勘查工作,該礦的資源量將有進一步增大的可能。同時該礦周邊分布眾多褐鐵礦礦點,形成區(qū)域性褐鐵礦成礦帶。如果對該區(qū)域的鐵礦進行整裝勘查及開發(fā),有望取得更大勘查成果。

        4.5 省內(nèi)距該礦最近的酒鋼集團榆中鋼廠,在完成地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建項目后的鐵產(chǎn)能將達到225萬噸/年。如果內(nèi)在鐵礦原料中使用6%的高品位褐鐵礦塊礦,每年的褐鐵礦塊礦需求量將達到20萬噸以上。榆中鋼廠在完成二期項目后產(chǎn)能達到500萬噸時,每年的褐鐵礦塊礦需求量將達到40萬噸。因此該褐鐵礦具有較好的市場前景。

        4.6 該鐵礦距酒鋼集團榆中鋼廠的運距約470公里,目前正在建設(shè)的蘭渝鐵路預(yù)計2015年通車,該鐵路建成后到酒鋼集團榆中鋼廠的運輸狀況將大為改善。礦區(qū)附近地表河流、泉水發(fā)育,生產(chǎn)、生活用水極為方便;礦區(qū)西部約兩千米有白鶴橋水電站電力網(wǎng)供電,礦區(qū)供電條件十分方便。

        5 關(guān)于該礦開發(fā)利用的相關(guān)建議

        5.1 針對該礦以往勘查程度較低其情況,應(yīng)對該鐵礦區(qū)投入一定的勘查工作,探明其資源分布情況,進一步提高鐵礦石資源儲量。在進行下一步勘查工作時,可考慮利用電法物探手段發(fā)現(xiàn)成礦有利構(gòu)造及礦體深部延伸情況,為坑道、鉆探等勘探工程提供依據(jù)。

        5.2 針對礦體的品級分布特征。對該礦TFe品位在48%以上的部分礦石,可以聯(lián)系到周邊鋼廠進行直接入爐冶煉試驗。如果該礦產(chǎn)出的富褐鐵礦能夠滿足直接入爐的要求,這部分礦石應(yīng)分別采出后破碎到一定的粒度,作為富礦直接供應(yīng)鋼廠,可省去細破、磨礦、焙燒、磁選等工藝,節(jié)省下相關(guān)工序的生產(chǎn)成本。

        5.3 對于該礦TFe品位在48%以下的分布礦石,如果經(jīng)過進一步的勘查工作,證實這部分礦石的資源量能夠滿足要求,可考慮建設(shè)一座能夠?qū)σ陨系V石進行處理的選礦廠,對這部分礦石進行選別后銷售到鋼廠。

        結(jié)語

        從本文對隴南市某褐鐵礦資源特征及開發(fā)利用前景分析可以看出,該鐵礦具有較高的開發(fā)利用價值,值得進一步投入勘查及進行開發(fā)利用方面的研究。

        [1]水城鋼鐵(集團)有限責任公司.煉鐵廠褐鐵礦直接入爐的研究與實踐[Z].2008.

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