甘肅省隴南市某褐鐵礦的地質特征及開發利用前景分析

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 735100）

1 概述

該褐鐵礦大地構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，區內發現十五條礦體，礦床規模接近中型。本文通過對該礦地質特征及礦石特性的分析，對其開發利用價值前景進行分析判斷并提出相關建議。

2 礦床地質

2.1 礦體地質

鐵礦區自北向南可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個礦段?，F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中段（S2-3bs21、S2-3bs22）中厚層粉晶灰巖、鈣質板巖與志留系中上統上段（S2-3bs31、S2-3bs32）中厚層粉晶灰巖、絹云母粉砂質板巖的接觸部位，受F1北西向斷裂所控制。礦體地表斷續出露長度約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14%。礦體形態為層狀、似層狀，礦體產狀與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中段（S2-3bs21）中厚層粉晶灰巖與志留系中上統中段（S2-3bs22）鈣質板巖的接觸部位；其地表控制長度650米，呈斷續出露。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90%。礦體形態為層狀，似層狀，礦體產狀與 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中段（S2-3bs21）中厚層粉晶灰巖與志留系中上統中段（S2-3bs22）鈣質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107%。礦體形態為層狀，似層狀、凸透鏡狀，礦體產狀與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 礦石質量

2.2.1 礦石結構構造：礦石結構主要為他形晶粒狀結構、隱晶結構。礦石構造主要為致密塊狀、條帶狀、角礫狀、鮞狀、結核狀以及土狀、蜂窩狀構造。

2.2.2 礦石物質組成：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 鐵礦體地質特征一覽表

表2 鐵礦化學全分析結果表

表3 最終流程試驗結果（%）

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 礦體賦存規律

礦床受志留系中上統白水江群中、上段（S2-3bs2、S2-3bs3）層位控制，鐵礦體多數賦存于灰巖與板巖接觸部位，礦體對巖性無選擇。同時，礦體產出亦受構造制約，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，得到的試驗結果為：焙燒礦在-200目97.8%的磨礦細度下，經一粗兩精弱磁選別，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降硅試驗，閉路試驗可獲得精礦鐵品位60.34%，SiO2含量11.96%，產率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，得到的試驗結果為：原礦在-200目95.1%的磨礦細度下，經一粗兩掃強磁選別，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%，流程產率50.72%，回收率66.61%，選礦比1.97倍。

從選礦試驗結果看，本礦石較為難選，表現為精礦品位較低、雜質含量較高，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價值。

各工藝下的最終流程試驗結果見表3。

4 開發利用前景分析

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。酒鋼技術中心礦物研究所于2011年12月對該礦進行的選礦試驗結果表明，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。根據煉鐵用鐵礦石一般工業指標，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，國內外的鋼鐵廠就開始了褐鐵礦直接入爐技術的研究和運用，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，形成區域性褐鐵礦成礦帶。如果對該區域的鐵礦進行整裝勘查及開發，有望取得更大勘查成果。

4.5 省內距該礦最近的酒鋼集團榆中鋼廠，在完成地震災區恢復重建項目后的鐵產能將達到225萬噸/年。如果內在鐵礦原料中使用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，目前正在建設的蘭渝鐵路預計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。礦區附近地表河流、泉水發育，生產、生活用水極為方便；礦區西部約兩千米有白鶴橋水電站電力網供電，礦區供電條件十分方便。

5 關于該礦開發利用的相關建議

5.1 針對該礦以往勘查程度較低其情況，應對該鐵礦區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現成礦有利構造及礦體深部延伸情況，為坑道、鉆探等勘探工程提供依據。

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，可以聯系到周邊鋼廠進行直接入爐冶煉試驗。如果該礦產出的富褐鐵礦能夠滿足直接入爐的要求，這部分礦石應分別采出后破碎到一定的粒度，作為富礦直接供應鋼廠，可省去細破、磨礦、焙燒、磁選等工藝，節省下相關工序的生產成本。

5.3 對于該礦TFe品位在48%以下的分布礦石，如果經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，可考慮建設一座能夠對以上礦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。

結語

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

[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.