NO.16-淺析釩鈦磁鐵礦礦區(qū)表外礦綜合利用的實踐（付冠文）

1、.2010重慶鋼鐵年會入選論文淺析釩鈦磁鐵礦礦區(qū)表外礦綜合利用的實踐付冠文（重慶鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司，重慶 400080）摘 要 分析太和釩鈦磁鐵礦表外礦的分布狀況、開發(fā)利用條件、提出其合理利用及效益預(yù)測、以及存在的問題關(guān)鍵詞 太和釩鈦磁鐵礦 表外礦 綜合利用Analysis of the titanomagnetite obsa ore mining area of comprehensive utilization of practice Fu Guan-wen(Mining Company of chongqing Iron & Steel Co. Ltd. ,chongqing

2、 400080,China)Abstract Analysis of Tai Wo-vanadium magnetite distribution, utilization conditions, offer its reasonable utilization and effectiveness of the forecasts, as well as the problems ofKey words Wo titanomagnetite obsa comprehensive utilization of mine; :70 引言太和鐵礦為攀西地區(qū)四大釩鈦磁鐵礦床之一，已探明的工業(yè)儲量2.3

3、5億噸，遠(yuǎn)景儲量3.5億噸。太和鐵礦曾于1971年由原冶金工業(yè)部批準(zhǔn)立項，1972年由長沙黑色冶金設(shè)計院完成初步設(shè)計，當(dāng)年開始施工，1979年因國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整而緩建。1985年冶金部批準(zhǔn)按生產(chǎn)自立措施工程恢復(fù)建設(shè)，于1988年9月建成投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模為原礦70萬噸/年，鐵精礦35萬噸/年的采選生產(chǎn)能力。選礦廠通過幾次技改擴(kuò)能，特別是2006年的技改擴(kuò)能，現(xiàn)逐步形成年處理原礦300萬噸的生產(chǎn)能力。原采礦設(shè)計能力為原礦70萬噸/年，設(shè)計服務(wù)年限為20年，目前已開采18年，境界內(nèi)可供利用的礦石量已十分有限。從目前宏觀資源需求看，2005-2010年，國內(nèi)鐵礦石消費(fèi)需求將呈上升趨勢，國際國內(nèi)市場對鈦金屬的

4、需求旺盛，國際市場上釩產(chǎn)品價格堅挺，相應(yīng)的礦石價格也已經(jīng)開始漲升。國內(nèi)鐵礦石價格在2003年10月創(chuàng)新高后，價格一直維持在較高水平波動，攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦由于含較高價值的鈦礦和釩礦，其釩鈦磁鐵精礦TFe品位55.5%價格約為300-350元/噸，鈦精礦TiO2品位47.0%的價格約為500-600元/噸。因此在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，充分回收礦產(chǎn)資源，具有比較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。礦石按工業(yè)劃分一般分為表內(nèi)礦和表外礦；表內(nèi)礦是滿足工業(yè)品位要求的礦石，表外礦是指介于邊界品位和工業(yè)品位之間，被列為工業(yè)上暫時不能利用的礦石。表外礦是在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下定義的，是個動態(tài)指標(biāo)。隨著選礦工藝技術(shù)水平的提高和

5、礦石價格的增長，特別是可供利用的資源條件的限制，對表外礦的綜合回收利用進(jìn)行實踐和研究，其現(xiàn)實意義和緊迫性就顯得尤為重要。1 太和鐵礦利用表外礦的現(xiàn)狀太和鐵礦于1971年跟據(jù)冶金部批準(zhǔn)開始建設(shè)，期間經(jīng)歷了緩建、擴(kuò)建、重建，正式于1988年開始投產(chǎn)。目前已開始中方案原礦300萬噸/年的建設(shè)。對太和鐵礦的礦石利用方案設(shè)計，除74年630萬噸/年原礦方案設(shè)計中考慮了利用表外礦外，其余幾次方案設(shè)計都沒有對表外礦進(jìn)行設(shè)計利用。表外礦占太和礦區(qū)整個礦石儲量（表內(nèi)+表外）的26.91%；在幾次圈定的開采境界內(nèi)，表外礦占整個開采儲量的10.59%25.58% ；因此表外礦所占比例還是比較大的。太和鐵礦從1988

6、年投產(chǎn)以來，一直對表外礦沒有進(jìn)行利用。甚至在以前的生產(chǎn)中，對部分難選別的低品位表內(nèi)礦石進(jìn)行堆存處理，以提高入選礦石品位來保證選礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行和經(jīng)濟(jì)效益。這些都是在當(dāng)時技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的必然選擇。在太和鐵礦這么多年的生產(chǎn)中，對表外礦的利用也進(jìn)行了一定的摸索，得出了一些結(jié)論。結(jié)合生產(chǎn)的技術(shù)條件和宏觀條件下礦石價格因數(shù)，我們認(rèn)為表外礦的利用主要存在以下問題：1.1 表外礦的可選性較差，但有差異 表外礦和表內(nèi)礦的區(qū)別主要在于含鐵品位的高低差距，相應(yīng)的礦物成分也存在差異。表外礦的選別效果，就選鐵而言，表外礦比表內(nèi)礦差，這是由于礦石中鐵金屬含量有別；但也存在部分表外礦的選鐵效果比有些難選表內(nèi)礦還好的現(xiàn)象。

7、同樣，從選鈦效果來看，整體上表外礦的含鈦品位比表內(nèi)礦低，造成表外礦的選鈦效果比表內(nèi)礦的差；但從選鈦目的礦物鈦鐵礦的含量分析，部分表外礦中鈦鐵礦相對含量高，甚至比表內(nèi)礦中的高品位礦石的鈦鐵礦相對含量還要高些，這就出現(xiàn)了部分表外礦的選鈦效果甚至比表內(nèi)礦要好。 上述表外礦的可選性分析結(jié)論，是基于其礦石的礦物組成、含量和選別試驗結(jié)果分析得出的，也表明了表外礦的選礦特性的復(fù)雜性。1.2 表外礦的礦石類型多樣 表外礦和表內(nèi)礦性質(zhì)相近，僅以含鐵品位的高低區(qū)分，因此表外礦也與表內(nèi)礦礦石類型一致；而不同類型的礦石其礦物組成不同，含量不同，礦石的選礦性質(zhì)差異也較大，這也會造成表外礦利用時的不穩(wěn)定性和復(fù)雜性。1.3

8、表外礦中有用礦物綜合回收利用的問題太和鐵礦在選礦廠選鈦工程完成以前，一直單一回收鐵，對鈦、鈷、硫等礦物無力進(jìn)行回收，因此綜合經(jīng)濟(jì)效益不高。在生產(chǎn)中對表外礦沒有利用，是選礦工藝技術(shù)條件不支持，也是經(jīng)濟(jì)條件不支持。在選礦完成改造后，尤其是選鈦工藝流程完成技術(shù)改造后，可以對礦石進(jìn)行綜合回收，生產(chǎn)鐵精礦、鈦精礦、鈷硫精礦。從生產(chǎn)實際看，低品位礦石對生產(chǎn)鈦精礦、鈷硫精礦相對有利。在近幾年礦產(chǎn)品價格維持較高價位的情況下，可以適當(dāng)增加選礦生產(chǎn)成本，增大選礦比，降低入選礦石品位。通過多回收礦產(chǎn)資源，多生產(chǎn)礦產(chǎn)品來增加生產(chǎn)總值，從而增加經(jīng)濟(jì)效益。這些為表外礦的利用創(chuàng)造了條件。但表外礦能否全部利用，能用的那部分有

9、什么特性？這些都不是很清楚，這為表外礦的利用帶來了較大難度，需要在實踐中摸索和總結(jié)。2 表外礦的利用條件和分布狀況2.1 利用條件在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，表外礦可以考慮進(jìn)行利用，但表外礦并非能夠全部利用，對其合理利用是有條件的。具體表現(xiàn)為：1）、表外礦必須分布在開采境界內(nèi)范圍內(nèi)，這樣無需增加剝離、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，而只需相應(yīng)增加選礦等后續(xù)生產(chǎn)費(fèi)用。2）、表外礦有較好的選礦性能。3）、礦山的具體設(shè)備、設(shè)施條件允許，如選礦廠的能力有潛力、尾礦場有足夠的容積等。4）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件允許。2.2 開采范圍內(nèi)表外礦資源數(shù)量。太和鐵礦自1988年生產(chǎn)自立措施小方案投產(chǎn)以來，根據(jù)發(fā)展的客觀條件，于2000年又在小方

10、案的基礎(chǔ)上作了擴(kuò)幫延伸方案，2004年又作了原礦300萬噸/年規(guī)模的方案（中方案）。各方案圈定的礦量見表1： 表1 （單位：萬噸）方案 礦量表內(nèi)礦表外礦合計小方案1068.2126.51194.7擴(kuò)幫延伸方案1048.9196.61245.5中方案6387.31649.58036.8小方案境界內(nèi)圈定表內(nèi)礦石1068.2萬噸，表外礦126.5萬噸，截至2004年已開采至圈定境界的最底部1734米標(biāo)高水平，礦石基本采完,只殘留北部暫不能開采的中高品位礦石。2005年已進(jìn)行擴(kuò)幫延伸方案的開采，開采高度降至1722米標(biāo)高水平，是過渡方案的開采。根據(jù)采場的發(fā)展條件，目前已開始進(jìn)行中方案（300萬噸/年）

11、的擴(kuò)能改造建設(shè)。中方案圈定礦石量大，表外礦達(dá) 1649.5萬噸，如能合理利用好這部分表外礦，將產(chǎn)生巨大的效益。2.3 表外礦的性質(zhì)特點(diǎn)太和鐵礦屬晚期巖漿分異型礦床，根據(jù)礦石含鐵品位劃分成表內(nèi)、表外礦兩個工業(yè)類型，本質(zhì)上表內(nèi)、表外礦性質(zhì)相似，只是有用礦物成分含量的差異。對比表內(nèi)礦對表外礦進(jìn)行分類：按脈石礦物和副礦物含量分為長石型、輝石型、磷灰石型、硫化物型、橄欖石型等五種類型。按構(gòu)造特征分為稀疏侵染狀和條帶狀類型。在實際生產(chǎn)中以脈石礦物含量的多少來劃分其類型，在目前開采的礦區(qū)境界中以長石型、輝石型、硫化物型三種為主。對出露的表外礦取樣進(jìn)行含量和物相分析，同時也對表內(nèi)礦中的低品位礦石進(jìn)行取樣，兩者

12、進(jìn)行對比，礦樣分析結(jié)果見表2表2 礦體樣分析結(jié)果表（單位：%） 組成 樣品編號 質(zhì) 量 鈦磁鐵礦鈦鐵礦長石輝石硫化物合計TFeTiO2FeO SC1（表外）18.859.8416.410.67122.127.4168.87（脈石）1.6100.00C2（表外）19.909.7316.100.37530.929.6856.66（脈石）2.74100.00C3（表外）17.6711.2814.760.89315.9024.2557.47（脈石）2.38100.00C4（表內(nèi)）20.5610.0115.420.13212.9012.0514.3757.463.22100.00C5（表內(nèi)）20.501

13、0.8514.910.29117.6412.5116.5049.503.85100.00C6（表內(nèi)）21.6710.0615.140.32920.3713.3612.9651.831.48100.00C7（表內(nèi)）22.288.9215.730.13528.709.8859.97（脈石）1.45100.00從表1中可以看出，表內(nèi)礦Fe3品級礦石和表外礦Fe4品級礦石礦物組成基本一致，礦物含量相似，只是以TFe的含量來劃分區(qū)別。因此表外礦和表內(nèi)礦性質(zhì)相似，可以考慮進(jìn)行利用。對表外礦的物相分析表明，其有用成分含量，除鐵的含量較低外，另一重要用有用成分TiO2的含量也較高，部分表外礦的TiO2含量甚至

14、超過表內(nèi)礦，這更表明了需對表外礦進(jìn)行綜合回收利用的必要。因此根據(jù)表外礦的性質(zhì)特點(diǎn)可以對其進(jìn)行回收利用。2.4 表外礦的選別性能表外礦能否利用，其中一個重要的因素是其礦石的選別性能如何，這是表外礦能否合理利用的重要條件。在選礦流程和選礦工藝一定的條件下，礦石的選別性能如何，直接決定選礦生產(chǎn)指標(biāo)，如選礦比、精礦品位、金屬回收率等。這些指標(biāo)決定了選礦生產(chǎn)成本，相應(yīng)也就決定了其經(jīng)濟(jì)效益。因此對表外礦的利用要考慮在技術(shù)上是否可行，經(jīng)濟(jì)上是否合理。根據(jù)試驗和生產(chǎn)的實際經(jīng)驗，在處于表外礦和表內(nèi)礦之間范圍內(nèi)的礦石，其性質(zhì)相近，選礦效果相差不大，品位過低的表外礦選礦效果則會變很差。因此攻關(guān)組根據(jù)目前采場出露的表

15、外礦分布情況，對表外礦中品位略低一些的礦石進(jìn)行了取樣、化驗分析，并按生產(chǎn)中配礦條件和配礦安排進(jìn)行了綜合配礦后的選別試驗，其指標(biāo)如下表3和表4表3 試驗配礦樣數(shù)據(jù)表配礦樣編號TFe品位配比備注（以TFe為標(biāo)準(zhǔn)）T128.57TFe44.75%占30%，TFe21.63%占70%T228.51TFe44.75%占32.5%，TFe21.63%占52.5%，TFe17.42%占15.0%T328.55TFe45.31%占25%，TFe23.81%占65%，TFe17.42%占10.0%T428.50TFe39.84%占8.5%，TFe48.80%占8.5%，TFe26.33%占73%，TFe17.4

16、2%占10.0%樣品編號原礦品位磨礦粒度精礦品位尾礦品位產(chǎn)率回收率選比T128.5785.055.7814.9333.2464.273.0T228.5185.055.6814.9733.3664.392.99T328.5585.055.3414.4534.2965.782.91T428.5075.055.8812.5737.1171.882.69表4 配礦樣選礦試驗結(jié)果（單位：%）在選別試驗中，不同的含鐵品位代表了不同的礦體中的礦石，利用的表外礦TFe17.42%，基本為礦區(qū)的表外礦的平均品位略高，具有較高的代表性。試驗中，T1樣全部為表內(nèi)礦，其余三個樣都配比了一定的表外礦。試驗表明，在同樣的

17、礦石中，同樣條件下加入一定的表外礦，經(jīng)選別后精礦品位略低一些，產(chǎn)率、回收率相差不大。在不同的礦石中加入一定的表外礦，則差別較大，與表內(nèi)礦的礦石性質(zhì)、選別特性密切相關(guān)。但總體上看，加入一定的表外礦后，可以選別出合格的精礦產(chǎn)品，金屬回收率也比較高。綜合表外礦的成分含量和選別試驗數(shù)據(jù)分析，此次試驗利用的表外礦具有較好的選礦性能，在實際生產(chǎn)中應(yīng)予以充分利用。2.5 礦山生產(chǎn)條件太和鐵礦完成選礦廠技改擴(kuò)能工程后，形成年處理原礦300萬噸的能力，尾礦場也有足夠的庫容，這些具體設(shè)備、設(shè)施條件允許對表外礦進(jìn)行回收利用,不會增加新的設(shè)備、設(shè)施投入。2.6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件允許選礦技術(shù)的發(fā)展，尤其是選鈦生產(chǎn)中采用強(qiáng)磁

18、-浮選選鈦工藝流程，充分回收了價值較高的鈦礦，因此也增加了低品位礦石的價值。在目前礦石價格一直維持在較高水平波動的情況下，生產(chǎn)礦產(chǎn)品的利潤空間較大，相應(yīng)礦產(chǎn)品價值增大。在這樣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 ，可以考慮低品位礦石，尤其是表外礦的綜合回收利用。3 表外礦利用實踐 我們對表外礦的礦物成分進(jìn)行了分析和了解，并對表外礦的礦石選別性能做了試驗摸索，初步有了對表外礦特性的判定。對表外礦的利用，按以下兩個方針進(jìn)行：1） 提高礦產(chǎn)資源綜合利用水平，延長礦山服務(wù)年限。2） 增加礦石總量，提高礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。按照表外礦利用計劃方案，品位在18%以上的表外礦石考慮全部利用，只對少數(shù)極難選別的這個區(qū)間的表外礦不利用。

19、品位在18%以下的表外礦石先了解礦石特性，考慮暫不生產(chǎn)利用，少數(shù)選鈦效果特別好的表外礦可以少量利用。2005年計劃入選原礦165萬噸，實際入選原礦155萬噸。上半年選礦技改擴(kuò)能前平均入選礦石品位較高，表外礦利用量不大，下半年產(chǎn)能擴(kuò)大，入選礦石品位降低，對表外礦利用量增加了，具體利用情況見表5： 表5 利用礦量統(tǒng)計表 （重量：萬噸，品位：%） 項目 月份入選礦量入選品位（TFe）利用表外礦量表外礦品位(TFe)鐵精礦量品位(TFe)鈦精礦量品位(TiO2)110.6332.640.9218.394.5255.640.3447.3628.5233.144.4455.710.2947.4739.84

20、32.410.4518.644.1156.110.3547.5942.9033.221.6756.080.0446.39511.7332.375.6056.000.4046.86611.1532.025.2056.320.3447.3779.3132.260.5619.143.6356.480.2747.02816.5231.040.5918.786.2456.350.6547.04919.2129.181.9518.367.4156.020.7247.531019.1629.241.1417.567.2455.590.6047.41117.8929.121.2118.257.0355.410

21、.5947.51218.1429.891.7619.346.8656.630.7747.51合計155.0030.838.5818.5463.9556.065.3647.34對表外礦利用的實施過程：從 2005年1月開始實施。于1月份完成礦樣的取制，并開始對表外礦進(jìn)行了生產(chǎn)實際利用。8月份完成選別試驗。1-6月進(jìn)行18%以上表外礦利用的生產(chǎn)實施和工業(yè)試驗，得出基本結(jié)論，7-10月進(jìn)行15%-18%之間表外礦利用的工業(yè)試驗。由于選礦技改和采場作業(yè)空間的限制，于10月底完成該項目。選礦技改后產(chǎn)量擴(kuò)大，逐步加大了對表外礦利用力度。通過對表外礦的原礦性質(zhì)，選別試驗進(jìn)行調(diào)查摸索，結(jié)合生產(chǎn)中利用表外礦的實

22、際情況，對采場的表外礦特性有了基本的、較為準(zhǔn)確的結(jié)論。表外礦類型為長石型的基本是較好選礦，尤其選鐵效果好。表外礦類型為輝石型的基本是選礦效果較差一些。從采場空間分布上看，北部的選鈦、選鐵效果都比南部好，尤其選鈦效果好；東部比西部的選礦效果好。表外礦品位低于18%則選礦效果就變差，選比增大，選鈦產(chǎn)量也降低。只在采場中北部有一小區(qū)域表外礦品位低但選礦效果好。在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，對品位在18%以上的表外礦要考慮充分利用，低于18%的礦石暫考慮不利用，需進(jìn)一步作這方面的摸索工作。從表外礦選別指標(biāo)分析，由于其選比偏大，用其生產(chǎn)鐵精礦后增加的成本較多，因此單獨(dú)入選是不適合的，需配礦利用多少，是有一定的經(jīng)

23、濟(jì)條件的。4 效益分析4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析太和鐵礦近幾年對表外礦的利用進(jìn)行了實踐摸索，其經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，以其中某一年的利用情況說明。某年總回收表外礦為8.58萬噸，平均品位18.54%。生產(chǎn)的尾礦品位按14.96%計算（實際尾礦品位要低于此數(shù)值），經(jīng)選別作業(yè)后品位下降3.58%，按鐵精礦品位55.50%，則1噸表外礦可生產(chǎn)出合格鐵精礦0.088噸?？偣怖帽硗獾V生產(chǎn)出合格鐵精礦7035.6噸，其產(chǎn)值為 7550.4 270 =2038608.0 （元）因這部分表外礦分布在開采境界內(nèi)范圍內(nèi)，這樣無需增加剝離、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，而只需相應(yīng)增加選礦等后續(xù)生產(chǎn)費(fèi)用。而選礦的直接生產(chǎn)費(fèi)用比較低，目前約為30.2元/噸鐵精礦,同時表外礦也伴生有鈦礦，選鐵的同時，其尾礦中的鈦礦可回收為鈦精礦。按目前尾礦中TiO2回收率31%計算，表外礦中TiO2品位按9.75%，可生產(chǎn)鈦精礦（85800-7035.6）×9.75%×31%/47.0%=5056.2噸，產(chǎn)值5056.2 500 =2528100.0 （元） 通過利用表外礦選鐵、選鈦后增加的產(chǎn)值為2038608.0+2528100.0=4566708.0（元）按目前選礦處理原礦的直接成本30.2元/噸計算，入選8.58萬讀噸表外礦增加費(fèi)用為8.58×30.2=2591160.0（萬元）。每噸鈦精礦生產(chǎn)直接