浅析钒钛磁铁矿矿区表外矿综合利用的实践.pdf

第 1 9 卷第 8期 2 0 1 0年 8月 中 国 矿 业 CHI NA M I NI NG M AGAZI NE Vo 1 ． 1 9．NO ．8 Au g 2 01 0 浅析钒钛磁铁矿矿 区表外矿综合利用的实践 付冠文 重庆钢铁 集 团矿 业有 限公 司，重庆 4 0 0 0 8 0 摘 要 分析 了太和钒钛 磁铁矿表外矿 的分布状况 、开发利用条件 ，提 出了其合理利用及效益预测 ， 以及存在 的问题 。 关键词 钒钛磁铁矿 ；表外矿 ；综合利用 中图分类号 TD 9 8 1 ． 4 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 0 5 1 2 0 1 0 0 8 0 0 6 2 0 4 Ana l y s i s o f t h e t i t a n o ma g n e t i t e o b s a o r e mi n i ng a r e a o f c o m p r e he ns i v e u t i l i z a t i o n o f p r a c t i c e FU Gu a n we n Mi n i n g Co mp a n y o f Ch o n g q i n g I r o n S t e e l Co ．L t d ． ，Ch o n g q i n g 4 0 0 0 8 0，Ch i n a Ab s t r a c t An a l y s i s o f Ta i W o v a n a d i u m ma g n e t i t e d i s t r i b u t i o n，u t i l i z a t i o n c o n d i t i o n s ，o f f e r i t s r e a s o n a bl e ut i l i z a t i on a nd ef f e c t i ve ne s s of t h e f or e c a s t s，as we l l as t he p r o bl e ms o f Ke y wo r ds t i t a no ma g ne t i t e；b o und a r y o r e；ut i l i z a t i o n 太和铁矿为攀西地 区四大钒钛磁铁矿床之一， 已探明的工业储 量 2 ． 3 5亿 t ，远景储量 3 ． 5亿 t 。 原采矿设计能力为原矿 7 0万 t ／ a ，设计服务年限为 2 0年 ，目前已开采 1 8年 ，境界 内可供利用的矿石 量 已十分有 限 。 从 目前宏观资源需求看 ，2 0 0 5 ～2 0 1 0年 ，国 内铁矿石消费需求将呈上升趋势 ，国际国内市场 对钛 金属 的需 求 旺 盛 ，国 际市 场 上钒 产 品 价 格 坚 挺 ，相应 的矿 石 价 格 也 已经 开 始 涨 升 。 国 内 铁 矿 石价格在 2 0 0 3年 1 0月创新高后，价格一直维持在 较 高水平 波 动 。攀 西 地 区钒 钛 磁 铁 矿 由 于含 较 高 价值 的钛 矿 和钒 矿 ，其 钒 钛 磁铁 精 矿 T F e品 位 ≥ 5 5 ． 5 价 格 约 为 3 0 0 ～ 3 5 0元／ t ，钛 精 矿 Ti O 品 位≥ 4 7 ． 0 的价 格 约 为 5 0 0 ～ 6 0 0元 ／ t 。因此 ，在 目前技术经 济条件下 ，充分 回收矿产资源 ，具 有 较大 的经济 效益 和社会 效益 。 矿石按工 业 划 分 ，一 般 分 为 表 内 矿 和表 外 矿 。 表 内矿是满 足工业 品位 要求 的矿 石 ，表外 矿 是指 介 于边界 品位 和工业 品位 之 间，被列 为工业 上 暂 时不 能利用的矿石 。表外矿是在一定技术经济条件下定 义的，是个动态指标 。随着选矿工艺技术水平的提 高和矿石价格 的增长，特别是可供利用的资源条件 收稿 日期 2 0 1 0 0 2 1 4 的限制，对表外矿的综合回收利用进行实践和研究， 其现实意义 和紧迫性就显得尤 为重要 。 1 太 和铁 矿利 用表外 矿的 现状 在太和铁 矿这么多年 的生产 中，对 表外矿 的 利用进行了一定 的摸索 ，得 出了一些结 论。结合 生产的技术条件和宏观条件 下矿石价格 因数 ，笔 者认为，表外矿的利用主要存在以下问题 1 ． 1 表外 矿 的可 选性较 差 ，但有差 异 表外矿 和表内矿的区别 ，主要在 于含铁品位 的高低差距 ，相应 的矿 物成分也存在差 异。表外 矿 的选 别效 果 ，就 选 铁 而 言 ，表 外矿 比表 内矿 差 ， 这是 由于矿石 中铁金属含量有别 ；但 也存在部分 表外 矿 的选 铁效果 比有 些 难选 表 内矿 还好 的现 象 。 同样 ，从选钛效果来看 ，整体上表外矿 的含钛品 位 比表 内矿 低 ，造 成 表 外 矿 的选 钛 效 果 比表 内矿 的差 ；但从选钛 目的矿物 钛铁矿 的含量 分析 ，部 分表外 矿 中钛 铁 矿 相 对 含 量 高 ，甚 至 比表 内矿 中 的高品位矿石 的钛铁矿相对含量还要 高些，这就 出现了部分表外矿 的选钛效果甚至 比表内矿要好。 上述表外 矿的可选 性分析结论 ，是基 于其矿 石的矿物组成、含量和选别试验结果分析得 出的， 也表 明 了表 外矿 的选矿 特性 的复杂 性 。 1 ． 2 表外 矿 的矿 石类 型多样 表外矿和表 内矿性质相近 ，仅 以含铁 品位 的 第 8期 付冠文 浅析钒钛磁铁矿矿 区表外 矿综合利用的实践 高低 区分 ，因此表 外 矿 也 与表 内矿 矿 石 类 型 一 致 ； 而不 同类 型 的矿石 ，其 矿 物 组 成 不 同 ，含量 不 同 ， 矿石 的选 矿 性 质 差 异 也 较 大 ，这 也 会 造 成 表 外 矿 利用 时 的不稳 定性 和 复杂性 。 1 ． 3 表外矿中有用矿物综合回收利用的问题 太和 铁 矿 在 选 矿 厂 选 钛 工 程 完 成 以 前 ，一 直 单一 回收铁，对钛 、钴 、硫等矿物无力进行 回收， 因此 综合 经 济 效 益 不 高 。在 选 矿 完 成 改 造 后 ，尤 其 是选 钛 工 艺 流 程 完 成 技 术 改 造 后 ，对 矿 石 进 行 综合 回收，生产 铁精 矿、钛精 矿 、钴硫精 矿。从 生产实际看 ，低 品位矿石 对生 产钛精矿 、钴硫 精 矿相对有利 。在近几年矿产 品价格维 持较高价位 的情 况下 ，可 以适 当增 加 选 矿 生 产 成 本 ，增 大 选 矿 比 ，降低 入选 矿石 品 位 。通 过 多 回收 矿 产 资 源 ， 多生产 矿 产 品来 增 加 生 产 总值 ，从 而增 加 经 济 效 益 。但表外矿能否 全部利用 ，能用 的那部 分有什 么特性 这 为 表 外 矿 的 利 用 带 来 了 较 大 难 度 ，需 要在实践中摸索和总结 。 2 表 外矿 的利 用条 件和 分布 状 况 2 ． 1 利 用 条件 在 目前 的技术经济条 件下 ，表外 矿可 以考虑 进行利用，但表外矿 并非能 够全部 利用 ，对 其合 理利用是有 条件 的。具 体表 现为 ①表外矿 必须 分布在开采境 界范 围 内，这 样无需 增加剥离 、运 输等费用 ，而只需相应增加选矿等后续生产费用。 ② 表外 矿有 较好 的选 矿 性 能 。③ 矿 山 的具 体设 备 、 设施 条件 允 许 ，如 选 矿 厂 的 能 力 有 潜 力 、尾 矿 场 有足够的容积等 。④技术经济条件允许 。 2 ． 2 开采范围内表外矿资源数量 太和铁矿 自 1 9 8 8年生产 自立措施小方案投产 以来 ，根据发展 的客观条件 ，于 2 0 0 0年又在小方 案 的基础 上 作 了扩 帮延 伸 方 案 ，2 0 0 4年 又作 了 原 矿 3 0 0万 t ／ a规模 的 方 案 中方 案 。各 方 案 圈 定 的矿量 见 表 1 。 表 1方案 圈定 的矿量／ 万 t 、、 量 表 内矿 表外矿 合计 直塞 小 方 案 1 0 6 8 ． 2 1 2 6 ． 5 U9 4 ． 7 扩帮延伸方案 中方案 小方案境界 内圈定表 内矿石 1 0 6 8 ． 2万 t ，表 外矿 1 2 6 ． 5 万 t 。截至 2 0 0 4年 ，已开采至圈定境界 的最底部 1 7 3 4 m标 高水平 ，矿石基本采完 ，只残 留北部暂不能 开采 的中高 品位矿石。2 0 0 5年 已进 行扩帮延伸方案 的开采 ，开采高度降至 1 7 2 2 m标 高水平 ，是过渡方案 的开采。根据采场 的发展条 件 ， 目前 已开 始 进 行 中方 案 3 0 0万 t ／ a 的扩 能 改 造 建 设 。 中 方 案 圈 定 矿 石 量 大 ，表 外 矿 达 1 6 4 9 ． 5万 t ，如能合理利用好这部分表外矿 ，将产 生 巨大 的效益 。 2 ． 3 表外 矿 的性质 特 点 太和铁矿属 晚期岩浆分异 型矿床 ，根据 矿石 含铁品位划分成 表 内、表 外矿两 个工业类 型，本 质上表内、表外 矿性质相 似，只是 有用矿物 成分 含量 的差 异。对 比表 内矿 ，对 表外 矿进行 分 类 按 脉 石矿 物 和 副 矿 物 含 量 分 为 长 石 型 、辉 石 型 、 磷 灰 石 型 、硫 化 物 型 、橄 榄 石 型 等 五 种 类 型 ；按 构 造 特征 分 为 稀 疏 侵 染 状 和条 带 状 类 型 。在 实 际 生产中，以脉石 矿 物含 量 的多少 来划 分其 类 型。 在 目前 开 采 的矿 区境 界 中 ， 以 长 石 型 、辉 石 型 、 硫化物型三种 为主。对 出露 的表外矿取样进 行含 量和物相分析 ，同时也对表 内矿 中的低 品位 矿石 进 行取 样 ，两 者进行 对 比，矿样 分析结 果见 表 2 。 表 2 矿体样 分析结果表／ c1 表外 c 2 表外 c 3 表外 c 4 表内 c 5 表内 c 6 表内 c 表内 脉石 1 ． 6 脉 石 2 ． 7 4 脉石 2 ． 3 8 5 7 ． 4 6 3 ． 2 Z 4 9 ． 5 o 3 ． 8 5 51 ． 8 3 1 ． 4 8 脉石 1 ． 4 5 从表 2中可以看出，表 内矿 品级矿石和表外矿 品级矿石矿物组 成基本 一致 ，矿物含量 相似 ，只 是 以 TF e的 含 量 来 划 分 区 别 。 因 此 ，表 外 矿 和 表 内矿性质相 似 ，可 以考虑进 行利用 。对 表外矿 的 物相分析表 明 ，其有 用成分 含量 ，除铁的含量较 低 外 ，另一 重 要 用 有 用 成 分 T i O 的 含 量 也 较 高 ， 6 4 中 国 矿 业 第1 9 卷 部分表外矿的 T i O 含量甚至超过表内矿 ，这更表 明了需对表外矿进行综合 回收利用的必要 。因此 ， 根据表外矿的性质特点，可以对其进行 回收利用 。 2 ． 4 表外矿的选别性能 表外矿能否利用 ，其 中一个 重要 的 因素是其 矿石的选别性能如何，这是表外矿能否合理利用 的重要 条件 。在 选 矿 流 程 和 选 矿 工 艺 一 定 的条 件 下，矿石的选别性 能如何，直接决定选 矿生产指 标，如选矿 比、精矿 品位 、金 属 回收率 等。这些 指标决定了选矿生产成本 ，相应也就决定 了其经 济效 益 。 因此 ， 对 表 外 矿 的利 用 ， 要 考 虑 在 技 术上 是否可行 ，经济上是 否合理。根据试验 和生产 的 实际经 验 ，在处 于 表外 矿 和 表 内 矿 之 间 范 围 内 的 矿石，其性质相近，选矿效果相差不 大。品位过 低的表外矿，选矿效果则会变得很差。因此 ，攻 关组根据 目前采 场 出露 的表 外矿 分布情 况， 对表外矿 中品位略低一些 的矿石进行 了取 样、化 验分析，并按生产 中配矿 条件和配矿安排 ，进行 了综合配矿后 的选别试验，其指标见表 3 、表 4 。 表 3 试验配矿样数据表 表 4配矿样选矿试验结果／ 样品编号 原矿品位 磨矿粒度 精矿品位 尾矿品位 产率 回收率 选 比 3 ． 0 2 ． 9 9 2 ． 9 1 2 ． 6 9 Tl T2 T3 T4 8 5 ． O 8 5 ． 0 8 5 ． 0 7 5 ． 0 在选 别 试 验 中 ，不 同 的含 铁 品位 代 表 了 不 同 矿体 中 的矿 石 。利 用 的表外 矿 T F e 1 7 ． 4 2 ，基 本 为矿 区 的表 外 矿 的 平 均 品 位 略 高 ，具 有 较 高 的代 表性。试验中，T 样全部为表内矿，其余 三个样 都配 比了一定 的表外矿。试验 表明，在 同样 的矿 石中，同样条件 下加入一定 的表外矿，经选别后 精矿 品 位 略 低 一 些 ，产 率 、回 收 率 相 差 不 大 。在 不 同的矿 石 中 加 入 一 定 的 表 外 矿 ，则 差 别 较 大 ， 与表内矿的矿石 性质、选别特性 密切 相关。但总 体上看 ，加入 一 定 的 表 外 矿 后 ，可 以选 别 出合 格 的精矿 产品 ，金属 回收率也 比较 高 。 综合表外矿的成分含量和选别试验数据分析 ， 此 次试 验利 用 的表 外 矿 具 有 较 好 的选 矿 性 能 ，在 实 际生产 中应予 以充分 利用 。 2 ． 5 矿 山生产 条件 太和铁 矿 完 成 选 矿 厂技 改 扩 能 工 程 后 ，形 成 年处理原矿 3 0 0万 t 的能力 ，尾矿场也有足够 的库 容 ，这些具体设备、设施 条件允许对表外 矿进行 回收利用 ，不会增加新的设备 、设施投入 。 2 ． 6 技术经济条件允许 选矿技 术 的发 展 ，尤 其 是 选 钛 生 产 中采 用 强 磁 一浮选 选 钛 工 艺 流 程 ，充 分 回收 了价 值 较 高 的 钛矿 ，因此 也增 加 了低 品位 矿 石 的 价 值 。在 目前 矿石价 格 一 直 维 持 在 较 高 水 平 波 动 的情 况 下 ，生 产矿 产品 的利润 空 间 较 大 ，相 应 矿 产 品价 值 增 大 。 在这样 的技术 经 济 条件 下 ，可 以考 虑低 品位 矿石 ， 尤其是 表外 矿的综 合 回收利用 。 3 表 外矿 利用 实践 对表外矿的利用，按以下方法进行 ① 提高 矿 产 资 源 综 合 利 用 水 平 ，延 长 矿 山服 务年限。② 增 加矿 石 总 量 ，提 高矿 山企业 经 济 效 益 。 按 照 表外 矿 利 用 计 划 方 案 ，品 位在 1 8 以上 的表外矿 石 考 虑 全 部 利 用 ，只 对 少 数 极 难 选 别 的 这个 区间的 表外 矿 不 利 用 。品位 在 1 8 以下 的表 外 矿 石 ，先 了 解 矿 石 特 性 ，考 虑 暂 不 生 产 利 用 ， 少数选钛效果特别好的表外矿可以少量利用。 2 0 0 5 年计 划人选 原矿 1 6 5万 t ，实 际入 选原 矿 1 5 5万 t 。上 半 年 ，选 矿 技 改 扩 能前 ，平 均 入 选 矿 石品位较高，表外矿利用量 不大 ；下半 年产能扩 大 ，入选矿石品位降低 ，对表外矿利用量增加了。 对表外矿利用 的实施过程 2 0 0 5年 1月开始 实施 ，于 1月份完成矿样 的取制，并开始对表外矿 进行了生产实际利用。8月份完成选别试验 。1 ～6 月进行 1 8 以上 表 外 矿 利 用 的生 产 实 施 和 工 业试 验 ，得 出基 本结论 。7 ～1 0月进 行 1 5 ～1 8 之间 第 8 期 付 冠文 浅析钒钛磁铁矿矿 区表外 矿综合利用 的实践 表 外矿 利 用 的工 业 试 验 。 由于 选 矿 技 改 和 采 场 作 业 空 间 的限制 ，于 1 0月 底 完 成 该项 目。选 矿 技 改 后 产量 扩 大 ，逐步 加大 了对 表外 矿 利用 力度 。 通 过对 表 外 矿 的 原 矿 性 质 、选 别 试 验 进 行 调 查 摸 索 ，结 合 生 产 中利 用 表 外 矿 的 实 际 情 况 ，对 采 场 的表外 矿 特 性 有 了基 本 的 、较 为 准 确 的结 论 。 表 外矿 类 型 为 长 石 型 的 ，基 本 是 较 好 选 矿 ，尤 其 选 铁效 果好 ；表 外 矿 类 型 为 辉 石 型 的 ，选 矿 效 果 较差一些的矿。从 采场空 间分布 上看 ，北部 的选 钛 、选铁效果都 比南部好 ，尤其选 钛效 果好 ；东 部 比西 部 的选 矿 效 果 好 。 表 外 矿 品位 低 于 1 8 ， 则选矿效果就变差 ，选 比增大，选钛产量也 降低 。 只在采 场 中北 部 有 一 小 区域 ，表 外 矿 品 位 低 但 选 矿效果 好。在 目前 技 术 经 济 条 件 下，对 品位 在 1 8 以上 的 表 外 矿 ，要 考 虑 充 分 利 用 ，低 于 1 8 ％ 的矿石暂考虑不利用 ，需进一步摸索工作 。 从 表 外 矿 选 别 指 标 分 析 ， 由 于 其 选 比偏 大 ， 用其生产铁精矿后增 加 的成本较 多 ，因此单独入 选是 不适 合 的 ，需 配 矿 利 用 多 少 ，是 有 一 定 的经 济条件的。 4 效益 分析 4 ． I 经 济效 益分 析 太 和铁矿 近 几 年 对 表 外 矿 的 利 用 进 行 了 实 践 摸索 ，其经济 效益非 常显著 ，以其 中某一年 的利 用情 况说 明 。 某年 总 回 收 表 外 矿 为 8 ． 5 8万 t ，平 均 品 位 1 8 ． 5 4 。尾矿品位按 1 4 ． 9 6 计算 实 际尾 矿 品 位要低于此数值 ，选 别作业后 品位 下降 3 ． 5 8 ， 按铁精矿 品位 5 5 ． 5 O ，则 l t 表 外矿可生 产出合 格铁精矿 0 ． 0 8 8 t 。总共 利用表外 矿生产 出合 格铁 精 矿7 0 3 5 ． 6 t ，其 产 值 为7 5 5 0 ． 4 2 7 0 2 0 3 8 6 0 8 ． 0 元 表外矿分布在 开采境界 范围 内，不需增 加剥 离、运输等费用 ，只需增加选矿等后 续生产费用。 则选矿的直接生产费用 比较低 ，目前约为 3 0 ． 2 元／ t 铁 精 矿 ， 同 时 表 外 矿 也 伴 生 有 钛 矿 ，选 铁 的 同 时 ，其尾 矿 中 的 钛 矿 可 回收 为 钛 精 矿 。按 目前 尾 矿 中 Ti O 。回收 率 3 1 计 算 ，表 外 矿 中 Ti O 品 位 按 9 ． 7 5 ，可 生产 钛 精矿 8 5 8 0 07 0 3 5 ． 6 9 ． 7 5 3 1 ／ 4 7 ． 0 一 5 0 5 6 ． 2 t ，产 值 5 0 5 6 ． 2 5 0 0 2 5 2 8 1 0 0 ． 0 元 利用 表 外 矿 选 铁 、选 钛 后 ，增 加 的 产 值 为 2 0 3 8 6 0 8 ． 0 2 5 2 8 1 0 0 ． 04 5 6 6 7 0 8 ． 0 元 按 目前选矿处理原矿 的直接成本 3 0 ． 2元／ t 计 算 ，入 选 8 ． 5 8万 t 表外 矿增 加费 用 为 8 ． 5 8 3 O ． 2 2 5 9 1 1 6 0 ． 0 万 元 。每 吨钛精 矿 生 产 费 用 I 9 5 ． 3元 计 算 ，增 加 费 用 5 0 5 6 ． 2 1 9 5 ． 3 9 8 7 4 7 5 ． 8 元 ，总 增 加 费用 2 5 9 1 I 6 0 ． 0 9 8 7 4 7 5 ． 8 3 5 7 8 6 3 5 ． 8 元 ，利 润 4 5 6 6 7 0 8 ． 0 3 5 7 8 6 3 5 ． 89 8 8 0 7 2 ． 2 元 。 以上只是对某 年利用 的表外矿增加 的产值进 行的计算。在太 和铁矿实施 的中方 案 中，圈定 的 开 采境 界 内表 外 矿 量 为 I 6 4 9 ． 5万 t ，约 占整 个 矿 石储量的 2 O ． 5 2 ，如能对这部分表外矿加以合理 地利用 ，将会有 巨大的经济价值 。 4 ． 2 社 会效 益 分析 1 对表外矿 的合理 回收利用 ，可 以减 轻堆 放表 外 矿 的土地 压力 ，有 利 于排 土场 的稳定 。 2 对表外矿 的合理 回收利用 ，降低 了剥 采 比 ，提 高 了开采 的经 济效 益 。 3 增 加 矿 石 总 量 ，延 长 了 矿 山 服 务 年 限 ， 减轻 了社 会压 力 。 4 少堆 放 表外 矿 ，可 以减少 对环 境 的污染 。 5 金属钛 、钒属 国家珍贵 资源 ，即使表外 矿 中有用 成 分 少 ，没 有 太 大 的 经 济 效 益 ，作 为 国 有企 业也 应尽 可 能 回收利 用 。 6 攀西 地 区 同类 型 的钒 钛 磁 铁 矿 石 储 量 丰 富 。我们 对 钒 钛 磁 铁 矿 表 外 矿 的综 合 回收 利 用 取 得 了一定 的基 础资料 和经验后 ，将 提高矿产资源 综合利用水平 。从 而可进行最低可 采工业指标 的 研究 、修订 ，这样可 以使 同类矿 山既考 虑 了动态 收益 率 ，又使 国家可 以更 多地 回收 矿产 资源 。 5存 在 的 问题 表外矿的利用涉及 矿 山的资源 综合利用 的研 究 、评价和矿床 经济评 价 的诸 多 内容 。本次表外 矿利用实践技术 攻关 ，仅对开采 区出露 的表外矿 进 行 了矿 样 的 化 验 分 析 、 部 分 矿 石 的物 相 分 析 、 部 分 矿 石 的 选 别 试 验 ，以 及 较 大 量 的 生 产 实 践 相 当于 工业 试 验 。缺 乏 1 5 ～ 1 7 ％之 间低 品位 表 外 矿 的 物 相 分 析 资 料 ， 表 外 矿 的 选 别 试 验 少 ， 对 利用 表 外 矿 缺 乏 详 细 的 经 济 评 价 ，得 出 的结 论 是 比较粗略 的、片面 的，对生产 有一定 的现实指 导意义 。在今后 长期 的采 矿活动 中，需不 断开展 基础工作 ，建立各 种分析模 型。这样才能 全面评 价表外矿 的特性 和利用价值 ，更充分合 理地利用 表外矿 ，充分回收矿产资源 。 _