河北省邢臺將軍墓低質(zhì)超貧鐵礦地質(zhì)特征與開發(fā)利用前景

宋小磊，楊蕾蕾，王祿太，徐 曼

1.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130061；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇六隊，吉林 通化134002；3.集安市國土資源局，吉林 集安134200

超貧鐵礦，是指全鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于現(xiàn)行規(guī)定的邊界品位（TFe20%）,在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下開發(fā)有經(jīng)濟(jì)效益，規(guī)模較大，易采易選的含鐵地質(zhì)體的統(tǒng)稱。近年來，全國各地興起了大規(guī)模開發(fā)超貧鐵礦熱潮。這種過去被視為“巖石”的低品位鐵礦，在鐵礦價格上漲的拉動下，迅速成為一些地方熱門開發(fā)礦種，雖然國家尚無相關(guān)規(guī)范，但在河北、內(nèi)蒙等地對該類型礦產(chǎn)出臺了勘查和儲量管理文件。超貧鐵礦開發(fā)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對鐵礦資源需求發(fā)生重大變化出現(xiàn)的新生事物，但也對傳統(tǒng)鐵礦勘查評價方法、資源儲量界定、礦床工業(yè)指標(biāo)確定以及開發(fā)管理提出了新的挑戰(zhàn)。本次研究區(qū)內(nèi)以往礦產(chǎn)勘查資料較少，通化禮同投資發(fā)展有限公司在該區(qū)開展了地質(zhì)測量、1/萬磁測和槽探、鉆探驗證工作，將該區(qū)鐵礦資源確定為“低質(zhì)超貧鐵礦”，通過工程驗證和異常推斷預(yù)測鐵礦資源量4.25 億噸，該類型礦產(chǎn)一般情況下不具備開采價值，但在特定情況下可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

研究區(qū)位于太行山東麓河北省邢臺市將軍 墓 鄉(xiāng)， 面 積34 km2， 中 心 地 理 坐 標(biāo) 東 經(jīng)114°02′25″，北緯37°09′45″，是河北省邢臺縣小流域改造治理及低質(zhì)超貧鐵回收示范工程。該項目是在移山填溝的過程中，對含有低質(zhì)超貧鐵山體中磁鐵礦進(jìn)行回收，使資源得到充分利用，同時改善土地中過量的鐵元素對植物生長的抑制作用，填溝用的砂石分離出鐵元素后，更適宜造地和植物生長，有利恢復(fù)耕種?；厥盏蔫F元素經(jīng)過選礦富集后可以作為煉鐵的原料。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于山西中臺?。á颍?、太行拱斷束（Ⅲ）贊皇穹斷束（Ⅳ）南部。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層由老到新為晚太古界阜平群瑞羊河組（Ar3r）、寧家莊組（Ar3n）、大河莊組（Ar3d）主要巖性由黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖，為鐵的賦礦層位,王家崇片麻巖（Wgn）、西黃村片麻巖（Xgn）、變質(zhì)的表殼巖（Bgn）和寒武系、奧陶系地層，第四系為現(xiàn)代河床沖積砂礫等。

1.2 構(gòu)造

褶皺在本區(qū)為北西走向、傾向南西的單斜構(gòu)造，后期小褶曲、褶疊層構(gòu)造發(fā)育；斷裂構(gòu)造為呂梁運動以后的產(chǎn)物，主要有近東西向、北東向和北北東向三組，多為正斷層，破碎帶常被后期脈巖充填，走向最長可達(dá)7～8 km,對礦體破壞不大。

1.3 巖漿巖

本區(qū)巖漿巖不發(fā)育，主要分布有基性、酸性脈巖、下寺基性巖墻，花崗偉晶巖、二長花崗斑巖、閃長巖脈、橄欖巖脈等，脈巖一般長數(shù)十到數(shù)百米，寬十余米，多沿破碎帶分布。

1.4 地球物理特征

區(qū)內(nèi)分布的含礦層位一般可引起大于250 nT或小于-200 nT 磁異常。通過工作發(fā)現(xiàn)49 處磁異常，推測礦致異常38 處，主要磁異常特征見表1。

表1 磁異常一覽表Table 1 Magnetic anomalies

2 礦體特征

該區(qū)超貧鐵礦以磁鐵角閃巖和角閃磁鐵石英巖形式賦存于太古界阜平群、瑞羊河巖組和大河莊巖組黑云斜長片麻巖中，礦石工業(yè)類型為需選選型低超貧鐵礦，利用邊界品位5%、最低工業(yè)品位8%和最小可采厚度10 m 在礦區(qū)圈定11 條鐵礦體，含礦層隨著地層的褶皺沿片麻理以蛇形彎曲蜿蜒出露，長由幾十米至2 000 m不等，平均厚度59.97 m。TFe 品位在5.3%～13.8%，一般在10%～11%，磁性鐵最高3.70%，最低1.25%，磁鐵平均占有率為26%，磁性鐵占有率偏低。規(guī)模較大的礦體有2、3、12、30 號礦體，其余長220～370 m，礦體特征見表2。

3 礦床開發(fā)利用前景

3.1 礦石開采、選冶加工技術(shù)性能

礦床規(guī)模較大，易采易選，適合露天開采，不需要復(fù)雜的采掘機械和火工品，開采成本較低。礦石采用“原礦預(yù)先篩分—增大粗碎破碎比—三段選擇性干選預(yù)拋廢—階段磨礦強化分級磁選”工藝，具有拋廢多，選別效率高，節(jié)能降耗等顯著特點，通過前期干選處理后，粒度10 mm 以下，預(yù)拋率達(dá) 80%, 原礦品位從10.74% 提高到 19.44%，且磁鐵礦占比大大提高。干選后再進(jìn)行三段分級精選，即可獲得鐵精礦，產(chǎn)率為20.23%、鐵回收率為70.73%、鐵精礦品位為67.98%，分級精選試驗結(jié)果見表3。

表2 礦體特征一覽表Table 2 Orebody characteristics

3.2 礦床開發(fā)利用前景

表3 分級精選試驗結(jié)果Table 3 Test results of grading concentration

3.2.1 資源形式分析

鐵礦石資源作為一種不可再生資源，經(jīng)過多年開采探明的資源儲量在不斷下降，雖然近年鐵精粉價格有較大波動，隨著鋼鐵市場需求逐年增加，低品位礦石是今后發(fā)展方向，也是解決資源危機的一種新途徑。

3.2.2 低質(zhì)超貧鐵礦開發(fā)利用前景

本次對邢臺縣將軍墓一帶超貧鐵礦的開發(fā)利用是在該區(qū)小環(huán)境治理的基礎(chǔ)上回收資源，采用工程方法進(jìn)行治理（開采），移山填溝，平整造地，在移山填溝的過程中對含有低質(zhì)超貧鐵的山體進(jìn)行鐵元素的回收，使資源得到充分的利用，填溝用的沙石分離出鐵元素后，更適宜造地和植物生長，有利于恢復(fù)耕種和環(huán)境保護(hù)。通過該區(qū)地質(zhì)工作預(yù)測低質(zhì)超貧磁鐵礦資源量4.25 億噸，平均品位TFe10.74%，將這些資源利用起來，可以創(chuàng)造出非?？捎^的經(jīng)濟(jì)價值。

通過初步試驗研究，低質(zhì)超貧鐵礦5 t（TFe10.74%）經(jīng)干選后可獲1 t 品位20.23%的初精礦，經(jīng)過礦山磨礦選礦后4 t 初精礦可選出1 t 66%的鐵精粉。根據(jù)目前預(yù)測資源量4.25 億噸，可生產(chǎn)2 125 萬噸鐵精粉，按市場價格600 元/噸，可創(chuàng)造產(chǎn)值127 億元，去掉50%的生產(chǎn)成本，可獲利63 億元。

3.3 結(jié)論

超貧鐵礦開發(fā)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對鐵礦資源需求發(fā)生重大變化出現(xiàn)的新生事物，該區(qū)鐵礦為“低質(zhì)超貧鐵礦”，單獨開采成本較高，且產(chǎn)生大量礦渣和廢水，利用傳統(tǒng)的采選工藝不具備開采價值，但在特定條件下可以帶來非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] 曾憲輝.紫金山低品位金礦資源的開發(fā)利用[J]. 礦產(chǎn)保護(hù)與用,2002(4):5-9.

[2] 向永生,何煥學(xué),張繼林.低品位礦產(chǎn)資源評價問題研究-以金礦資源為例[J].地質(zhì)與勘探, 2004,44(3):79-83.

[3] 李厚民,王瑞江,肖克炎,等.中國超貧磁鐵礦資源的特征、利用現(xiàn)狀及勘查開發(fā)建議—以河北和遼寧的超貧磁鐵礦資源為例[J].地質(zhì)通報,2009,28(1):85-91.

[4] 河北省國土資源廳.超貧鐵礦勘查技術(shù)規(guī)程[Z].2005.

[5] 內(nèi)蒙古國土資源廳.關(guān)于超貧磁鐵礦礦產(chǎn)資源儲量管理有關(guān)要求的通知[Z].2010.

[6] 邢臺市環(huán)境保護(hù)局.邢臺縣龍泉寺鄉(xiāng)將軍墓鎮(zhèn)流域改造治理及低質(zhì)超貧鐵回收示范工程(一期工程)環(huán)境影響報告書[Z].2011.