馬邊磷礦資源及開(kāi)發(fā)利用研究

王 政

中國(guó)寰球工程公司華北規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北涿州 072754

馬邊彝族自治縣礦產(chǎn)資源豐富。已探明的礦藏有磷、石膏、煤、鉛鋅、銅、鐵等15種礦產(chǎn)。尤以磷礦最為豐富，儲(chǔ)量24.76億t，礦產(chǎn)地98處，其中大型礦床5處，中型4處，小型13處。礦石品位平均21%～24%，最高品位38%【1】。國(guó)家已將馬邊磷礦列入“攀西—六盤(pán)水國(guó)土規(guī)劃”、“金沙江下游國(guó)土綜合開(kāi)發(fā)規(guī)劃”、“川南國(guó)土開(kāi)發(fā)規(guī)劃”和“馬邊河流域國(guó)土綜合開(kāi)發(fā)規(guī)劃”，被四川省定為全省第二磷礦基地。

1 馬邊磷礦資源

1.1 區(qū)域地質(zhì)

馬邊磷礦位于四川盆地西南的馬邊彝族自治縣境內(nèi)，為康滇地軸東緣川滇成磷帶北段（四川境內(nèi)）的一個(gè)重要組成部分。屬典型海相沉積磷塊巖礦床【2】。區(qū)域上來(lái)看，礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西部，上揚(yáng)子臺(tái)褶帶美姑-金陽(yáng)陷褶束北東段，東臨川中臺(tái)拱【3】。區(qū)內(nèi)未出露前震旦系古老基底，地層除缺失石炭系、泥盆系和白堊系被剝蝕外，其余各時(shí)代地層均有沉積。

按《西南地區(qū)地層表》的劃分，馬邊磷礦地處揚(yáng)子區(qū)（Ⅰ級(jí)區(qū)），昆明昭覺(jué)分區(qū)（Ⅱ級(jí)區(qū)），雷波永善小區(qū)（Ⅲ級(jí)區(qū)）之北東部。與峨邊小區(qū)和威遠(yuǎn)小區(qū)毗鄰。

區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂以近南北向?yàn)橹?，斷裂多發(fā)生在背斜軸部。因受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造線北端多向北西偏轉(zhuǎn)，形成近似弧形構(gòu)造。褶皺、斷裂構(gòu)造近于平行排列。沙匡斷層（裂）是馬邊地區(qū)主要斷裂構(gòu)造，略呈南北向展布，向南經(jīng)雷波馬頸子進(jìn)入云南永善地區(qū)，向北經(jīng)六股水礦區(qū)進(jìn)入峨邊地區(qū)。該斷層為一傾向西的高角度逆斷層（40～70°）。在老河壩礦區(qū)一帶斷距達(dá) 3000余m，為上盤(pán)震旦系上統(tǒng)燈影組或寒武系下統(tǒng)與下盤(pán)三疊系中、上統(tǒng)地層接觸。

馬邊磷礦區(qū)域構(gòu)造詳見(jiàn)圖1。

1.2 馬邊磷礦區(qū)劃

馬邊磷礦主要分布于沙匡斷層上盤(pán)，即陳子崖—沙匡背斜西翼及分銀溝背斜兩翼。礦區(qū)北起陳子崖，南至馬邊姜家溪。含磷地層斷續(xù)出露50km，寬2～12km。按礦床分布劃分為六股水、老河壩、大院子、分銀溝四個(gè)磷礦區(qū)。其中老河壩磷礦礦層厚度最大，品位較高，礦區(qū)儲(chǔ)量、礦石質(zhì)量及開(kāi)發(fā)條件優(yōu)于其他三個(gè)礦區(qū)。根據(jù)磷礦層分布和區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征，老河壩礦區(qū)劃分為二壩礦段、銅廠埂礦段、暴風(fēng)坪礦段、哈羅羅礦段四個(gè)礦段和銅廠埂露采區(qū)、補(bǔ)衣作露采區(qū)兩個(gè)露采區(qū)【4】。

圖1 馬邊磷礦區(qū)域構(gòu)造圖【4】Fig.1 Mabian Phosphorite deposit structural map

各礦區(qū)區(qū)劃詳見(jiàn)圖 2，主要地質(zhì)特征詳見(jiàn)表1。

圖2 馬邊磷礦區(qū)劃圖【4】Fig.2 Zoning Map of Mabian Phosphorite area

表1 馬邊磷礦區(qū)主要地質(zhì)特征Table 1 Main geological features of Mabian Phosphorite area

1.3 礦床地質(zhì)

區(qū)內(nèi)磷礦呈層狀賦存于寒武系下統(tǒng)麥地坪組（含磷組）中下部，有上礦層（代號(hào)Ⅱ）和下礦層（代號(hào)Ⅰ）兩層礦。本組地層總厚 39.71～62.41m。礦床埋深0～620m。Ⅱ礦層為黑灰色致密塊狀?yuàn)A條紋狀砂屑磷塊巖，具砂屑結(jié)構(gòu)，以致密塊狀為特征，偶見(jiàn)星點(diǎn)狀構(gòu)造。Ⅰ礦層為深灰色條紋條帶狀砂屑磷塊巖，具砂屑結(jié)構(gòu)條紋條帶狀構(gòu)造，夾不規(guī)則白云質(zhì)條紋條帶狀，具微波狀層理。

Ⅱ礦層位于麥地坪組下段頂部，礦層頂面直接與該組上段含磷礫屑白云巖接觸。Ⅱ礦層距麥地坪組頂界18.5～41.06m。Ⅰ礦層位于麥地坪組下段下部，礦層底面距麥地坪組底界 1.68～9.70m。Ⅰ、Ⅱ礦層間夾一層含磷硅質(zhì)條帶白云巖和含磷層紋狀白云巖，厚0.94～14.75m，該夾層由南向北厚度逐漸增大。

Ⅱ礦層結(jié)構(gòu)單一，層位較穩(wěn)定，局部分布，主要分布在老河壩礦區(qū)中北部，在老河壩礦區(qū)銅廠埂礦段以南逐漸尖滅，向北延伸進(jìn)入六股水礦區(qū)。

Ⅰ礦層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，礦層厚度大，變化小，為區(qū)內(nèi)主要礦層。礦層厚度由南向北遞減，其規(guī)律非常明顯。根據(jù)礦石類(lèi)型及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，Ⅰ礦層可分為Ⅰ-3（3）、Ⅰ-3（2）、Ⅰ-3（1）、Ⅰ-2及Ⅰ-1等5個(gè)分層，其中Ⅰ-3（2）為夾矸，其余4個(gè)為分礦層，Ⅰ-2分礦層為一穩(wěn)定可采的富磷礦層。

區(qū)內(nèi)磷礦床成因?qū)贉\海相層狀碳酸鹽巖磷塊巖礦床。礦石主要是由磷酸鹽礦物及脈石礦物組成。磷酸鹽礦物為超微晶至細(xì)晶的氟磷灰石和微含碳的氟磷灰石。石礦物以白云石為主，次為石英、玉髓、水云母及微量綠泥石、長(zhǎng)石、黃鐵礦、石膏、硬石膏、螢石、電氣石、方解石及炭質(zhì)等。

1.4 資源儲(chǔ)量

馬邊磷礦分銀溝礦區(qū)因位于大風(fēng)頂自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，工作程度較低。其余六股水礦區(qū)、老河壩礦區(qū)、大院子礦區(qū)部分礦山完成勘探工作，部分礦山正進(jìn)行普查、詳查。

截至2013年12月份，馬邊磷礦共獲得各級(jí)儲(chǔ)量89593.81萬(wàn)t。

馬邊磷礦各礦區(qū)/礦段資源儲(chǔ)量詳見(jiàn)表2。

表2 馬邊磷礦各礦區(qū)/礦段資源儲(chǔ)量表Table 2 The main mining area ore block reserve of Mabian Phosphorite deposit

2 開(kāi)發(fā)利用研究

2.1 開(kāi)發(fā)建設(shè)條件

（1）交通運(yùn)輸 馬邊水陸交通較方便，各礦區(qū)至馬邊縣城均有三級(jí)公路連接。自馬邊縣城經(jīng)公路125km可直達(dá)樂(lè)山市沙灣火車(chē)站，從馬邊縣城往東經(jīng) 68km公路至宜賓市新市鎮(zhèn)（金沙江碼頭），交通相對(duì)比較方便，能滿(mǎn)足礦山設(shè)備、原材料和產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

當(dāng)?shù)厣鐣?huì)運(yùn)力資源豐富，完全滿(mǎn)足礦山運(yùn)輸需要。

（2）電源 馬邊全縣水能豐富，理論蘊(yùn)藏量為65萬(wàn)kW，可開(kāi)發(fā)量56萬(wàn)kW，目前已開(kāi)發(fā)26.42萬(wàn)kW，占可開(kāi)發(fā)量的47%。

目前馬邊縣裝機(jī)38萬(wàn)kW，建有220kV天宮廟變電站。已建成、在建、擬建馬邊、煙峰、城東、黃金壩、榮丁五座110kV變電站，并建有多座35kV變電站。

（3）水源 馬邊境內(nèi)水利資源豐富。馬邊水系呈樹(shù)枝狀分布，屬馬邊河流域。

六股水礦區(qū)主要水系為陳子巖河，老河壩礦區(qū)主要水系為哈羅羅依達(dá)（河），大院子、分銀溝礦區(qū)主要水系為金河、銀河。上述河流均為馬邊河支流，河流參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 馬邊磷礦主要河流參數(shù)Table 3 Main rivers’parameter of Mabian Phosphorite area

（4）主要原材料供應(yīng)

礦山開(kāi)發(fā)所需鋼材、水泥、木材等從當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)采購(gòu)，磚、瓦、砂、石料就地取材。

（5）外部協(xié)作條件

水電資源及磷礦資源開(kāi)發(fā)帶動(dòng)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，馬邊縣與礦山配套的設(shè)備零部件供應(yīng)、機(jī)汽修及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，外部協(xié)作條件較好。

2.2 礦山開(kāi)發(fā)方案

（1）礦山產(chǎn)品流向

馬邊磷礦的開(kāi)發(fā)利用，其礦山產(chǎn)品無(wú)論是原礦或精礦都是主要供磷化工生產(chǎn)用礦。目前，馬邊的磷礦石一部分供應(yīng)馬邊縣的黃磷廠生產(chǎn)黃磷，一部分經(jīng)103省道馬（邊）銅（街子）路，供應(yīng)四川省內(nèi)企業(yè)，一部分經(jīng)馬（邊）新（市鎮(zhèn)）公路運(yùn)至宜賓市屏山縣新市鎮(zhèn)，經(jīng)金沙江、長(zhǎng)江水路運(yùn)至長(zhǎng)江中下游，供應(yīng)當(dāng)?shù)亓谆て髽I(yè)。

（2）礦山最終產(chǎn)品方案

根據(jù)區(qū)內(nèi)磷礦選礦及加工技術(shù)性能和外部運(yùn)輸條件，礦山產(chǎn)品主要是原礦、磷精礦。采用貧富綜合混層開(kāi)采后，原礦出礦品位21%左右，此中品位礦作為原礦銷(xiāo)售，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，故宜在各礦山附近建選礦廠。

馬邊磷礦最終產(chǎn)品方案為磷精礦，精礦品位（含P2O5）30%左右。

（3）采礦方案

根據(jù)各礦區(qū)礦體賦存條件，馬邊磷礦淺部礦體適合采用平硐—石門(mén)溜井開(kāi)拓，無(wú)軌運(yùn)輸方案；深部礦體根據(jù)各礦山建設(shè)規(guī)模、裝備水平可采用斜井開(kāi)拓—膠帶運(yùn)輸方案或斜坡道開(kāi)拓—無(wú)軌運(yùn)輸方案。

根據(jù)各礦區(qū)礦體賦存條件，六股水礦區(qū)可采用淺孔留礦法、重力運(yùn)搬房柱法開(kāi)采；老河壩礦區(qū)可采用普通房柱法、分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采；大院子礦區(qū)可采用分段房柱法開(kāi)采。

采用留礦法、房柱法開(kāi)采，礦石回收率可控制在80%以上，采用分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，礦石回收率可控制在72%以上。

（4）選礦方案

通過(guò)大量的礦石選礦實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化篩選，已基本確認(rèn)，馬邊磷礦是國(guó)內(nèi)磷塊巖礦石中較易選的。采用單一的反浮選工藝，即可達(dá)到分選的目的【7】。

由于Ⅰ礦層Ⅰ-2分礦層為硅鎂質(zhì)磷塊巖，硅質(zhì)礦物含量較高，部分礦山采用單一反浮選工藝效果不理想，可考慮在浮選工藝前增加重介質(zhì)選礦拋尾。

（5）外部運(yùn)輸方案

馬邊縣除少數(shù)幾家黃磷廠消耗少部分磷礦石原礦外，經(jīng)選礦后的磷精礦均需外運(yùn)，目的地為重慶、宜昌等磷化工企業(yè)密集的長(zhǎng)江中下游地區(qū)。受地理位置及自然環(huán)境影響，馬邊主要出境通道103省道、馬新公路交通流量已經(jīng)趨于飽和。因此，管道輸送將是未來(lái)馬邊磷礦外部運(yùn)輸?shù)目尚蟹桨浮?】。

根據(jù)四川省、樂(lè)山市關(guān)于磷化工的相關(guān)規(guī)劃，馬邊磷礦應(yīng)優(yōu)先展開(kāi)馬邊—沙灣、馬邊—清溪鎮(zhèn)的礦石管道的前期工作。

3 結(jié)論

馬邊彝族自治縣磷礦最為豐富，儲(chǔ)量 24.76億t，有多處大中型礦床。截至2013年12月，共獲得各級(jí)儲(chǔ)量約9億t。馬邊縣交通運(yùn)輸條件、水、電、原材料供應(yīng)及外部協(xié)作條件均能滿(mǎn)足礦山開(kāi)發(fā)需要。

根據(jù)馬邊磷礦資源的資源儲(chǔ)量、礦體賦存特點(diǎn)，馬邊磷礦適合采用全層開(kāi)采、采選結(jié)合、規(guī)?；a(chǎn)，以先進(jìn)的膠磷礦選礦技術(shù)為依托開(kāi)發(fā)中低品位資源。

馬邊磷礦適合采用平硐—石門(mén)溜井、斜井、斜坡道等開(kāi)拓方式，無(wú)軌、膠帶運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸方案；采用成熟可靠的留礦法、房柱法、分段空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采，以提高礦石回收率。采用貧富綜合混層開(kāi)采后，宜在各礦山附近建選礦廠，多數(shù)礦山采用單一的反浮選工藝，即可獲得P2O5含量30%左右的磷精礦。磷精礦可通過(guò)陸路、水路以及管道輸送至磷化工企業(yè)密集的長(zhǎng)江中下游地區(qū)。

1 馬邊彝族自治縣概況編寫(xiě)組. 馬邊彝族自治縣概況 [M]. 北京：民族出版社，2009

2 葉連俊，陳其英，趙東旭，等. 中國(guó)磷塊巖[M].北京：科學(xué)出版社，1989

3 鄭庶瞻.四川省馬邊縣老河壩磷礦礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床成因探討[J]. 中國(guó)西部科技，2010，9（2）：11~15

4 陳天倫，曹學(xué)鐸，李光榮，等. 四川省馬邊老河壩磷礦床地質(zhì)研究報(bào)告[R]. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局二〇七地質(zhì)隊(duì)，四川省樂(lè)山市, 1989

5 江富山，顏杰，周軍. 四川省馬邊縣六股水磷礦勘探地質(zhì)報(bào)告[R]. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局二〇七地質(zhì)隊(duì), 四川省樂(lè)山市, 2013

6 江富山，梁旭，周軍，等. 四川省馬邊縣麥子坪磷礦區(qū)詳查報(bào)告[R]. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局二〇七地質(zhì)隊(duì)，四川省樂(lè)山市, 2013

7 羅惠華，程靜. 四川馬邊磷礦反浮選不同抑制法試驗(yàn)研究[J].化工礦物與加工，2007，（7）：11~13

8 鄭庶瞻. 馬邊磷礦精礦外運(yùn)方案的研究[J].冶金礦山設(shè)計(jì)與建設(shè)，2000，32（4）：3~7