貴州水城縣龍場鈦礦的賦存特征及潛力分析研究

邢顯波

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊(duì)，貴州六盤水553000）

純金屬鈦在正常的條件下呈銀白色，鈦礦資源廣泛的分布在地殼中，在地殼中的含量高于銅、錫等金屬元素，低于鈣、鐵、鋁等，按重量比例計(jì)算鈦元素能夠占地殼總重的0.6%以上。常溫、常壓條件狀態(tài)下，鈦金屬的熔點(diǎn)在1725℃，具有高強(qiáng)的耐熱性和可塑性、強(qiáng)度高、密度小等物理性能，在軍事、化工、機(jī)械等領(lǐng)域有著重要的作用。全球鈦資源十分稀缺，鈦資源僅分布在有限的三十幾個(gè)國家，而卻大部分都集中分布在中國、澳大利亞、印度、美國、南非、加拿大等國家。其中，美國和澳大利亞的賦存形式以砂礦為主，中國和印度的賦存形式主要以巖礦為主，而南非砂礦和巖礦同時(shí)存在，并且具有較高的儲量。目前，在世界經(jīng)濟(jì)衰退的影響下，鈦產(chǎn)品及鈦礦石的價(jià)格也在逐漸下跌，但我國產(chǎn)出的鈦礦質(zhì)量較高，所以相反，其價(jià)格略有上漲，尤其我國出產(chǎn)的鈦精礦、金紅石有更好的發(fā)展趨勢[1]。在貴州省水城縣龍場地區(qū)發(fā)現(xiàn)了新的鈦資源，所以，對其成因、儲量、找礦標(biāo)志進(jìn)行探明具有非常重要的經(jīng)濟(jì)意義。

1 中國鈦礦資源儲量與分布

美國在2014 年對全球地質(zhì)資料勘察結(jié)果中顯示，全球鈦資源的賦存量共計(jì)7×108t，而我國鈦礦資源的儲量最為豐富，占據(jù)世界榜首，鈦礦石儲量能夠達(dá)到2×108t 以上，是全球總量的28%。目前，我國在不斷使用各種勘探方法探明和開發(fā)鈦資源的分布情況，現(xiàn)已探明開發(fā)了21個(gè)區(qū)域，共開礦108處，這些已被探明的鈦礦主要分布在河北省、海南省、廣東省、四川省、云南省、廣西省等地，其中四川省鈦礦資源的賦存量最為豐富。根據(jù)我國2011 年全國礦藏勘察資料顯示，已經(jīng)探明的原生鈦鐵礦共計(jì)45處，主要分布于河北省和四川省，這兩個(gè)區(qū)域也是我國鈦礦資源的主要賦存地[2]。我國鈦鐵砂礦主要分布在廣西省、廣東省和海南省，共計(jì)85 處，總賦存儲量可達(dá)到500×104t 以上。含鈦金紅石礦經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，但比較稀缺，主要分布在山西省、河南省和湖北省等地，全國賦存儲量僅200×104t。

2 貴州省水城縣龍場鈦礦區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

龍揚(yáng)鄉(xiāng)總占地面積為101.36km2，坐落在貴州省水城縣南部，南高北低，高低海拔差約764m，最高位置海拔為1644m，最低處海拔為880m。東北側(cè)臨近埡都—紫云深大斷裂地帶，古生界至中生界沉積地層齊全，具有較厚的碳酸鹽巖層，地層運(yùn)動比較穩(wěn)定，處亞熱帶高原季風(fēng)氣候帶。在貴州省水城縣進(jìn)行初始地質(zhì)勘探時(shí)期，在龍揚(yáng)鄉(xiāng)探測出6個(gè)鈦礦體，都分布在二疊系玄武巖組上部，以碎粉、碎粒和層狀形式賦存。礦體基巖的風(fēng)化程度與走向和產(chǎn)狀等基礎(chǔ)條件間的存在聯(lián)系非常密切[3]。

3 礦體、礦石特征

由貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊(duì)提交，普查目的為貴州六盤水東宏礦業(yè)有限公司提供普查區(qū)內(nèi)鈦礦賦存情況及資源量。野外普查年限為2015年12 月～2016 年5 月，完成鉆探進(jìn)尺1238.25m、探槽86.02m3、剝土101.3m、老硐31.2m，目前地勘費(fèi)總投入212.11萬元。龍揚(yáng)地區(qū)鈦礦的主要組成結(jié)構(gòu)為脈石礦物和石油金屬礦物，在脈石礦物中包含復(fù)雜的成分，由8種礦物結(jié)構(gòu)組成，其中石英、褐鐵礦、粘土這三類物質(zhì)占總質(zhì)量的98%。通過進(jìn)行直接視覺觀察分析，礦石大部分呈紅褐色和灰白色，礦石被風(fēng)化效果明顯，許多礦石呈泥質(zhì)結(jié)構(gòu)或杏仁狀；還有少許礦石中含有黑色鐵質(zhì)，并以條狀浸染或者脈狀形式存在。礦區(qū)屬風(fēng)化殘積型礦床，勘探類型以Ⅰ為主。初步確定共有6個(gè)礦體，單工程礦體厚0.68～10.4m，平均厚5.54m。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，開采方式為露天開采。礦石類型主要為金紅石、銳鈦礦，單工程見礦品位TiO2為6.70%～8.12%，平均品位7.41%。勘探程度質(zhì)量符合規(guī)范要求，基本滿足普查設(shè)計(jì)需要，估算鈦礦礦石資源量（333）+（334？）共計(jì)768.56×104t，TiO2金屬賦存量52.53×104t，其中333為585.80×104t，金屬量39.63×104t，334?為182.76×104t，金屬量12.9×104t。

根據(jù)巖礦鑒定及階段性選冶試驗(yàn)資料，初步確定礦區(qū)鈦礦石由金屬礦物及脈石礦物組成。主要有8種礦物組成，以粘土礦物為主，褐鐵礦礦物次之，再次為石英等。上述三種礦物占礦石礦物總量的98%以上，具體礦物成分見表1。

表1 鈦礦礦石礦物成分

4 選礦階段試驗(yàn)及結(jié)果

在勘查區(qū)西南部龍場街附近取選冶試驗(yàn)樣1 件送昆明冶金研究院進(jìn)行試驗(yàn)，本階段選冶試驗(yàn)采用重磁選試驗(yàn)研究和浮選試驗(yàn)研究兩種進(jìn)行試驗(yàn)。為方便起見，試驗(yàn)過程中的產(chǎn)品名稱代號定義為：原礦為Y，精礦為K，中礦為n，尾礦為X，試驗(yàn)編號為LPS-阿拉伯?dāng)?shù)字-產(chǎn)品代號，如：LPS-1-K、LPS-1-X、LPS-1-Y等[4]。

4.1 重磁選試驗(yàn)研究

無論是通過提高磨礦細(xì)度或者提高磁場強(qiáng)度，精礦產(chǎn)品中TiO2均未得到富集，在低磁場強(qiáng)度下，弱磁產(chǎn)品中鈦含量反而降低，說明礦物中的鈦礦物基本沒有磁性，通過磁選方法無法實(shí)現(xiàn)鈦礦物的分選。在粗粒級時(shí)，搖床和螺旋溜槽重產(chǎn)品都有少量鈦的富集，但富集比較低，沒有實(shí)際工業(yè)價(jià)值。隨著磨礦細(xì)度的增加，重產(chǎn)品中鈦品位逐漸降低，回收率逐漸降低。因此，重選方案不適用于該礦物的分選[5]。

4.2 浮選試驗(yàn)研究

（1）捕收劑遴選試驗(yàn)。使用脂肪酸鹽和羥肟酸鹽作捕收劑，選擇性都較差，精礦品位較低；使用膦酸脂類捕收劑選擇性和捕收性能都不如脂肪酸類。在經(jīng)過對多種捕收劑進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)后，經(jīng)過多次論證得到多元復(fù)配捕收劑KMH2，在浮選該類型鈦礦物時(shí)取得相對較好的指標(biāo)，TiO2品位達(dá)到21.06%，回收率達(dá)到48.76%。因此，采用KMH2為該礦物的浮選捕收劑。

（2）鈦精礦多元素考察。通過對KMH2為捕收劑進(jìn)行浮選所得產(chǎn)品進(jìn)行多元素考察。從鈦精礦多元素分析可知，以高嶺石為主的脈石礦物已經(jīng)大量脫出，含鐵礦物呈現(xiàn)明顯富集，F(xiàn)e2O3含量達(dá)到53.61%。只要能夠有效脫出Fe2O3，那么鈦品位將自然得到大幅提高。因此，采用KMH2為捕收劑得到的浮選精礦主要是鐵鈦混合精礦，礦物中的含鋁硅酸鹽礦物已基本得到分離，下一步的工作是如何有效脫出鐵礦物，得到合格的鈦精礦。

（3）提鈦降鐵全流程攻關(guān)試驗(yàn)。選擇合適的第二種抑制劑D2來抑制鐵礦物浮選鈦礦物，強(qiáng)化混選捕收劑KMH2在鐵鈦分離過程中降低對鐵的選擇性而鈦不損失，或者還有更好的捕收劑對鐵不起捕收作用而只捕收鈦，這都是本礦區(qū)對于鈦礦選冶性試驗(yàn)將面臨的全新問題，通過實(shí)驗(yàn)中抑制劑條件試驗(yàn)看出，在鐵鈦分離時(shí)，選擇COMS作鐵的抑制劑，分離效果相對較好，鈦品位達(dá)到32.68%。但鈦的回收率只有35.23%。通過對鈦精礦和鐵精礦的考察，發(fā)現(xiàn)鈦在鐵精礦里的損失率較高。

5 結(jié)語

根據(jù)此次普查工作取得的成果資料，龍揚(yáng)地區(qū)內(nèi)鈦礦資源量達(dá)到大型礦床規(guī)模。初步確定該區(qū)域鈦礦礦物為金紅石，是我國為數(shù)不多大型金紅石礦。根據(jù)勘查區(qū)礦體品位、全球鈦礦分布情況、目前價(jià)格走勢及市場對鈦的需求情況，總體來說勘查區(qū)內(nèi)鈦礦資源對礦山發(fā)展將取得一定效益，能更好地帶動周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為更多人提供就業(yè)崗位。