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金属矿山工程

首钢水厂-大石河铁矿

    1960年建成投产的首钢大石河铁矿,拥有资产5.39亿元,部控设备236台套,采剥综合能力2000万吨/年以上,选矿处理能力9000万吨/年。40年累计采剥总量73264万吨,生产矿石18432万吨,精矿粉5983.3万吨。

    1960年建成投产的首钢大石河铁矿,40年来累计采剥总量73,264万吨,生产矿石18,432万吨,精矿粉5,983.3万吨,为首钢高炉源源不断地提供了优质原料,也为共和国钢铁业的发展做出了卓越贡献.但近年来,随着老采区相继闭坑,8个采点剩下3个,并也已进入开采末期."矿竭企衰",似乎是矿山企业在劫难逃的厄运.然而,大石河铁矿坚定贯彻实施首钢矿业公司"转变办矿模式"的战略决策,紧紧抓住市场经济的"魔杖",穿行于改革攻坚的波峰浪谷之中,向命运挑战,闯出了"矿竭企不衰"的新天地.


鞍钢-弓长岭、东鞍山铁矿

    位于鞍钢附近,是鞍钢铁矿石的供应者,资源丰富,连同本溪铁矿探明储量超过100亿吨,其中工业储量40多亿吨,居全国之首。包括东鞍山、弓长岭等矿区,呈弧形分布于鞍钢周围。各矿区间有铁路专线相接。所谓“鞍山式铁矿”是指外生矿床中沉积变质的铁矿,特点是铁矿石品位低,但分布广,储量大。


鞍山大孤山铁矿

    鞍山是一座依托铁矿资源发展起来的城市,铁矿较大规模开采历史已逾百年。在新中国成立之后,鞍山钢铁为社会主义的建设插上了腾飞的翅膀,"钢铁之都"的称号享誉国内外。
    鞍山大孤山铁矿北部矿体与大孤山主体矿脉紧密相联,最近距离仅100米。据测算,大孤山铁矿北部矿体总储量为12175.6万吨,其中碳酸铁矿储量为9564.7万吨,综合地质品位为27.7%。大孤山铁矿扩建工程设计规模为年产铁矿石350万吨,预计2009年投产,2010年达产。北扩工程增加主矿体2600万吨优质磁铁矿资源,将弥补大孤山区域铁矿生产能力的缺口。

    大孤山铁矿老矿储量还能坚持七八年时间,北扩工程的实施,将使矿山寿命又延长10多年。

    2008年1月18日,鞍钢矿业公司大孤山铁矿扩建工程顺利开工。这意味着鞍钢主矿体将增加2600万吨优质磁铁矿,为鞍钢可持续发展提供资源保障。

   钢铁产量高速增长,对铁矿石的需求量越来越大。鞍钢自有矿山资源虽然解决了原料问题,但几十年的生产消耗,铁矿石资源也越来越紧张。为落实鞍钢资源保障战略,扩大生产规模,鞍钢矿业公司坚持主矿生产与扩建工程双线并进原则,科学采掘,稳步开发。

    鞍山地区拥有我国最为丰富的铁矿石资源,已确定的资源总量在80亿t以上。但是,矿物组成复杂、结构构造复杂、矿物嵌布粒度细、原矿品位较低的现状使得鞍山地区铁矿石相对难选。多年来,广大地质工作者、选矿工作者围绕科学有效利用鞍山铁矿石资源做了大量工作,取得了显著的成效。近些年来,我国经济进入持续、健康、快速发展时期,冶金工业发展迅速,对铁矿石的需求量与日俱增,导致铁精矿进口量连年激增。2000年进口铁矿石0.70亿t,2001年进口铁矿石0.92亿t,2002年铁矿石1.1l亿t,2003年进口铁矿石1.48亿t,2004年进口铁矿石2.08亿t,2005年进口铁矿石2.75亿t。国内对铁矿石需求量的不断增长和进口铁矿石的剧增使得铁矿石价格暴涨。鞍钢集团公司“十一五”的宏伟目标,确定鞍山地区对铁矿石的需求量将进一步增加,要达到鞍钢集团公司确定的“十一五”目标,铁精矿需求量至少需要增加880万t。如何科学合理地开发好鞍山现有铁矿石资源,更加科学有效利用鞍山地区铁矿资源,加快鞍山地区铁矿选矿技术进步,显得十分重要。本研究对鞍山地区铁矿石资源特点,鞍山地区重点选矿厂选矿技术进展情况进行了介绍并分析了其工艺流程的特点,对鞍山后备铁矿山的选矿技术研究情况进行了介绍,提出今后加强鞍山地区铁矿石资源开发工作的建议,目的在于更好地利用鞍山地区的铁矿石资源,为实现鞍山矿山的和谐发展服务。

鞍山地区铁矿石资源的特点
    鞍山地区拥有大孤山铁矿、东鞍山铁矿、齐大山铁矿、眼前山铁矿、关门山铁矿、谷首峪铁矿、胡家庙子铁矿、活龙寨铁矿、西鞍山铁矿、张家湾铁矿等多个铁矿山,这些资源的共同特点是矿物组成复杂、结构构造复杂、矿物嵌布粒度细、原矿品位较低。1.1铁矿石矿物组成复杂
    (1)大孤山铁矿石。主要有用铁矿物为磁铁矿、次要为假象赤铁矿;脉石主要为石英、次要为阳起石、铁闪石、镁铁闪石、角闪石、蠕绿泥石、叶绿泥石、黑硬绿泥石、方解石、含铁方解石、菱铁矿。东鞍山铁矿石铁主要以氧化物的形式存在于假象赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿、褐铁矿及针铁矿中,以其它化合物的形式存在于菱铁矿、鳞绿泥石、铁闪石、铁方解石、铁白云石、黄铁矿等矿物中;脉石矿物主要为石英和鳞绿泥石,次要为阳起石、透闪石、方解石、含锰方解石,少量为磷灰石。
    (2)齐大山铁矿石。矿物组成比较简单,以磁铁矿、假象赤铁矿和石英为主要矿物,其它矿物成分较少。硅酸盐矿物具有随着氧化程度增高而减少的趋势,且南采区各种矿石类型明显高于北采区相应类型矿石。齐大山铁矿石中铁主要赋存在铁矿物中,含量在93.57%~96.60之间。矿石中非工业用铁含量很少,最高为6.43%,主要以硅酸铁的形式存在于矿石中,而碳酸铁含量很少。硅酸铁含量最高的是南采磁铁矿石,含量高达4.9%,其次是混合矿石。
    (3)关门山铁矿石。金属矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿,其次为赤铁矿、镜铁矿及少量黄铁矿,极少量的黄铜矿,偶见绿泥石、铁镁闪石、透闪石、阳起石以及少量绢云母、黑云母、铁白云石、菱铁矿等。谷首峪铁矿石中主要为磁铁矿、石英、绿泥石和闪石类矿物,次要矿物为赤铁矿、菱铁矿、方解石及微量黄铁矿。
    (4)胡家庙子铁矿石。主要矿物为石英、磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿,其次为穆磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、钎铁矿、镜铁矿、阳起石、透闪石、绿泥石等矿物,同时含有极少量的黄铁矿、黄铜矿、方解石、绿帘石和磷灰石等矿物。
    (5)活龙寨铁矿石。主要金属矿物成份为磁铁矿,次要的是赤铁矿、褐铁矿;脉石矿物为石英、透闪石、阳起石、角闪石、镁铁闪石、石榴子石、绿泥石及碳酸岩类矿物。
    (6)张家湾铁矿石。主要矿物是磁铁矿、石英,次要矿物有闪石类矿物、绿泥石、菱铁矿、铁方解石、白云母,微量矿物有斜长石、赤铁矿、黄铁矿、磷灰石等。因此,鞍山地区铁矿石的矿物组成是复杂的。

铁矿石结构构造复杂
    (1)大孤山铁矿石。以粒状变晶结构为主,伴有交代结构、包含变晶结构和压碎结构。粒状变晶结构广泛分布于大孤山铁矿各个区域,可分为粗粒变晶结构、细粒变晶结构和不等粒变晶结构。在粗粒变晶结构中,铁矿物条带中的磁铁矿多以半自形粒状或他形粒状紧密相嵌构成团聚粒;在细粒变晶结构中,磁铁矿多以半自形粒状与石英紧密相嵌构成花岗变晶结构;在不等粒变晶结构中,磁铁矿大多表现为同一条带下粗细不均匀嵌布现象。大孤山铁矿石的交代结构大多表现为假象赤铁矿对磁铁矿的不完全的交代作用,个别为整体交代作用构成交代假象结构。包含变晶结构中的铁矿物粒度很细,多数被包裹在他形石英中,部分被包在绿泥石和角闪石矿物中。压碎结构主要由铁矿石受到构造应力作用后被压碎成角砾状,或产生糜棱岩化而使铁矿物被挫碎成细末状所形成的结构,在这种结构中,铁矿物常被碳酸盐矿物胶结。矿石的构造以条带状和隐条带状构造为主,伴有揉皱状构造、角砾状构造、块状构造等。从总体上看,条带状和隐条带状构造矿石往深部有减少的趋势,但是,揉皱状构造和角砾状构造则有增加的趋势。这种情况玢西矿区比玢东矿区更为明显。大孤山铁矿条带状和隐条带状构造矿石中铁矿物和脉石矿物的平均宽度相近。典型的条带状构造中铁矿物条带中铁矿物含量高达70%一90%,铁矿物或者相嵌一起呈聚粒状,或者部分相嵌,或者呈单粒状与石英共生;脉石条带主要由石英组成,闪石型矿石中则含较多的角闪石和绿泥石,碳酸盐矿石中则分布浸染状或脉状分布的碳酸盐矿物。揉皱状构造和角砾状构造的矿石常见于矿区靠近断裂构造部位。揉皱状构造矿石表现为铁矿物条带和脉石矿物条带的规则弯曲;角砾状构造表现为矿石的破碎作用。块状构造矿石中铁矿物和脉石矿物的粒度偏细,铁矿物团聚粒少,但自形程度高。
    (2)东鞍山铁矿石。矿石的结构主要为细粒变晶结构,鳞片状变晶结构,交代、蜂窝及土状、包裹结构也常见。变晶结构是铁矿物与石英紧密相嵌构成的不等粒等轴状或不等轴状花岗变晶结构;鳞片状变晶结构主要是绿泥石呈片状或鳞片状定向排列与铁矿物构成的变晶结构,使铁矿物常常以极细粒包裹体存在于绿泥石中;交代结构表现为假象赤铁矿交代于磁铁矿中和铁矿物与石英间的相互交代,形成交代残留结构、港湾状溶蚀结构、环边结构及边框结构;蜂窝状及土状结构常见于风化的碳酸盐矿石中;包裹体结构是指细粒铁矿物被石英或其它矿物所包裹,这种结构在东鞍山铁矿较为普遍。东鞍山铁矿石主要为条带状构造,其次为隐条带状构造和块状构造,部分为揉皱状和角砾状构造,在碳酸盐矿石中还分布较多的网脉状、蜂窝多孔状及土状构造等。条带状构造的矿石由交迭的铁质条带和石英条带组成。铁质条带内的铁矿物含量高达60%~80%,铁质条带内的脉石矿物中常含有数量较多的铁质包裹体,脉石条带中也含有较多的铁质包裹体。这容易导致矿石中极细粒级含量偏高,对矿物的单体解离是不利的。隐条带状构造矿石在镜下仍表现为条带状,但其粒度更细,以致于向致密状矿石过渡。块状构造的矿石中铁矿物较为均匀地分布于脉石矿物中,铁矿物粒度也相对均一。角砾状和揉皱状的矿石在东鞍山铁矿较为发育,但是这种构造的矿石具有铁矿物粒度两极分化的特点,在矿物磨矿过程中易造成两极分化。碳酸盐矿石中分布的网脉状、蜂窝多孔状及土状构造多为碳酸盐矿物在地表或近地表遭风化淋滤作用形成的。在风化淋滤的孔洞中充填着褐铁矿或粘土质物质,这使得这部分矿石非常难选。齐大山铁矿石的结构较为复杂,但总的说来以各种变晶结构为主。其次受后期热液氧化作用和蚀变作用影响而形成各种氧化交代结构。其中变晶结构主要分为粒状变晶结构,板片状、片状变晶结构,针状、柱状变晶结构,鳞片状、纤维状变晶结构,包含变晶结构;氧化交代结构主要分为网络状氧化结构、周边状氧化结构、残余结构、蜂窝状结构、树枝状或脉状结构、环带状结构。
  (3)齐大山铁矿石。以条带状构造为主,且主要是细条带状构造。其次,是受后期动力变质作用的影响,在条带状构造的基础上叠加的揉邹构造和角砾状构造。还有少量块状构造。其中条带状构造按矿物组成不同可分为黑色条带、白色条带和灰绿色条带;条带按宽窄可分为粗条带状构造、细条带状构造、条纹状构造和隐条带状构造。从大孤山铁矿石、东鞍山铁矿石、齐大山铁矿石的结构构造上看,鞍山地区铁矿石的结构构造复杂。


铁矿石矿物嵌布粒度细
    (1)大孤山铁矿石。玢西矿区的铁矿物平均粒径为38.54μm,其中2号样西部36.59μm,3号样东部41.04μm,1号样南部52.93μm。玢西矿区的铁矿物东部比西部粗,自南向北有变细的趋势。玢东矿区的铁矿物平均粒径为40.06 Ixm,各区域铁矿物平均粒径变化没有玢西矿区那么明显。玢西矿区的脉石平均粒径为56.24μm,玢东矿区的脉石平均粒径为51.68μm。可见,玢西矿区的铁矿物嵌布粒度比玢东矿区的铁矿物嵌布粒度细,但玢西矿区的脉石嵌布粒度比玢东矿区的脉石嵌布粒度粗。
    (2)东鞍山铁矿石。东部矿体铁矿物粒度在34.81μm.39.43 la,m之间,脉石矿物粒度在44.66μm-56.20 Ixm之间;西部矿体铁矿物粒度在30.22μm-37.38μm之间,脉石矿物粒度在40.87μm-60.17μm之间;碳酸盐矿物铁矿物粒度在31.4lμm~32.16μm.m之间,脉石矿物粒度在46.40μm-53.26μm之间。东鞍山铁矿石粒度较细且波动较大。
    (3)齐大山铁矿石。随着开采深度的下降,铁矿物的平均粒度逐渐变细。目前铁矿物嵌布粒度为40μm左右。同时,齐大山铁矿石石英的嵌布粒度比铁矿物粗,一般石英的嵌布粒度为铁矿物的1.5倍。活龙寨铁矿铁矿石铁矿物嵌布较粗,多数在0.062mm左右;石英粒度在0.37—0.125mm之间。
    (4)西鞍山铁矿石。磁铁石英岩中铁矿物的平均粒度为0.037mm,SiO2的含量平均粒度为0.055 mm;鞍山铁矿石中假象赤铁石英岩中铁矿物的平均粒度为0.043 mm,SiO2的平均粒度为0.049 mm。
    (5)关门山铁矿石。铁矿物的平均粒度为0.046 mm,Si02的平均粒度为0.054mm。
    因此,从总体上看,鞍山地区铁矿石嵌布粒度较细,且变化较为频繁。


铁矿石品位较低
    (1)大孤山铁矿石。玢东矿区的铁矿物平均品位为34.48%;玢西矿区的铁矿物平均品位为30.8l%。
    (2)东鞍山铁矿石。铁矿物平均品位为32.86%。
    (3)齐大山铁矿石。铁矿物平均品位为29.28%。
    (4)眼前山铁矿石。铁矿物平均品位为31.90%。
    (5)关门山铁矿石。铁矿物平均品位为32.48%。
    (6)谷首峪铁矿石。铁矿物平均品位为31.90%。
    (7)胡家庙子铁矿石。铁矿物平均品位为 30.07%。
    (8)张家湾铁矿石。铁矿物平均品位为33.92%。
    近些年来,受客观因素影响,鞍山地区铁矿石采出品位低于上述品位,有的差异较大。目前,我国铁矿石的平均品位为32.67%,比世界平均水平低 ll%左右,鞍山地区铁矿石品位相对较低。

 


大冶铁矿
 ——世界第一人工“天坑”

    大冶铁矿位于湖北省东部,长江南岸。属内生接触交代矿床类型,它的形成大多与花岗岩侵入有关。是我国最重要的一种富铁矿类型,品位较高。同时还含铜和其他一些有色金属,可综合利用。铁矿石主要供应武汉钢铁基地。

                    
攀枝花铁矿

    攀枝花铁矿位于四川省西南边陲,探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨,其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87%和94.3%,分别居世界第三位和第一位,有“世界钒钛之都”之称。矿石中还伴生有铬、钪、钴、镍、镓等多种有用矿物。现攀枝花已成为我国西南地区最大的铁矿石原料基地和全国最大的钛原料基地,是全国四大铁矿区之一。属于内生矿床中基性、超基性岩浆矿床类型。
    铁矿分布于攀枝花市和西昌地区的米易、德昌、会理、会东、盐边、盐源、冕宁和喜德等县。主要为岩浆型的钒钛磁铁矿矿床,其次有接触交代-热液型和沉积型铁矿床。有大、中、小型矿床66处,其中大型13处。合计保有铁矿石储量(A+B+C+D级)51.6亿t,V2O2储量1282万t,TiO2储量3.34亿t。已开采的重点矿山有攀枝花的朱家包包、兰家火山、 尖包包和西昌的太和北矿区等,1996年末铁矿开采能力1420万t。另外,可供设计与规划建设的大型铁矿床有米易白马及及坪(TFe品位27.8%,铁矿石储量5.5亿t,伴生TiO2品位6.29%,TiO2储量1600万t,V2O5品位0.27%,V2O5储量149万t);白马田家村(TFe品位25.3%,铁矿石图3.2.6攀枝花—西昌地区铁矿分布示意图储量3.14亿t,伴生TiO2品位6%,TiO2储量922万t,V2O5品位0.25%,V2O5储量76.5万t);攀枝花红格(TFe品位27.4%,铁矿石储量18.4亿t,伴生TiO2品位10.5%,TiO2储量2亿t,V2O5品位0.24%,V2O5储量448万t)。

 

金川镍矿

    在甘肃金昌市。中国三大多金属共生矿之一。以镍矿为主,硫化镍储量居世界第二位。伴生有铜、铂、钴等十八种有色和稀有金属。镍、钴产量全国第一,并为中国铂金属主要产地。