遵義錳礦碳酸錳礦資源的利用前景及發展方向

摘要：遵義錳礦是國內錳礦資源量最為豐富的礦區之一，累計探明儲量3500多萬噸，經過50多年的開采，氧化錳礦資源已經開采完畢，剩下的全部為碳酸鹽錳礦，目前保有工業儲量在2300萬噸以上，其中80%分布在遵義匯興鐵合金有限公司的長溝錳礦，經過50多年的艱辛探索和開發利用，積累了較為豐富的開發利用途徑，其優質氧化錳礦資源，為國內誕生了第一爐硅錳、第一爐火法金屬錳，也是國內放電性較好的放電錳粉之一。

關鍵詞：錳礦碳酸錳礦；遵義礦區；磁浮選；土法焙燒；電解金屬錳

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）18

從上世紀80年代開始，隨著氧化錳礦資源的枯竭，井下進入碳酸鹽錳礦的開采時代，經過30多年的探索，先后進行過浮選、磁—浮選、干式磁選，也進行過直接焙燒和富錳渣冶煉，最近十年又用于電解金屬錳和電解二氧化錳，本文就遵義錳礦碳酸鹽錳礦的開發利用過程，針對的礦區錳礦資源特點，結合國內外的錳礦加工發展方向，對遵義錳礦的碳酸鹽錳礦利用前景進行探討。

遵義錳礦的資源特點：遵義錳礦為瀉湖相沉積礦床，其層位為二疊系上統龍潭組（P3l）底部，為全球同一時代地質層位的典型礦床，由于其礦層頂底板均為粘土，在采礦過程中用電扒出礦時，導致礦層頂底板粘土及廢石的大量混入，采礦貧化率高達15%以上，對于礦區厚頂粘礦段，目前尚留護頂礦開采，造成采礦損失率較大，全礦區回采率僅60%左右。其礦石礦物主要為菱錳礦、含錳菱鐵礦和少量硅酸鹽錳礦，其中碳酸鹽錳礦占錳礦的比例在90%以上。脈石礦物主要為方解石、石英和硅酸鹽礦物。礦區地質報告的錳22%、鐵8%～10%、磷0.05%、硫3%～5%，為低磷高鐵高硫貧錳碳酸鹽礦床。碳酸錳礦石的燒失量為25%～30%，可溶于硫酸的二價錳占90%以上。

1碳酸鹽錳礦開發利用工藝回顧

1.1磁浮選階段

1983～1998年，原遵義鐵合金廠選礦車間年處理礦石15萬噸，入選錳品位18%～20%，選礦比1.3～1.4t/t，錳金屬回收率60%～70%，錳精礦品位24%～26%，脫硫率達50%。由于選礦成本較高，綜合錳回收率較低，經濟效益較差，該工藝被迫在1998年全面停產。

1.2磁選階段

1998～2001年，原遵義鐵合金廠選礦車間應用該工藝，由于提高錳品位有限、排污困難等因素，綜合經濟效益依然不太理想。遵義錳礦到長沙礦冶研究院還進行過干式磁選試驗，代替手選廢石，但由于礦石粘結性較強，難以進行自然分離，必須烘干方能進行磁選廢石，選礦效果也不太理想。經過30多年各種選礦工藝的艱辛探索，遵義錳礦的碳酸鹽錳礦選礦工藝已經全面報廢。

1.3土法焙燒

該工藝從80年代開始一直在小規模進行，主要從采出原礦中手選出部分高品位礦石（Mn22%～24%），通過土法焙燒，其焙燒礦品位Mn28%～30%，由于環境污染較大，手選富礦后的原礦品位更低，綜合效益也不太理。

1.4機制焙燒

隨著環保的嚴格要求，加上錳礦資源的稀缺，從2005年起到2008年，遵義市周邊相繼建立了6處機燒廠，這些廠和遵義匯興鐵合金公司的燒結車間一起，年可燒結碳酸錳原礦50萬噸以上。由于沒有選礦工藝，大部分直接加工采出的碳酸錳原礦，由于采出碳酸錳原礦的錳含量僅15%～18%，其燒結礦Mn品位也僅20%～24%，難以滿足冶煉錳系合金的要求，只能作為錳系鐵合金冶煉的配礦用料，由于該工藝燒結環保技術較為先進，遵義市周邊的幾家燒結廠基本上能生存下來，只是由于鋼鐵行業的經濟效益長期處于低谷，鐵合金的效益也普遍下滑，市場對低品位燒結礦的需求有限，目前，這些燒結廠也基本處于停產階段。

1.5富錳渣生產

由于遵義錳礦的礦石為高鐵貧錳碳酸鹽礦石，其TFe含量在10%左右，由于碳酸鹽礦物具有高達30%的燒失量，通過高爐冶煉進行Mn、Fe分離，經過遵義錳礦28m3高爐的生產（1998～2005年），取得了較好的效果，從資源的綜合利用角度來看，該生產工藝的Mn、Fe資源都得到充分利用。達到富錳降鐵的目的，由于入爐錳礦石品位要求較高，塊度要求較嚴，對于碳酸錳原礦難以大規模應用。

1.6電解金屬錳生產

隨著國內電解金屬錳工藝的迅猛發展，遵義錳礦是國內大型碳酸錳原料基地，由于該礦區的碳酸錳在硫酸中的可溶性較高，近年來，除遵義天磁錳業、新地錳業和億方錳業的電解金屬錳生產線外，廣西來賓、貴港，重慶秀山等地，也大量使用遵義錳礦的高鐵菱錳礦進行電解金屬錳和電解二氧化錳的生產，目前，國內最大錳化工企業，廣西中信大錳股份有限公司，已經控股遵義匯興鐵合金集團公司及下屬的長溝錳礦，廣西大興和貴州遵義的上億噸碳酸錳資源已經被中信大錳壟斷，未來數年，中信大錳控股的遵義匯興鐵合金公司準備在遵義市南部的茍江工業園區建設6萬噸的電解金屬錳生產線。到時遵義錳礦的碳酸錳礦石將全部用于這條電解金屬錳生產線，可能還要外購部分礦石。

縱觀30多年遵義錳礦碳酸錳礦石的加工過程，經過艱辛探索和各種工業試驗，最后走向以電解金屬錳和直接燒結為主的兩種加工模式。隨著這兩種加工模式的推進，對井下采礦方法的改進也將產生較大影響。

首先，對于直接燒結，必須要求井下采出礦石的Mn品位在18%以上，才可保證燒結礦的Mn品位在23%以上，可以基本滿足非標鐵合金的原料要求。

其次，對于電解金屬錳生產，國內外對于碳酸鹽錳礦的Mn品位要求在15%以上即可，有些Mn品位甚至降到12%也可利用。主要取決于金屬錳和硫酸的價格，一旦遵義錳礦的采出Mn品位下限控制在15%，對于含Mn22%的大型碳酸鹽錳礦山，其貧化率可以大幅度放寬，回采率將顯著提高，井下產量可以大幅度提高，開采成本可以大幅度下降，采場安全可以得到更大保障。

2碳酸鹽錳礦的綜合利用探索

第一，遵義錳礦的礦層賦存條件，礦層底板為0.1～0.2m的粘土和炭質頁巖，電扒出礦時不可避免地混入礦石之中，隨著坑口出礦Mn品位的降低，關鍵在于礦層頂板的控制和管理，上世紀80年代，對采出礦石品位要求較嚴，貧化率控制在8%，坑口出礦Mn品位達到19%左右，隨著開采深度的增加，深部頂板破碎嚴重，礦區西部將頂板全部開采出來，其貧化率有時高達30%；在礦區東部，為了控制頂板粘土不冒落，留下厚0.5m以上的護頂礦，回采率僅60%左右，而且產量低，安全程度得不到保障，片幫冒頂致人死亡的事故時有發生。一旦采出礦石Mn品位要求放松，西部可以維持現有采礦方法，既可以提高產量，也可保障安全。東部的采礦方法可以由現在的房柱法調整為削壁充填法，因為東部走向長達2km的礦體，礦層厚度在3m左右，礦層頂板粘土與礦層的Mn品位是漸變的過渡關系，如果采出礦石的Mn品位降低到15%，可采礦層厚度可以達到3.5～4m，可以先剝離頂板粘土，再進行起底出礦，東部回采率可以提高20%以上，由于剝離粘土后的頂板較為堅硬和穩定，采場安全也得到有效保障。

第二，結合貴州省開陽磷礦磷石膏進行井下采空區充填試驗的成功，遵義錳礦未來的生產也以電解金屬錳為主，生產過程中也將產生大量流動性較好的錳石膏，這些錳石膏也可以用管道輸送到采空區充填，即可保證頂板和地面的安全，等到錳石膏脫水硬化后，還可進行礦柱回收，對于保證礦山地表安全，提高回采率，其意義非常重大。當然，該方法還需要從技術、經濟、環境進行充分論證，由于該方法決定著電解金屬錳生產線的建設地點，必須優先考慮，如果進行井下充填，那最好建在遵義錳礦礦區之內。既可以節約大量運費，也可以保證采空區地表的安全，還可提高井下回采率。

第三，調整礦區戰略，加大周邊及深部碳酸鹽錳礦的勘查，由于碳酸鹽錳礦的工業品位下降，原來未能大規模利用的礦石均可開發利用，礦界內數百萬噸Mn12%～15%的遠景資源量也可開發利用，隨著礦石價格的不斷提高，海拔400m以下的礦體（埋深500m）也可開采利用，因此，遵義錳礦的保有資源量可以大幅度提高，整個深溪向斜（銅鑼井背斜南東翼）、舟水橋向斜、馮家灣向斜均有二疊系上統龍潭組（P3l）地層分布，目前貴州省中天城投股份有限公司和貴州省地礦局102地質大隊已經勘查小金溝礦段（沙壩礦段延伸段），獲取資源量1800多萬噸（已經評審通過），國家地勘基金已立項投資對深溪向斜進行整裝勘查，大量民間資金對礦區外圍進行風險勘查，未來數年，遵義錳礦的碳酸鹽錳礦資源量可以達到上億噸，成為國內巨型碳酸鹽錳礦基地。

作者簡介：吳謀勇（1963-），苗族，貴州天柱人，遵義黔地源礦產勘查有限責任公司地質工程師，研究方向：地質技術。

（責任編輯：王書柏）