河北省邢臺將軍墓低質超貧鐵礦地質特征與開發利用前景

宋小磊，楊蕾蕾，王祿太，徐 曼

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

超貧鐵礦，是指全鐵質量分數低于現行規定的邊界品位（TFe20%）,在當前經濟技術條件下開發有經濟效益，規模較大，易采易選的含鐵地質體的統稱。近年來，全國各地興起了大規模開發超貧鐵礦熱潮。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礦種，雖然國家尚無相關規范，但在河北、內蒙等地對該類型礦產出臺了勘查和儲量管理文件。超貧鐵礦開發是我國經濟發展對鐵礦資源需求發生重大變化出現的新生事物，但也對傳統鐵礦勘查評價方法、資源儲量界定、礦床工業指標確定以及開發管理提出了新的挑戰。本次研究區內以往礦產勘查資料較少，通化禮同投資發展有限公司在該區開展了地質測量、1/萬磁測和槽探、鉆探驗證工作，將該區鐵礦資源確定為“低質超貧鐵礦”，通過工程驗證和異常推斷預測鐵礦資源量4.25 億噸，該類型礦產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濟效益和社會效益。

研究區位于太行山東麓河北省邢臺市將軍 墓 鄉， 面 積34 km2， 中 心 地 理 坐 標 東 經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，對含有低質超貧鐵山體中磁鐵礦進行回收，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，有利恢復耕種。回收的鐵元素經過選礦富集后可以作為煉鐵的原料。

1 地質概況

研究區大地構造位置位于山西中臺隆（Ⅱ）、太行拱斷束（Ⅲ）贊皇穹斷束（Ⅳ）南部。

1.1 地層

區內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）、變質的表殼巖（Bgn）和寒武系、奧陶系地層，第四系為現代河床沖積砂礫等。

1.2 構造

褶皺在本區為北西走向、傾向南西的單斜構造，后期小褶曲、褶疊層構造發育；斷裂構造為呂梁運動以后的產物，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7～8 km,對礦體破壞不大。

1.3 巖漿巖

本區巖漿巖不發育，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，脈巖一般長數十到數百米，寬十余米，多沿破碎帶分布。

1.4 地球物理特征

區內分布的含礦層位一般可引起大于250 nT或小于-200 nT 磁異常。通過工作發現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，礦石工業類型為需選選型低超貧鐵礦，利用邊界品位5%、最低工業品位8%和最小可采厚度10 m 在礦區圈定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 礦床開發利用前景

3.1 礦石開采、選冶加工技術性能

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

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

3.2 礦床開發利用前景

表3 分級精選試驗結果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展方向，也是解決資源危機的一種新途徑。

3.2.2 低質超貧鐵礦開發利用前景

本次對邢臺縣將軍墓一帶超貧鐵礦的開發利用是在該區小環境治理的基礎上回收資源，采用工程方法進行治理（開采），移山填溝，平整造地，在移山填溝的過程中對含有低質超貧鐵的山體進行鐵元素的回收，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，有利于恢復耕種和環境保護。通過該區地質工作預測低質超貧磁鐵礦資源量4.25 億噸，平均品位TFe10.74%，將這些資源利用起來，可以創造出非常可觀的經濟價值。

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

3.3 結論

超貧鐵礦開發是我國經濟發展對鐵礦資源需求發生重大變化出現的新生事物，該區鐵礦為“低質超貧鐵礦”，單獨開采成本較高，且產生大量礦渣和廢水，利用傳統的采選工藝不具備開采價值，但在特定條件下可以帶來非常可觀的經濟效益和社會效益。

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

[2] 向永生,何煥學,張繼林.低品位礦產資源評價問題研究-以金礦資源為例[J].地質與勘探, 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、利用現狀及勘查開發建議—以河北和遼寧的超貧磁鐵礦資源為例[J].地質通報,2009,28(1):85-91.

[4] 河北省國土資源廳.超貧鐵礦勘查技術規程[Z].2005.

[5] 內蒙古國土資源廳.關于超貧磁鐵礦礦產資源儲量管理有關要求的通知[Z].2010.

[6] 邢臺市環境保護局.邢臺縣龍泉寺鄉將軍墓鎮流域改造治理及低質超貧鐵回收示范工程(一期工程)環境影響報告書[Z].2011.