陜西省某釩鉬礦體選冶試驗樣采樣設計淺析

高田

陜西省核工業地質局二一四大隊 723200

任何一種礦產的工業利用，都要經過從地質勘查、設計建設到生產等三個階段。每一階段都可能需要進行礦石加工選冶性能試驗。選冶性試驗成果，是礦床評價和選礦廠設計的重要依據。選冶性試驗成果的可靠性，取決于礦石樣品的代表性。礦樣代表性差，不僅會影響礦床評價和選礦廠設計的質量，甚至會使建成的選礦廠不能正常生產，達不到預期的技術經濟指標，造成資金的浪費和礦產資源的損失。因此，選冶性試驗礦樣的采取，必須先制定正確的采樣設計方案，并根據有關采樣規定、規范的要求進行。

以下筆者就陜西省某釩鉬礦體選冶試驗樣品采樣設計，對編制過程中應注意的問題做一淺析。

1 礦體地質概況

該區地層屬中上志留統磨壩組（S2-3m），分七個巖性段。

該釩鉬礦體賦存于測區中上志留統磨壩組第三巖性段（S2-3m3）中，該巖性段主要分布于礦區中南部，約占工作區面積12%。主要巖性為炭質絹云母石英片巖、方解黑云母石英片巖、黑云母陽起石片巖夾富炭石英巖、硅質灰巖等。巖層東部多為北傾，西部多為南傾，傾角60°～90°，厚度470m。與下伏第二巖性段（S2-3m2）呈整合接觸，上覆第四巖性段（S2-3m4）呈斷層接觸。

該釩鉬礦體分布于礦區10～3號剖面之間。地表出露標高800～947m，走向80°～105°，控制走向長度800m，傾向延深290m。地表至815m中段，傾向北，傾角80°～90°；815m中段以下，傾向南，傾角80°～90°；走向呈東西向波狀彎曲，似層狀。含礦巖性為方解黑云母石英片巖。

該釩鉬礦體落實（332+333+3341）資源量見表1-1。

其中釩礦體最大厚度15.80m，礦體平均厚度6.77m，V2O5品位一般在0.877%～1.143%，礦體平均V2O5品位為1.082%。鉬礦體最大厚度10.36m，平均厚度2.59m，Mo品位一般在0.06%～0.088%。

該釩鉬礦體中釩礦體比鉬礦體規模大,單釩礦體資源量占釩礦體總資源量的10.3%,釩鉬共生礦體占釩礦體總資源量的89.7%。

2 礦石特征

2.1 礦石的礦物組成

脈石礦物主要有石英，一般為小顆粒，粒度0.02～0.07mm，含量變化20～50%。黑云母呈細小片狀，定向排列，地表多變化為綠泥石、有時為陽起石所代替。黑云母含量變化10～30%。方解石都呈結晶顆粒，順片理，多定向，呈條帶狀，地表肉眼觀察似“眼球”。一般1.5×2mm，地表多風化呈蜂窩狀構造，呈斜切或橫穿。副礦物有榍石，一般為細小顆粒，呈分散狀，最多可達3%～5%。綠簾石和黝廉石，一般為細小顆粒，分布不均，前者為黃色具斑雜狀干涉色，后者為一級灰干涉色。炭質為細分散的散點狀、塵狀，分布在黑云母內或部分方解石內，量少。

礦石中釩鉬存在形式較復雜。其中金屬礦物主要為：釩云母、鈣釩鈾礦、釩鋅鉛礦、硫化鉬、三氧化鉬、鉬酸鈣等。黃鐵礦，常為小顆粒，有時順片理呈條帶狀，分布不均勻。磁黃鐵礦分布普遍，黃銅礦中見閃鋅礦，呈固熔體分離的乳濁狀結構。閃鋅礦顆粒比黃鐵礦稍大。非金屬礦物主要有石英、方解石、綠泥石、陽起石等。

表1-1 釩鉬礦體資源量統計表

表4-1 該釩鉬礦體不同礦石類型礦樣重量分配表

表4-2 該釩鉬礦體不同品位區間礦樣重量分配表

表4-3 該釩鉬礦體設計采樣點統計表

2.2 礦石的化學成分

1、礦石中V2O5品位一般在0.877%～1.143%，平均V2O5品位為1.082%；Mo品位一般在0.06%～0.088%，平均品位0.076%。礦化較均勻，但地表由于受淋失作用品位降低，其影響厚度約20m。

2、礦體伴生有益元素有鎳、銀，其中鎳平均品位為0.110%，銀平均品位為5.7×10-6，均未達到伴生元素利用標準。

2.3 礦石類型

釩鉬礦體中依釩、鉬共生情況可分為釩、鉬共生類型及單釩類型兩種

3 采樣設計

3.1 樣品代表性要求

選礦試驗礦樣代表性最根本的要求，就是所采取和配制的礦樣與今后礦床開采時送往選礦廠選別的礦石性質基本一致。

應滿足如下要求：

①根據不同類型和品級的礦石分別采取；

②不同類型和不同品級的礦樣重量比，與礦床內不同類型和不同品級礦石儲量的比例基本一致，以確保所采的樣品在礦石類型、品級及空間分布等方面具有充分的代表性。

③考慮開采時的貧化可摻入一定量的圍巖及夾石，廢石混入率按10%～25%確定，使試樣的品位略低于勘查區（段）的平均品位。

④礦樣主要組分的平均品位、品位波動情況和可供綜合回收成分的含量，應與礦床相應范圍內的類型和品級礦石的基本情況一致。

⑤從礦體頂底板圍巖和夾石中采取的礦巖樣種類、成分和比例應與礦床開采時的實際情況基本一致。

3.2 礦樣重量要求

選冶實驗樣需要的礦樣重量的確定，主要取決于下述因素：礦石類型和性質，試驗類型、規模和深度，選礦方法和工藝流程的復雜程度，試驗設備的規格和能力，試驗運轉時間等。

根據選礦試驗要求的試驗礦樣重量，并考慮裝運損失量、加工化驗消耗量以及最終配樣和縮分要求等因素所需要的富余量進行計算，確定采出礦樣的重量。計算公式如下：Q=KD2

式中Q-礦樣（具有代表性）最小重量，kg；d-礦樣中最大顆粒粒徑，mm；

K-礦石性質系數，與礦石的種類、有用礦物含量、嵌布粒度、密度和分布的均勻程度等有關。K值應通過試驗方法求得，本次設計K值暫取0.5。

通過計算本次設計所采礦樣最小代表重量約為5000kg。

4 采樣布設

4.1 采樣布設原則

選冶實驗樣品的采樣布設首先要考慮礦石類型、工業品級等差異性對選礦試驗和未來礦山開采可能產生的影響，確定采樣重量的總體比例；然后考慮不同塊段資源儲量的代表性，及其所涉及探礦工程中礦石的品位情況，確定具體采樣工程位置；在具體工程中，依據礦石類型、工業品級等差異性確定的采樣重量，確定具體采樣位置和采樣重量；依據以往勘查報告中確定的礦石體重，結合采樣重量、采樣工程規格和采樣點樣長，初步計算采樣規格。

4.2 采樣重量分配

1)采樣配重要素確定

根據礦石的工業品級、不同礦石類型、主要伴生組分的含量及分布等不同特征，及其對選礦試驗可能產生的影響和未來礦山開采的實際情況，確定采樣配重要素。

該釩鉬礦體采樣配重主要考慮礦石類型和礦石品級兩種主要因素。

該釩鉬礦體礦石類型分為釩鉬共生礦體和單釩礦體；礦石品級以V2O5品位為主分為4個品位區間，即：小于0.500%（圍巖及夾石）、0.500%～0.877%、0.877%～1.143%、大于1.143%。

2)采樣重量分配

依據不同類型礦石和不同品級礦石資源量所占總資源量的比例分配采樣重量。

（1）依據釩鉬共生礦體和單釩礦體分配采樣重量見表4-1。

（2）依據礦石品級分配采樣重量見表4-2。

4.3 采樣位置確定

1）采樣位置確定的原則

①采樣工程應分布在礦體的各部位，不能過于集中。沿礦體走向的兩端和中部，以及沿傾斜方向的淺部和深部，都應布置采樣點，同時也應照顧到主要儲量分布地段及首采地段。

表5-1 該釩鉬礦體設計各采樣點的采樣規格及采樣重量

②選擇采樣工程時，應考慮能代表不同礦石類型和工業品級，并照顧到各類型、各工業品級礦石的物質組成和礦石性質等方面的一般特征。

③采樣點的數量，應盡可能多些。充分利用已有的勘探工程和采礦工程，選擇其中對礦石類型和工業品級揭露最完全的工程點作為采樣工程點。

④礦體頂底板圍巖采樣點應布置在與礦體接觸處和開采時圍巖崩落厚度的范圍內。

⑤在選擇采樣點時，應考慮施工和運輸條件。在不影響礦樣代表性的前提下，選擇施工及運輸條件較好的地點作為采樣點。

2）采樣點確定

根據確定的采樣工程，確定采樣工程中采樣位置樣號見表4-3。

3）設計各采樣點的采樣重量及采樣規格

在采樣設計的配樣計算和采樣施工中，擬定或采出的礦樣平均品位與其所代表的礦石的地質平均品位之間，允許有一定的波動范圍。通常情況下，對主要有用組分，允許向下波動。

5 配樣計算

通過反復增減法進行配樣計算，根據礦石類型及不同品位區間初步選定的各采樣點及分配的礦樣重量，用重量加權法計算全部礦樣主要組分V2O5的平均品位，使礦樣各采樣點重量分配比例滿足表4-1、表4-2的要求，其主要組分V2O5的平均品位符合該釩鉬礦體平均品位1.082%±0.15。

通過配樣計算，各采樣點采樣重量及采樣規格見表5-1。

6 結語

為保證試樣的代表性，筆者認為應從以下幾點著重考慮：

1）試樣的主要化學成分（主要有用組分及伴生有益、有害組分）的品位應與所代表的礦體（礦床）基本一致。試樣主要組分的實際品位與采樣設計品位之間的允許誤差范圍應滿足相關規范規定。

2）試樣的礦石類型、礦物組分、結構構造，有用礦物粒度和嵌布特性應與所代表的礦體（礦床）基本一致。

3）試樣的物理化學性質，如礦石的泥化、風化、碎散程度等，應與所代表的礦體（礦床）基本一致。

4）試樣中配入的近礦圍巖、夾石的組成和性質，以及配入的比例（即廢石混入率）應與礦山開發時的實際情況基本一致。

5）采樣時，分別采取各類型（礦層）各品級的礦石和近礦圍巖夾石，組合混合試樣時，各類型（礦層）各品級的礦石重量比例應與所代表的礦體（礦床）中各類型（礦層）、各品級的礦石的儲量比例基本一致。

6）采樣點數目應根據礦石復雜程度、礦化均勻程度、試驗工作深度并考慮施工和運輸等具體情況而定。

7）試樣的代表性不足或完全不符合要求時應補采或重采樣品。

[1]陜西省沉積釩礦地質勘查暫行規定

[2]陜西省XX縣XXX地區以鉬為主多金屬礦普查報告

[3]陜西省XX縣XXX地區以鉬為主多金屬礦補充勘查報告

[4]郭秀平，張潔.礦石加工選冶性能試驗樣品的采取.河北地質，2009年第1期

[5]地質礦產實驗室測試質量管理規范.DZ0130-1～DZ0130-13-94