大紅山Ⅰ號礦帶含銅鐵礦磁性鐵及其占有率分布特征

武賢文 韓繁國 徐萬壽

（玉溪大紅山礦業(yè)有限公司）

1 前言

大紅山Ⅰ號鐵銅礦帶含銅鐵礦為磁鐵、菱鐵混合礦，因其礦體薄、品位低，且含鐵碳酸鹽礦物在礦山目前的選礦工藝中無法選別利用，開采經(jīng)濟效益差。故在實際生產(chǎn)過程中，僅對回采范圍內(nèi)緊挨銅礦體上下盤的部分鐵礦作為混入附帶開采，含銅鐵礦整體回采率低。根據(jù)已有地質(zhì)資料分析，Ⅰ號鐵銅礦帶含銅鐵礦中磁鐵礦比例約占60 %，結(jié)合礦山選礦試驗，其幾乎可以全部回收，選別效果好，精礦品位高。為提高對該部分磁鐵礦資源綜合利用率，在前期地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，從礦體走向及垂直方向上分析磁性鐵品位、磁性占有率及其與銅品位之間的聯(lián)系及變化規(guī)律，總結(jié)磁鐵礦體分布地質(zhì)特征，為進一步研究含銅鐵礦石的回采利用問題進行地質(zhì)基礎(chǔ)上的積極探索，并提供初步的思路和分析方法，以適應今后回收含銅鐵礦石資源的需要。

2 含銅鐵礦體產(chǎn)出分布特征

Ⅰ號鐵銅礦帶產(chǎn)于底巴都背斜南翼大紅山群曼崗河組第三巖性段石榴黑云角閃片巖夾變鈉質(zhì)凝灰?guī)r段的中上部，礦體受背斜形態(tài)控制，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，為一走向近東西、向南傾斜的單斜構(gòu)造，傾角20°～50°左右。

礦帶內(nèi)鐵、銅礦體共生，礦體圈定時，因銅元素在礦床內(nèi)工業(yè)價值占主要地位，故按先銅后鐵的圈礦順序，共圈出空間上相間分布的“三銅四鐵”七個礦體，鐵、銅礦體互層產(chǎn)出，相間排列。從剖面上相互位置看，鐵礦體賦存于銅礦體頂?shù)装澹~、鐵礦體產(chǎn)狀一致。各礦體有以下規(guī)律：即由上而下為Ic菱磁鐵礦—I3銅礦（含鐵一般20～22%）—Ib菱磁鐵礦—I2銅礦（含鐵一般18～20 %）—Ia菱磁鐵礦—I1銅礦（含鐵一般小于15 %）—I0菱磁鐵礦［1］。在平面上主要礦體Ic、Ib連續(xù)分布，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，為中型礦體，Ia、I0次要礦體斷續(xù)分布，似層狀產(chǎn)出，為小型礦體。

礦權(quán)范圍內(nèi)含銅鐵礦體分布西起A20線，東至A49勘探線，東西長約3 000 m，南北寬約900 m。礦體埋深0～980 m，埋藏標高-150～900 m。其400 m標高以上基本上已達到探明程度，400 m標高以下達到推斷程度，礦體邊界已基本控制。

3 含銅鐵礦體礦石類型及質(zhì)量特征

含銅鐵礦體以貧礦和低品位礦為主，僅局部有極少富礦石。礦石類型有含黃銅磁鐵礦石、含黃銅菱～磁鐵礦石、含黃銅磁～菱鐵及含黃銅菱鐵礦石。主要金屬礦物為磁鐵礦、菱鐵礦，次為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦；脈石礦物主要為鈉長石、石英，碳酸鹽(白云石為主)、黑云母等。變鈉質(zhì)凝灰?guī)r中含銅和磁鐵品位較高；白云石大理巖中，含銅變低、而菱鐵礦較富集。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀、條紋條帶狀構(gòu)造。Ⅰ礦帶含銅鐵礦體，脈石礦物均有大量黑云母、綠泥石、鐵鋁榴石等含鐵硅酸鹽礦物，白云石亦系含鐵白云石即鐵白云石，以上兩者的含鐵量在全鐵中所占比例近一半，是選礦時造成鐵回收率降低的直接因素［1］。

Ⅰ號礦帶含銅鐵礦石單工程TFe20.00～43.38 %、平均24.67 %；單工程mFe品位0.03～29.81 %，平均9.74 %；含伴生組份Cu平均0.163 %［2］。

4 含銅鐵礦體規(guī)模、品位及磁性占有率特征

4.1 各礦體規(guī)模、品位及磁性占有率特征

礦權(quán)范圍內(nèi)Ⅰ號礦帶含銅鐵礦總量為4 850萬噸，TFe品位24.67 %，mFe品位9.74 %，磁性占有率39.74 %。其中Ic鐵礦石量為1 280萬噸、Ib鐵礦石量為1 938萬噸，為中型鐵礦體；Ia鐵礦石量為928萬噸、I0鐵礦石量為704萬噸，為小型鐵礦體。含銅鐵礦各礦體礦量及品位，詳見表1。

表1 含銅鐵礦各礦體礦量及品位統(tǒng)計表

由表1總體上來看，TFe品位高，則mFe品位高，伴生的Cu品位也高。

由各礦體來看I0鐵礦主要以工業(yè)礦為主，故其TFe、mFe及Cu品位明顯高于其他三個鐵礦體。

由礦石品級來看，工業(yè)礦磁性鐵品位明顯高于低品位礦磁性鐵品位，磁性占有率也較高，工業(yè)礦磁性占有率47.65 %，低品位礦磁性鐵占有率為33.09 %。工業(yè)礦的含Cu品位也略高于低品位礦的含銅品位。

以上變化規(guī)律與各礦體的礦石類型及其分布規(guī)律是一致的。

4.2 垂向上礦體品位及磁性占有率特征

依據(jù)大紅山鐵礦儲量核實資料，將含銅鐵礦體各中段礦量、品位統(tǒng)計分析如表2。

表2 含銅鐵礦體各中段礦量、品位統(tǒng)計表

由表2可見，含銅鐵礦體主要分布在400～800 m標高范圍內(nèi)，其礦石量占到總量的76.56 %，各分段TFe含量總體分布規(guī)律不明顯，mFe含量在200～700 m標高范圍內(nèi)較高，向上向下均略有降低。mFe在垂向上的分布特征見圖1。

圖1 I號鐵銅礦帶含銅鐵礦磁性鐵剖面分布示意圖

這主要與巖性、巖相的成礦專屬性和控礦作用有關(guān)，因為Ⅰ號鐵銅礦帶從上至下，圍巖由石榴黑云白云石大理巖到石榴黑云變鈉質(zhì)凝灰?guī)r，再到石榴黑云片巖、黑云白云石大理巖。巖石的含礦性表現(xiàn)為石榴黑云鈉長片巖（變鈉質(zhì)凝灰?guī)r）中含銅、鐵品位較高，且以磁鐵礦為主；石榴黑云片巖中含銅尚可，但含鐵降低；石榴黑云白云石大理巖、炭質(zhì)凝灰?guī)r、炭質(zhì)板巖中含鐵變低，磁性鐵明顯降低［3］。且銅礦石也集中分布在該范圍內(nèi)，體現(xiàn)了Ⅰ號礦帶銅、鐵礦多以共生形式分布的特征，總體是銅礦化好、鐵相應礦化也較好、磁性鐵占有率相應也高。

4.3 走向上礦體品位及磁性占有率特征

根據(jù)已有地質(zhì)資料基本分析，將Ⅰ號礦帶含銅鐵礦沿走向上不同位置、不同礦石類型的TFe、mFe占有率、Cu詳情列于表3。

表3 含銅鐵礦體剖面間礦量、品位統(tǒng)計表

由表3可見，含銅鐵礦體資源量主要分布在B40勘探線以東，向西逐漸減少。這與礦體的分布特征一致，從礦體走向上看，B38線以東厚度最大，礦體比較分散；B68線以西厚度大為縮小，分層少；而B38～B68線之間，礦體厚度變化較小，礦體集中。

TFe含量總體分布規(guī)律不明顯，mFe含量在工業(yè)礦中有自西向東略有逐漸減小的趨勢，磁性占有也自西向東略有降低。這與火山活動中心控礦有關(guān)，Ⅰ號礦帶位于火山噴發(fā)中心至沉積中心的過渡帶，噴發(fā)中心的向外，磁鐵凝灰物質(zhì)逐漸減少，礦石類型相變?yōu)楹谠破瑤r型菱磁鐵礦，遠離噴發(fā)—沉積中心，含礦圍巖也相變?yōu)榇罄韼r，礦石類型相變?yōu)榱忤F礦［4］。

5 含銅鐵礦開采經(jīng)濟價值及可行性概略分析

根據(jù)目前礦山回采現(xiàn)狀、保有含銅鐵礦資源量情況，結(jié)合礦山實際生產(chǎn)采、選經(jīng)濟技術(shù)指標，概略計算含銅鐵礦的開采經(jīng)濟效益。

5.1 預計采出礦量

以Ⅰ號礦帶保有含銅鐵礦石資源量及品位，按照Ⅰ號鐵銅礦帶原開發(fā)利用方案的損失率、貧化率指標，計算預計采出礦量、采出品位。依下述公式，計算預計采出礦石量情況如表4。

表4 含銅鐵礦預計采出礦石量計算表

采出礦石品計算公式為：CC=CD·（1－PH）

式中：QC—采出礦石量，萬t；

QK—可利用礦石量，萬t；

SK—損失率，%，選取為30 %；

PH—貧化率，%，選取21 %；

CC—采出礦石品位，%；

CD—可利用礦量地質(zhì)品位，%。

5.2 開采經(jīng)濟效益

5.2.1 銷售收入

含銅鐵礦的開采效益主要取決于其產(chǎn)品銅精礦及鐵精礦的銷售價值及采選經(jīng)濟技術(shù)指標和成本，其中鐵的回收率主要取決于礦石mFe含量，因此，鐵的價值按照mFe含量進行計算。利用當前的生產(chǎn)經(jīng)濟技術(shù)指標（銷售價格、生產(chǎn)成本、稅費等），計算含銅鐵礦工業(yè)礦及低品位礦的銷售收入。

銷售收入計算公式：M=Qc×(PCu/Cu精×Cu采×γCu+PFe/Fe精×mFe采×γmFe)式中：M—銷售輸入，萬元；

Qc—采出礦石量，萬t；

PCu—銅精礦銷售單價，取7 500元/t；

Cu精—銅精礦品位，選取22 %；

Cu采—采出礦石銅品位，%；

γCu—銅選礦回收率，選取93 %；

PFe—鐵精礦銷售單價，750元/t；

Fe精—鐵精礦品位，選取62 %；

mFe采—采出礦石磁鐵品位，%；

γmFe—鐵選礦回收率，選取95 %。

5.2.2 總成本

根據(jù)礦山近年原礦成本、選礦成本、財務管理稅務費用、尾礦成本等，按當前的精礦售價及技術(shù)指標，詳細分析計算，將計算的礦山生產(chǎn)總成本折算到單位礦石，可得單位礦石成本，即為礦床開采盈虧平衡價值點［5］。考慮可利用已有的系統(tǒng)回收含銅鐵礦，則采切成本降低，經(jīng)測算本礦床盈虧平衡價值點為150元/t原礦［6］，為了保證本礦床的整體經(jīng)濟性，要求采出礦石的總平均價值要大于150元/t原礦。

總成本計算公式：CS=V×QC

式中：CS—總成本，萬元；

QC—采出礦石量，萬t；

V—單位礦石成本，元/t。

5.2.3 經(jīng)濟效益

經(jīng)上述成本及銷售收入分析，按凈利潤=產(chǎn)品銷售收入－總成本，概略計算含銅鐵礦工業(yè)礦、低品位礦開采經(jīng)濟效益如表5。

表5 含銅鐵礦開采經(jīng)濟效益分析表

由表5可見，雖然整體含銅鐵礦生產(chǎn)經(jīng)濟效益較差，但開采含銅鐵礦工業(yè)礦體具備一定的經(jīng)濟價值。

6 與I號礦帶工業(yè)指標優(yōu)化研究成果類比

在礦山前期的地質(zhì)工作中，為合理改善礦床開采經(jīng)濟技術(shù)指標，提高礦床資源綜合利用率，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員采用現(xiàn)代礦業(yè)多金屬礦床工業(yè)指標確定方法（即將次要組分品位折算成主要組分品位的確定方法）對Ⅰ號鐵銅礦帶礦床工業(yè)指標進行了優(yōu)化研究，并提交了《昆鋼大紅山鐵礦Ⅰ號鐵銅礦帶礦床工業(yè)指標優(yōu)化研究報告》，報告論證成果指出磁性鐵折合成銅品位折算系數(shù)為0.025（即1 %mFe相當于0.025 %Cu），按Cu+0.025×mFe綜合工業(yè)品位圈定礦體，其綜合指標邊界品位0.3 %、工業(yè)品位0.5 %［7］。按照該綜合工業(yè)指標折算確定方法，含銅鐵礦工業(yè)礦的折合綜合品位為0.395 %，大于邊界品位；低品位礦的折合綜合品位為0.272 %，低于邊界品位；這與上述含銅鐵礦經(jīng)濟效益分析中，開采工業(yè)礦具備經(jīng)濟價值、而低品位礦不具備經(jīng)濟價值的分析結(jié)果基本一致。

7 結(jié)論及建議

通過I號礦帶含銅鐵礦磁性鐵品位、分布特征的分析及開采經(jīng)濟效益的探索，可以得到以下結(jié)論及建議：

（1）含銅鐵礦工業(yè)礦體磁性鐵品位及占有率、含銅品位均較低品位礦高。尤其200～700 m標高、B50勘探線以西范圍內(nèi)的含銅鐵礦工業(yè)礦其全鐵品位26 %以上，磁性鐵品位12 %以上，利用本文經(jīng)濟效益分析方法計算，開采上述范圍該部分礦體可取得較好效益。

（2）依據(jù)前人Ⅰ號鐵銅礦帶礦床工業(yè)指標優(yōu)化研究報告成果，磁性鐵折合成銅品位折算系數(shù)為0.025（即1 %mFe相當于0.025 %Cu）［7］，則含銅鐵礦工業(yè)礦折合綜合品位達0.395 %，大于邊界品位，則開采具備經(jīng)濟價值。本文經(jīng)濟效益的計算與上述論證成果基本相符。

（3）本文是建立在Ⅰ號鐵銅礦帶整體性上的分析，僅在區(qū)分礦石類型、品級及分布特征的基礎(chǔ)上，簡要分析含銅鐵礦體全鐵、磁鐵、銅品位變化規(guī)律及開采價值。在具體的生產(chǎn)過程中，需根據(jù)采場回采礦體的實際情況，結(jié)合經(jīng)濟效益分析的思路，具體問題具體分析，以便更為科學、合理的確定含銅鐵礦的回采，提高資源的綜合利用率。

（4）如礦山今后需對含銅鐵礦體開采利用，可基于礦體地質(zhì)特征的研究，采用已有工業(yè)指標優(yōu)化研究中多金屬礦床工業(yè)指標確定方法，銅鐵合圈；也可以品位為變量，結(jié)合資源量及采、選、售價等經(jīng)濟技術(shù)指標，建立有關(guān)參數(shù)間的數(shù)學模型，為含銅鐵礦的利用、生產(chǎn)經(jīng)營方案的決策分析提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。