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1、我国铁矿资源特征与加工、利用现状分析吴 阳（西安科技大学 化学与化工学院,陕西 西安 710054）摘要：介绍了我国铁矿布集状态、特点和资源预测情况。对不同成因类型及其结构特征做了概述。此外，以磁铁矿、菱铁矿等主要铁矿类型的加工技术为例对我国铁矿开发利用现状及亟待解决的问题做了阐述。国内在铁矿勘采、开发利用研究方面取得了较大的进展。关键词：铁矿，资源分布，成因类型，加工技术WU Yang(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xian University of Science and Technology,Xian Shaanxi 7100
2、54,China)Abstract:Introduce the distribution, characteristics and resources prediction of iron ore.The characteristics of different genetic types and structure are summarized,meanwhile,magnetite, siderite as samples in processing to explain the present utilization and exploitation situation and the
3、urgent problems.There has a great development of resources exploration,mining and processing of iron ore.Keywords:iron ore,distribution,genetic types,processing引言中国已探明的铁矿资源量相对较多，但大部分为贫铁矿，富铁矿只占极少数，只占已探明铁矿总资源储量的 4.6%；其中，可直接入炉的炼钢用富矿和炼铁用富矿则更少，仅11.8 亿吨，占全国探明铁矿总资源储量的 2.27%。中国铁矿资源丰富，资源总量居世界第三位，查明资源储量列世界第五位
4、。中国现已探明的铁矿产地有 2000 余处，铁矿石总资源储量 2011 年底达到了 840.28 亿吨 1。已探明的铁矿资源储量主要集中在辽宁、河北、四川、山西、安徽、云南、内蒙古、山东、湖北和新疆等 10 个省( 自治区) 。中国的铁矿床常成群成带集中产出，构成一些重要的铁矿集中区(带)，其中最主要的是：鞍山-本鞍、西昌- 滇中、冀东- 密云、五台、吕梁、长江中下游、包头-白云鄂博、邯郸 -邢台、新疆东-西天山、鲁中、霍邱和鄂西-湘西北。这11 个铁矿成矿区(带)内的铁矿资源储量，占全国已探明铁矿资源储量的 80%左右。中国铁矿资源的地域分布极不均匀，除了新疆东-西天山位于中国西北部外，其他
5、 10 个区( 带)都集中在中国中-东部 2-3。1 我国铁矿资源特征1.1 我国铁矿成因类型及结构特征1.1.1 沉积变质型铁矿床沉积变质型铁矿是前寒武纪(特别是早前寒武纪) 沉积为主形成的含铁建造经受不同程度的区域变质作用形成的铁矿床。这类铁矿赋存于早前寒武纪变质岩中，主要由石英(燧石) 和氧化铁矿物(磁铁矿、赤铁矿等 )组成，通常具有典型的条带状构造，由条带状铁建造变质改造而成。中国已探明的沉积变质型铁矿普遍为低品位矿石，是贫矿在后期的变质变形过程中进一步改造形成的，其成因经历了沉积和变质改造两个阶段。1.1.2 岩浆型铁矿床岩浆型铁矿与铁质基性、超基性岩浆侵入活动有关，以铁矿物中富含钒
6、、钛为特征，又称为钒钛磁铁矿。铁矿均产于不同隆起区边缘的深断裂带或其附近，矿体直接产于岩体内，成矿时代主要为古生代及元古宙。国内与岩浆型铁矿有关的岩浆活动主要分布于攀西地区和河北大庙地区。此外，全国其它地区也有岩浆型铁矿分布，如秦岭造山带的毕机沟铁矿床和银洞山铁矿床、东天山的尾亚铁矿床、广东的霞岚铁矿床、黑龙江的兴隆沟铁矿床、山东的肖家沟铁矿床等 【4】 。1.1.3 火山岩型铁矿床按赋矿火山岩系生成的地质环境，可分为 2 类：与陆相火山-侵入活动有关的铁矿床；与海相火山-侵入活动有关的铁矿床。前者以宁芜、庐枞地区的铁矿床为代表，其铁矿石的品位中等，富矿不多；后者的实例是云南大红山铁矿床、新疆
7、式可布台铁矿床和海南石碌铁矿床等，其中富铁矿相对较多。1.1.4 沉积型铁矿床沉积型铁矿是指主要与沉积作用有成因关系的铁矿床。这里的沉积作用不包括火山沉积作用。沉积型铁矿床根据沉积环境分为海相沉积型铁矿床和陆相沉积型铁矿床。产于中元古代以后许多地质时代的浅海相沉积地层中，其中最重要的是产于中元古界长城系内的宣龙式铁矿以及产于中-上泥盆统内的宁乡式铁矿。1.1.5 风化淋滤型铁矿床这类铁矿床是由不同类型的菱铁矿矿床、金属硫化物矿床或其他富铁岩石等，在湿热的气候和适当的地形、构造条件下，主要通过风化淋滤作用富集而成的氧化铁帽，主要分布于中国南方，以褐铁矿为主，规模以矿点矿化点为主，工业意义不大。1
8、.2 中国铁矿资源的特点1.2.1 铁矿分布广泛，但又相对集中我国铁矿床呈现分布广泛，但又相对集中的特点。全国(除台湾外)31 个省(市、区)均有分布。河北、四川和辽宁三省之内，这三省铁矿石储量合计占全国总储量的 48%。1.2.2 中小型矿床多，大型、超大型矿床少据统计，截止 2010 年全国共有铁矿生产矿山 4250 个，大型(超大型) 矿山 101 个，中型矿山 239 个，小型矿山 2365 个。其中，超大型铁矿床(10 亿吨) 仅 10 处，即：辽宁齐大山铁矿、红旗铁矿、东鞍山铁矿、西鞍山铁矿、南芬铁矿；河北司家营铁矿；内蒙古白云鄂博铁矿；四川攀枝花铁矿、红格铁矿；云南惠民铁矿。尽管
9、大型(超大型) 铁矿探明储量在总量中占有一定的比例，但就其矿床规模而言，与巴西、澳大利亚、俄罗斯等铁矿资源丰富的国家相比，我国大型( 超大型) 铁矿床少，中、小型矿床居多。1.2.3 矿床类型全，矿石类型多样，找矿潜力大我国铁矿床类型齐全，世界已有的铁矿床类型在我国均有发现。尤以前寒武纪硅铁建造沉积- 变质型铁矿的探明储量，均居各类铁矿之首，其次是接触交代- 热液型和岩浆晚期型。在我国，无论是西部还是东、中部地区，都有较大的铁矿找矿潜力。1.2.4 贫铁矿多、富铁矿少我国铁矿虽探明资源量居世界第五位，但铁矿石平均品位为 32%-34%，比世界铁矿石主要生产国平均品位低 20%。已探明储量中，
10、97%的铁矿为贫矿，大于 50%的“富矿”仅占探明资源总量的 2.7%，远低于世界主要铁矿生产国富铁矿所占的比重。在已探明的富矿储量中，除海南石碌铁矿、辽宁弓长岭铁矿可作独立开采的富铁矿外，其余多为赋存于贫矿中的个别矿段，无法独立开采。1.2.5 伴( 共) 生有益组分多我国铁矿床中多组分共(伴)生铁矿石储量比重大，约占总储量的 1/3，且涉及多个超大、大中型铁矿区，如白云鄂博铁铌稀土矿床、攀枝花钒钛磁铁矿床、大红山铁铜矿床、广东大顶铁矿床等等矿区。主要共( 伴) 生组分有钒、钛、稀土、铌、铜、锡、钼、铅、锌、钴、金、铀、硼和硫等。目前由于我国选冶技术水平低，综合利用程度比较差，致使多组分伴(
11、共) 生铁矿石利用程度不高，造成许多铁矿资源浪费。1.3 中国铁矿资源预测结果我国铁矿资源潜力约为 1000 亿吨。其中，大、中型铁矿的深、边部约有 200 亿吨可实现近期开发利用，占预测总量的 22%；矿山外围及所在 III 级成矿区带远景资源量约 800亿吨，占 78%5。大、中型铁矿危机矿接替资源勘查项目实施后，对全国 86 个大、中型铁矿危机矿山的矿床样本进行分析，预测铁矿(332+333) 资源量达 30 多亿吨，与实际勘查获得的资源储量基本一致。例如，河北省迁安县首钢迁安铁矿接替资源潜力分析，预测(333+334)资源量2.00 亿吨，实际勘查获得(333)资源量 1.70 亿吨；
12、湖北省黄石市大冶铁矿接替资源潜力分析，预测(333+334)资源量 0.3 亿吨，实际勘查获得 (333+334)资源量 0.2064 亿吨；辽宁省辽阳市弓长岭铁矿接替资源潜力分析，预测(333+334) 资源量 1.0 亿吨，实际勘查获得(333) 资源量0.765 亿吨( 其中富矿 0.502 亿吨 )；辽宁砬子山铁矿接替资源潜力分析，预测 (333+334)资源量 2 亿吨,实际勘查获得(333)资源量 1.5 亿吨。近些年的铁矿勘查成果，表明只要投入一定的地质工作，我国铁矿储量就有显著的增加。此外，随着铁矿地质成矿理论的成熟和对成矿地质条件认识的深化，加上勘查技术手段的提高和采选冶技术
13、的进步，铁矿找矿有向深部拓展的很大的空间。这些工作将使我国铁矿资源的保障程度得到较大幅度的提高。2 我国铁矿资源加工现状目前在自然界已发现的铁矿物和含铁矿物约 300 余种，其中常见的有 170 余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、硫铁矿、菱铁矿、铬铁矿、褐铁矿等。其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的矿石。2.1 磁铁矿加工技术矿石中以磁铁矿形式存在的铁含量大于全铁含量的 85%时,称磁铁矿石。磁铁矿的核心选矿技术是弱磁选，其他选矿技术包括：原矿预选抛尾、精矿反浮选脱硫、脱硅等。该流程的特点是：在磁铁矿选厂粗碎或中碎后的粗选作业，采用磁滑轮预先抛尾，选出
14、部分废石，减少了人磨的矿量，降低了选矿成本；阶段磨矿-阶段选别，降低了磨矿能耗；精矿反浮选脱硫或脱硅，提高了铁精矿的品质 6。2.2 褐铁矿加工技术我国褐铁矿的储量占有一定的比例，已探明的储量为 12.3 亿 t7，由于褐铁矿具有化学成分不稳定性，使铁含量存在着变化性，并且磨矿过程易产生泥化现象，属于极难选铁矿石。褐铁矿为无定形的铁的氧化物和氢氧化物，以针铁矿( -FeOOH)、水针铁矿( -FeOOHnH2O)为主要组成，并包含数量不等的纤铁矿( -FeOOH)、水纤铁矿( -FeOOHnH2O)，多呈土状、胶状(肾状、钟乳状等) 、非晶质或隐晶质，常发育于赤铁矿-针铁矿裂隙和晶洞中，充填交
15、代和胶结，弱至中磁性。褐铁矿是表生作用产物，由各种含铁矿物在风化过程中同时进行氧化和水化(氧化开始后紧接着发生水化)，之后生成褐铁矿。矿床主要类型为风化淋滤及残积型，典型的矿床有山西式风化淋滤型褐、赤铁矿矿床，广东大宝山式褐铁矿矿床，江西铁坑矿床等。2.2.1 反浮选-焙烧-弱磁选联合工艺研究将矿物磨细至-0.074mm 占 80%，先用胺类捕收剂对褐铁矿进行反浮选，然后将精矿在950进行焙烧，冷却之后再磨至-0.074mm 占 95%对其进行弱磁选。该联合在褐铁矿的选别过程中可以取到较好的结果，有一定的可取之处。2.2.2 风选-磁选联合工艺霍杰等人 8对海南鮞状褐铁矿风选-磁选联合试验研究
16、。根据该铁矿的粒度特性，最后确定先用风选将矿中的沙尘除去，降低 SiO2的含量，再将风选的精矿进行干式强磁选，然后将-0.074mm 的精矿磨矿进行重力沉降，并对重矿物进行烘干、焙烧，磁选得到 TFe 品位56.85%的精矿。该方法在水量不充足的地区可以采用，能取到较好的效果。2.2.3 强磁选-浮选(1)强磁选-正浮选考虑到某褐铁矿强磁选后尾矿中的粗粒级品位低，因此可以预先抛尾，以提高下一作业入选品位和减少入选量，为此进行了强磁选-正浮选流程、原矿分级强磁选- 正浮选流程、磁尾分级- 正浮选流程 3 种流程试验研究。试验结果表明：3 种流程的试验指标接近，原因可能是使用的分级设备难以解决-0.074+0.050mm 粒级分级问题，现有工艺对于微细颗粒铁矿物的回收仍存在较大困难，但从技术和管理等方面考虑强磁选-正浮选( 或高梯度磁选)流程是合理的。(2)强磁选-反浮选高春庆等人 9针对宁夏某褐铁矿的性质和特点，进行了强磁选反浮选试验研究。反浮选闭路试验中，精矿铁品位明显降低而回收率却未升高，这表
