摘要：遵義錳礦是國內(nèi)錳礦資源量最為豐富的礦區(qū)之一，累計(jì)探明儲量3500多萬噸，經(jīng)過50多年的開采，氧化錳礦資源已經(jīng)開采完畢，剩下的全部為碳酸鹽錳礦，目前保有工業(yè)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(jīng)過50多年的艱辛探索和開發(fā)利用，積累了較為豐富的開發(fā)利用途徑，其優(yōu)質(zhì)氧化錳礦資源，為國內(nèi)誕生了第一爐硅錳、第一爐火法金屬錳，也是國內(nèi)放電性較好的放電錳粉之一。

關(guān)鍵詞：錳礦碳酸錳礦；遵義礦區(qū)；磁浮選；土法焙燒；電解金屬錳

中圖分類號：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）18

從上世紀(jì)80年代開始，隨著氧化錳礦資源的枯竭，井下進(jìn)入碳酸鹽錳礦的開采時代，經(jīng)過30多年的探索，先后進(jìn)行過浮選、磁—浮選、干式磁選，也進(jìn)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(fā)利用過程，針對的礦區(qū)錳礦資源特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外的錳礦加工發(fā)展方向，對遵義錳礦的碳酸鹽錳礦利用前景進(jìn)行探討。

遵義錳礦的資源特點(diǎn)：遵義錳礦為瀉湖相沉積礦床，其層位為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）底部，為全球同一時代地質(zhì)層位的典型礦床，由于其礦層頂?shù)装寰鶠檎惩?，在采礦過程中用電扒出礦時，導(dǎo)致礦層頂?shù)装逭惩良皬U石的大量混入，采礦貧化率高達(dá)15%以上，對于礦區(qū)厚頂粘礦段，目前尚留護(hù)頂?shù)V開采，造成采礦損失率較大，全礦區(qū)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(qū)地質(zhì)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(fā)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(dá)50%。由于選礦成本較高，綜合錳回收率較低，經(jīng)濟(jì)效益較差，該工藝被迫在1998年全面停產(chǎn)。

1.2磁選階段

1998～2001年，原遵義鐵合金廠選礦車間應(yīng)用該工藝，由于提高錳品位有限、排污困難等因素，綜合經(jīng)濟(jì)效益依然不太理想。遵義錳礦到長沙礦冶研究院還進(jìn)行過干式磁選試驗(yàn)，代替手選廢石，但由于礦石粘結(jié)性較強(qiáng)，難以進(jìn)行自然分離，必須烘干方能進(jìn)行磁選廢石，選礦效果也不太理想。經(jīng)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(jīng)全面報廢。

1.3土法焙燒

該工藝從80年代開始一直在小規(guī)模進(jìn)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(huán)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(jī)制焙燒

隨著環(huán)保的嚴(yán)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(jī)燒廠，這些廠和遵義匯興鐵合金公司的燒結(jié)車間一起，年可燒結(jié)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(jié)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(jié)環(huán)保技術(shù)較為先進(jìn)，遵義市周邊的幾家燒結(jié)廠基本上能生存下來，只是由于鋼鐵行業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(jié)礦的需求有限，目前，這些燒結(jié)廠也基本處于停產(chǎn)階段。

1.5富錳渣生產(chǎn)

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(dá)30%的燒失量，通過高爐冶煉進(jìn)行Mn、Fe分離，經(jīng)過遵義錳礦28m3高爐的生產(chǎn)（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(chǎn)工藝的Mn、Fe資源都得到充分利用。達(dá)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(yán)，對于碳酸錳原礦難以大規(guī)模應(yīng)用。

1.6電解金屬錳生產(chǎn)

隨著國內(nèi)電解金屬錳工藝的迅猛發(fā)展，遵義錳礦是國內(nèi)大型碳酸錳原料基地，由于該礦區(qū)的碳酸錳在硫酸中的可溶性較高，近年來，除遵義天磁錳業(yè)、新地錳業(yè)和億方錳業(yè)的電解金屬錳生產(chǎn)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(jìn)行電解金屬錳和電解二氧化錳的生產(chǎn)，目前，國內(nèi)最大錳化工企業(yè)，廣西中信大錳股份有限公司，已經(jīng)控股遵義匯興鐵合金集團(tuán)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(jīng)被中信大錳壟斷，未來數(shù)年，中信大錳控股的遵義匯興鐵合金公司準(zhǔn)備在遵義市南部的茍江工業(yè)園區(qū)建設(shè)6萬噸的電解金屬錳生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)過艱辛探索和各種工業(yè)試驗(yàn)，最后走向以電解金屬錳和直接燒結(jié)為主的兩種加工模式。隨著這兩種加工模式的推進(jìn)，對井下采礦方法的改進(jìn)也將產(chǎn)生較大影響。

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

其次，對于電解金屬錳生產(chǎn)，國內(nèi)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(chǎn)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(zhì)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(guān)鍵在于礦層頂板的控制和管理，上世紀(jì)80年代，對采出礦石品位要求較嚴(yán)，貧化率控制在8%，坑口出礦Mn品位達(dá)到19%左右，隨著開采深度的增加，深部頂板破碎嚴(yán)重，礦區(qū)西部將頂板全部開采出來，其貧化率有時高達(dá)30%；在礦區(qū)東部，為了控制頂板粘土不冒落，留下厚0.5m以上的護(hù)頂?shù)V，回采率僅60%左右，而且產(chǎn)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(fā)生。一旦采出礦石Mn品位要求放松，西部可以維持現(xiàn)有采礦方法，既可以提高產(chǎn)量，也可保障安全。東部的采礦方法可以由現(xiàn)在的房柱法調(diào)整為削壁充填法，因?yàn)闁|部走向長達(dá)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(guān)系，如果采出礦石的Mn品位降低到15%，可采礦層厚度可以達(dá)到3.5～4m，可以先剝離頂板粘土，再進(jìn)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(jiān)硬和穩(wěn)定，采場安全也得到有效保障。

第二，結(jié)合貴州省開陽磷礦磷石膏進(jìn)行井下采空區(qū)充填試驗(yàn)的成功，遵義錳礦未來的生產(chǎn)也以電解金屬錳為主，生產(chǎn)過程中也將產(chǎn)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(qū)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(jìn)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(dāng)然，該方法還需要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境進(jìn)行充分論證，由于該方法決定著電解金屬錳生產(chǎn)線的建設(shè)地點(diǎn)，必須優(yōu)先考慮，如果進(jìn)行井下充填，那最好建在遵義錳礦礦區(qū)之內(nèi)。既可以節(jié)約大量運(yùn)費(fèi)，也可以保證采空區(qū)地表的安全，還可提高井下回采率。

第三，調(diào)整礦區(qū)戰(zhàn)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(yè)品位下降，原來未能大規(guī)模利用的礦石均可開發(fā)利用，礦界內(nèi)數(shù)百萬噸Mn12%～15%的遠(yuǎn)景資源量也可開發(fā)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(tǒng)龍?zhí)督M（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(zhì)大隊(duì)已經(jīng)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(jīng)評審?fù)ㄟ^），國家地勘基金已立項(xiàng)投資對深溪向斜進(jìn)行整裝勘查，大量民間資金對礦區(qū)外圍進(jìn)行風(fēng)險勘查，未來數(shù)年，遵義錳礦的碳酸鹽錳礦資源量可以達(dá)到上億噸，成為國內(nèi)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(chǎn)勘查有限責(zé)任公司地質(zhì)工程師，研究方向：地質(zhì)技術(shù)。

（責(zé)任編輯：王書柏）