郭聰祥+劉云

摘 要： 白云鄂博鐵礦西礦作為包鋼集團(tuán)公司的主要原料基地，每年開采量千萬噸，以其巨大的儲量和良好的開采條件，逐漸成為公司現(xiàn)在和未來發(fā)展的主要原料基地。西礦礦石有與主東礦礦石許多不同的地方，本文就白云鄂博鐵礦西礦礦石分類及礦物學(xué)特征意義進(jìn)行總結(jié)，為西礦進(jìn)一步開發(fā)利用打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 白云鄂博西礦； 礦石分類； 礦物學(xué)特征

1. 白云鄂博西礦地質(zhì)概況

白云鄂博西礦位于包頭市達(dá)茂旗境內(nèi)，南距包頭市150公里，至呼和浩特市225公里，北距中蒙邊境105公里，有鐵公路相通，交通十分方便。

白云西礦位于主礦以西直到阿布達(dá)，是一個被擠壓而形成的狹長的，近東西向的向斜構(gòu)造，以黑云化板巖組成向斜的核心，白云巖組成向斜的兩翼的礦床。礦體分布范圍是：西起2線，向東至96線，全長約10公里，南北寬2公里左右。礦體分南北兩個礦帶（向斜兩翼），相距200m～500m，西部兩礦帶相距較近，向東變寬。西礦礦體主要產(chǎn)于中元古界白云鄂博群哈拉霍疙特巖組第三巖段（H8）中和第三巖段（H8）與比魯特巖組第九巖段（H9）的過渡帶中，由多層礦組成，地質(zhì)勘探中鐵礦體共劃分出16個主礦體，102個附屬礦體（內(nèi)蒙古有色地質(zhì)總公司資料）。其中，主礦體分布集中地區(qū)為16線～48線，礦體形態(tài)主要為似層狀，次為大的透鏡狀，一般分布穩(wěn)定而連續(xù)，局部出現(xiàn)分枝復(fù)合與尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，局部受次一級構(gòu)造的影響，常使礦體形態(tài)復(fù)雜化，占總儲量95.6%，礦體最大延深855米（40線），西區(qū)（16線以西）延深小，東區(qū)（48線以東），不僅延伸小，而且厚度薄，礦體規(guī)模不大。本區(qū)最大鐵礦體為Ⅲ、Ⅴ號礦體，占總儲量58.6%。其他附屬鐵礦體多為小的透鏡體。儲量甚為可觀（圖1）。

鈮礦劃分了362個獨(dú)立礦體，分布集中地區(qū)為中區(qū)（16線～48線），基本為單工程控礦的透鏡體，最大礦體254號礦體，延長超過1公里，占總儲量23.4%（圖1）。

2. 白云鄂博西礦礦石工藝礦物學(xué)特征

白云鄂博鐵礦西礦工藝礦物學(xué)概括為“貧、雜、多、細(xì)”四大特征。

“貧”，就鐵而言，品位不高，全鐵含量為30%左右，其中有可溶性鐵、硅酸鐵、硫化鐵，即需要選礦處理的中貧礦占90%以上。

“雜”，西礦礦體礦物組成變化大，礦石類型雜，根據(jù)鐵品位可分為高、中、低品位鐵礦石，且又分氧化，混合等工業(yè)類型。

“多”，多元素組成、礦物組成多，發(fā)現(xiàn)有71種元素，170種礦物，可供綜合利用的黑色、有色金屬、稀土稀有金屬數(shù)十種。

“細(xì)”，結(jié)晶粒度細(xì)，鐵礦物粒度0.01mm～0.2mm，0.1mm以上的90%，稀土礦物粒度0.01mm～0.06mm，0.04mm以上占80%，鈮礦物粒度小于0.04mm。

白云鄂博由于成礦條件復(fù)雜，致使礦體不同部位形成不同的元素、礦物組合及礦石類型不同，且使各礦段開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有差異。

3. 白云鄂博西礦礦石工業(yè)指標(biāo)與分類

3.1 白云鄂博西礦礦石工業(yè)指標(biāo)的確定

西礦的白云石型原生磁鐵礦石（此類型占全礦總儲量80%以上），磁鐵礦石占礦石總鐵量的77.1%，赤鐵礦占1.5%，碳酸鐵、硫化鐵和硅酸鐵占鐵總量超過20%，因而其選礦金屬回收率低，磨礦粒度細(xì)，選礦比大，選礦成本高。從2011年～2015年礦山生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，主東礦選礦比平均為2.66t/t；而西礦2010年選礦比為3.69t/t；西礦礦石選礦成本遠(yuǎn)高于主東礦礦石（主東礦礦石應(yīng)用鐵礦的一般工業(yè)指標(biāo)）選礦成本。

所以西礦工業(yè)指標(biāo)高于2002年DT/T0200-2002《鐵錳鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范》所規(guī)定的鐵礦一般工業(yè)指標(biāo)。邊界品位從TFe20%提高到23%，工業(yè)品位從TFe25%提高到28%。

3.2 依據(jù)圍巖及所含的脈石礦物不同劃分的自然類型及相同與不同之處

白云鄂博西礦礦石劃分分為白云石型工業(yè)礦體鐵礦石，閃石型工業(yè)礦體鐵礦石。白云石型鐵礦石，閃石型鐵礦石雖全鐵品位一致（TFe≥28%），但其他主要組分的含量差異較大。白云石型礦石所含的脈石礦物主要為石云石，礦石具有鈣鎂高，硅鋁低的特點，堿性系數(shù)（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=4.26，屬堿性礦石的范疇。閃石型礦石所含的脈石礦物主要為金云母和鈉閃石居多。閃石型礦石中SiO2的含量明顯增高，堿性系數(shù)為1.05，具自熔性礦石的特征。

白云石型鐵礦石，閃石型鐵礦石相同之處是磁鐵礦的產(chǎn)出形式和嵌布粒度，金屬硫化物和稀土礦物的種類以及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面的特征基本一致。

具體指標(biāo)差別見表1礦石化學(xué)成分表；表2礦石中鐵的化學(xué)物相分析結(jié)果表（%）

MFe為磁鐵礦中鐵和半假象赤鐵礦中鐵之和

3.3 依據(jù)全鐵品位不同劃分的礦石類型

在1987年中國有色金屬工業(yè)總公司提交的《白云鄂博鐵礦西礦地質(zhì)勘探報告》[1]依據(jù)TFe的品位劃分礦巖界線，邊界品位TFe23%，工業(yè)品位TFe28%，而介于23%至28%的鐵礦體，定義為“表外礦”，單工程TFe品位大于28%鐵礦體，定義為“表內(nèi)礦”。

依據(jù)2012年《礦產(chǎn)資源工業(yè)手冊》[2]，“表外礦”的這種礦石類型的應(yīng)改為“低品位礦石”，“表外礦”應(yīng)改為“工業(yè)礦體礦石”。所以在以后的生產(chǎn)地質(zhì)報告或核實報告中，應(yīng)把原報告的礦石名稱及儲量類型按新規(guī)范重新改正過來。“低品位礦石”，即“表外礦”儲量類型編碼分別編碼為“331”， “332”，“333”，“工業(yè)礦體礦石”，即“表內(nèi)礦”儲量類型編碼分別編碼為“121b”，“122b”，“333”。

3.4 依據(jù)礦石的氧化程度不同，劃分原生礦，混合礦及氧化礦

依據(jù)2002年頒布的DT/T0200-2002《鐵錳鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范》中指出，當(dāng)?shù)V石礦物成分復(fù)雜，礦石中硅酸鐵（siFe）、硫化鐵（sFe）和碳酸鐵（cFe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%時，或者三者之和大于3%時，應(yīng)采用：

W（MFe）/W（TFe-siFe-sFe-cFe）>85%為磁性鐵礦石

W（MFe）/W（TFe-siFe-sFe-cFe）≤85%為弱磁性鐵礦石。

小于3%時，一般可按磁性率指標(biāo)來劃分，即以TFe/FeO的不同比值來衡量。

當(dāng)鐵礦床中含鐵礦物主要是磁鐵礦，后經(jīng)氧化成赤鐵礦褐鐵礦時（主東礦采用）：

原生礦TFe/FeO<2.7

混合礦TFe/FeO2.7～3.5

氧化礦TFe/FeO>3.5

而西礦地質(zhì)報告中，白云石型鐵礦石，約占全部鐵礦石的80%，以磁鐵礦為主，磁鐵礦中鐵的占有率為72.57%，其次為碳酸鐵，約占15%；另一種為云母閃石型鐵礦石，約占全部鐵礦石的20%，也以磁鐵礦為主，磁鐵礦中鐵的占有率為74.77%，其次為硅酸鐵，約占11%。

西礦所有勘探數(shù)據(jù)中MFe占有率>85%（磁鐵礦）或<15%（氧化礦）的樣品分別占13.17%和7.19%，其余都是混合礦。

實際上，如表3中的樣品（樣品基本代表西礦基建勘探范圍內(nèi)礦石類型），用MFe/（TFe-siFe-sFe-cFe）來計算則為磁鐵礦，如果用MFe/TFe來計算磁性鐵占有率的話，它們都是混合礦，而西礦大部分?jǐn)?shù)據(jù)也符合白云西礦礦石礦物組成的實際情況，為混合礦所占居多。

為了礦山選廠及生產(chǎn)方便，經(jīng)巴潤礦業(yè)公司選礦廠與中冶京誠（秦皇島）工程技術(shù)有限公司設(shè)計院協(xié)商決定西礦用MFe/TFe來計算磁性鐵占有率，規(guī)定MFe/TFe≥67%為混合礦，MFe/TFe≤67%氧化礦，且在實際生產(chǎn)中加以應(yīng)用。

通過以上歸類分析，西礦礦石工業(yè)類型有如下幾類：

根據(jù)勘探中巖芯揭露的鐵礦石礦物組成來看，含鐵礦物主要為磁鐵礦（大部分分布在氧化帶以下），次為假象半假象赤鐵礦、磁赤鐵礦及少量赤褐鐵礦、褐鐵礦（分布在氧化帶中），還有部分含鐵碳酸鹽礦物（如菱鐵礦、鐵白云石、鎂菱鐵礦等）、含鐵硅酸鹽礦物（如黑云母、金云母、鈉閃石、鈉鐵閃石等）及鐵的硫化物（黃鐵礦、磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦等）等；礦石自然類型主要為塊狀鐵礦石、白云石型鐵礦石、云母型鐵礦石、閃石型鐵礦石及云母閃石型鐵礦石等幾類。具體詳見表4西礦礦石類型分類特征表

在具體的生產(chǎn)采礦過程中及地質(zhì)報告中，主要礦石類型為中品位及低品位（TFe≥28%）混合白云石型鐵礦石資源儲量占比例較多（約80%）左右，而TFe≥45%類型的高品位鐵礦石資源儲量占比例很少，介意在以后生產(chǎn)勘探地質(zhì)報告中不作為礦石類型進(jìn)行分圈分劃進(jìn)行資源儲量估算，相應(yīng)類似的有其他分布極少的礦石類型也可不圈，不劃礦體。

4. 白云鄂博西礦有用巖礦工業(yè)指標(biāo)與分類

為了有效利用西礦鐵礦寶貴的資源，根據(jù)“白云鄂博鐵礦礦石邊界品位優(yōu)化系統(tǒng)”②分析結(jié)果⑤，白云鄂博鐵礦西礦介于TFe15%～23%之間的巖石，經(jīng)選礦也可獲得較好經(jīng)濟(jì)效益和資源回收效益。因此西礦為了利用有效資源，特在地質(zhì)報告中要求劃分及估算TFe15%～23%之間的巖石的資源儲量。

在劃分及估算介于TFe15%～23%之間的巖石過程中，也存在氧化與混合，及白云石型及云母閃石型的劃分，這類巖石在地質(zhì)報告中，按有用巖進(jìn)行命名，如白云石型含鐵有用巖，閃石型含鐵有用巖。

而這類巖石的氧化混合分類指標(biāo)按磁性率MFe/TFe55%進(jìn)行劃分，MFe/TFe≥55%混合的有為用巖，MFe/TFe<55%為氧化的有用巖。而在選礦的選礦過程中，氧化的云母閃石型有用巖選礦效果較差，回收率極低，一般不能為工業(yè)利用，而能利用主要為MFe/TFe≥55%為白云石型混合的有用巖。

5. 白云鄂博西礦礦石與主東礦礦石自然類型比較

主東礦受鈉氟交代作用強(qiáng)烈，鈮稀土礦化亦強(qiáng)，礦體分帶現(xiàn)象作用明顯，礦石類型也較復(fù)雜，礦石按礦物共生組合分類為5種類型：①塊狀鈮稀土鐵礦石；②條帶狀螢石型鈮稀土鐵礦石③霓石型鈮稀土鐵礦石④鈉閃石云母型鈮稀土鐵礦石⑤白云石型鈮稀土鐵礦石。

相比較西礦，主東礦自然類型比較復(fù)雜，類型也多，且較多存在高品位的鐵礦石[3]。

西礦礦段其礦化特征由于氟鈉執(zhí)液交代作用微弱，礦石類型三種，鐵礦石分出鈉閃石型，白云石型鈮稀土鐵礦石，靠近板巖部分有少量云母型礦石。主東礦礦石與西礦的礦石既有相同的特征，如含稀土鈮，均有白云石型，但也有不一樣的地方，主東礦礦石含稀土鈮含量高，類型多，且高品位礦石分帶明顯，所以應(yīng)根據(jù)這兩類不同的礦床特點，劃分不同的類型，進(jìn)行不同的資源儲量估算分類及開采中分采分用。注意差別。

而西礦白云石型原生磁鐵礦石，磁鐵礦石占礦石總鐵量的77.1%，赤鐵礦占1.5%，碳酸鐵、硫化鐵和硅酸鐵占鐵總量超過20%，因而其選礦金屬回收率低，磨礦粒度細(xì)，選礦比大，選礦成本高。從2001年～2006年，主東礦選礦比平均為2.66t/t；而西礦2010年選礦比為3.69t/t；盡管精礦品位不同、流程不同，但西礦礦石選礦成本遠(yuǎn)高于主東礦礦石選礦成本。

6. 結(jié)論

6.1 通過上述論述基本上全面闡明了白云鄂博西礦礦石類型，并與主東礦礦石類型進(jìn)行了比較，為白云鄂博西礦礦石類型劃分歸類及依據(jù)提供了全面的資料。

6.2 介于白云鄂博西礦礦石類型的復(fù)雜性，應(yīng)根據(jù)西礦礦石類型的特點，在以后礦石資源儲量估算中，有的礦石類型因占的比例很小（如高品位閃石型鐵礦石），可以不去單獨(dú)劃類，單獨(dú)估算，應(yīng)與主東礦估算資源儲量有所差別。

6.3 雖然針對白云鄂博鐵礦西礦礦石的礦物工藝學(xué)研究文獻(xiàn)很多，但近年在西礦開采過程中及幾次西礦生產(chǎn)勘探中，對于西礦礦石分類較詳細(xì)的論述較少。本文較詳細(xì)地論述西礦礦石礦石特征且進(jìn)行分類命名，各自給出了劃分指標(biāo)及特征，為白云鄂博西礦開采及編寫生產(chǎn)地質(zhì)報告提供了參考。

以上僅為筆者拙見，有考慮不周的地方，請各位讀者及專家批評指正。

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