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我國鐵礦資源利用現狀和問(wèn)題

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:03:00 [收藏]

    1． 鐵礦資源儲量及其特點(diǎn)
    我國鐵礦資源分布非常廣泛，遍及全國31個(gè)省、市和自治區的700多個(gè)縣、旗。截止2006年底，全國鐵礦石查明資源儲量607.26億t，其中，基礎儲量220.92億t，占36.4%，資源量386.34億t。遼寧、四川、河北、山西、云南五省合計查明資源儲量372.52億t，占總查明資源儲量的61.3％。

    我國鐵礦資源多而不富，以中低品位礦為主，富礦資源儲量只占1.8%，而貧礦儲量占47.6%。中小礦多，大礦少，特大礦更少。礦石類(lèi)型復雜，難選礦和多組分共(伴)生礦所占比重大。難選赤鐵礦和多組分共生鐵礦石儲量各占全國總儲量的1/3，共伴生組分主要包括V、Ti、Cu、Pb、Zn、Co、Nb、Se、Sb、W、Sn、Mo、Au、Ag、S、稀土等30余種，最主要的有Ti、V、Nb、Cu、Co、S和稀土等，有的共(伴)生組分的經(jīng)濟價(jià)值甚至超過(guò)鐵礦價(jià)值，如白云鄂博鐵礦中含有豐富的REO和Ta、Nb；攀枝花釩鈦鐵礦中的V和Ti儲量居世界前位。隨著(zhù)分離和應用技術(shù)的提高，這些共(伴)生組分將得到充分的綜合回收利用。有些紅礦有用組分嵌布粒度細，或者與有害組分嵌布緊密，難以選別回收，造成鐵礦物選礦回收率低，大量有用組分流失到尾礦中。有些以中低品位為主但易采易選的磁鐵礦礦床，其中夾有大量邊際效益的低品位礦石，如有適當的經(jīng)濟刺激政策，也可得到充分開(kāi)發(fā)利用。

    2． 開(kāi)發(fā)利用現狀及開(kāi)發(fā)過(guò)程中資源的利用情況
    隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，國內鋼鐵市場(chǎng)需求日益強勁，近20年來(lái)，鋼產(chǎn)量翻了幾翻，對鐵礦石的需求量呈不斷增長(cháng)的趨勢，對鐵礦山建設也提出了更高的要求。目前我國已形成具有年產(chǎn)鐵礦石5億t能力的生產(chǎn)體系，并建成鞍山―本溪、西昌―攀枝花、冀東―密云、五臺―嵐縣、包頭―白云鄂博、鄂東、寧蕪、酒泉、海南石碌、邯鄲―邢臺等重要鐵礦原料基地，鐵礦石采掘規模居世界第一，但仍不能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的國內需求；鐵礦石生產(chǎn)集中程度也不高，據2006年的統計，全國共有鐵礦山3933處，其中大中型礦山224處，占礦山總數的5.7%。大部分鐵礦石采用的是露天開(kāi)采，特別是大型礦山，更是以露天開(kāi)采為主。2006年全國有齊大山（1700萬(wàn)噸）、水廠(chǎng)（850萬(wàn)噸）、南芬（1200萬(wàn)噸）、南山（600萬(wàn)噸）、白云鄂博（1200萬(wàn)噸）、蘭尖（600萬(wàn)噸）等年產(chǎn)礦石量超過(guò)300萬(wàn)t的露天鐵礦山16座；而年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)t的地下礦山僅10座，如鏡鐵山（330萬(wàn)噸）、梅山（340萬(wàn)噸）、西石門(mén)（200萬(wàn)噸）、程潮（150萬(wàn)噸）等。全國有重點(diǎn)選礦廠(chǎng)35座。
    大中型鐵礦山露天采剝工藝多為組合臺階或分條擴幫開(kāi)采工藝。開(kāi)拓方式主要為鐵路－汽車(chē)聯(lián)合運輸方式，或采用單一汽車(chē)、平硐溜井運輸方式。
    大中型鐵礦地下礦山開(kāi)拓方式多以豎井開(kāi)拓為主，也有平硐溜井斜坡道開(kāi)拓方式，還有豎井斜井、豎井斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓方式。采礦方法以無(wú)底柱分段崩落法為主，有底柱分段崩落法、淺孔留礦法等也有應用。
    小型坑采礦山普遍存在著(zhù)設備簡(jiǎn)陋，生產(chǎn)條件差、安全設施不健全，每年都發(fā)生數起透水、冒頂、地表塌陷等重大事故，破壞了礦體的整體性，再實(shí)行規模開(kāi)采已十分困難，丟礦、漏礦等現象十分嚴重。
    據統計，2006年全國鐵礦石產(chǎn)量58817.14萬(wàn)噸，其中，42家重點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)量14193.9萬(wàn)噸，占全國產(chǎn)量的24.13%；24家地方骨干企業(yè)產(chǎn)量2487.20萬(wàn)噸，占全國產(chǎn)量的4.23%；小礦產(chǎn)量42136.04萬(wàn)噸，占全國產(chǎn)量的71.64%。
    國有重點(diǎn)礦山和地方骨干企業(yè)以露采為主，在16681.1萬(wàn)噸的產(chǎn)量中, 露采產(chǎn)量為13491.67萬(wàn)噸，占80.88%，平均采出品位30.53%，平均回采率96.35%；坑采產(chǎn)量為3189.43萬(wàn)噸，占19.12%，平均采出品位38.29%，平均回采率78.67%；
    國有重點(diǎn)礦山產(chǎn)量14193.9萬(wàn)噸，平均出礦品位30.5%，采礦回收率96.5%；其中，露采11909.01萬(wàn)噸，占83.9%，出礦品位30.5%，采礦回收率96.5%；坑采2284.89萬(wàn)噸，占16.1%，出礦品位39.16%，采礦回收率78.64%； 地方骨干企業(yè)產(chǎn)量2487.20萬(wàn)噸，其中，露采1582.66萬(wàn)噸，占63.63%；坑采904.54萬(wàn)噸，占53.31%。
    2006年全國重點(diǎn)礦山和地方骨干企業(yè)選廠(chǎng)的平均入選品位31.23%，平均精礦品位64.88％，平均尾礦品位10.5%，平均選礦回收率為90.1％。其中，重點(diǎn)礦山企業(yè)選廠(chǎng)的平均入選品位31.15%，平均精礦品位64.82％，平均尾礦品位10.74%，平均選礦回收率為79.69％。
    按礦石類(lèi)型分，全國重點(diǎn)礦山的磁鐵礦選廠(chǎng)的平均入選品位30.23%，鐵精礦品位67.11％，選礦回收率82.67％，尾礦品位8.59％；紅礦選廠(chǎng)的平均入選品位30.98%，鐵精礦品位68.49％，選礦回收率82.3％，尾礦品位8.29％；多金屬礦選廠(chǎng)的平均入選品位34.34%，鐵精礦品位61.77％，選礦回收率71.7％，尾礦品位15.86%。 從礦石類(lèi)型來(lái)看，磁鐵礦的選礦指標較好，紅礦的選礦指標由于近年來(lái)選礦工藝得到了較好的改善，特別是政府大力推廣紅礦選礦的提鐵降硅選礦新技術(shù)，終于取得了令人滿(mǎn)意的成績(jì)。一般地講, 機械化和自動(dòng)化水平高的大型選礦廠(chǎng)的回收率比前幾年有了較大的提高。多金屬礦的選礦指標近年雖也有提高，但在精礦品位和回收率、尾礦品位等方面仍有較大差距，其選礦技術(shù)和工藝流程有待進(jìn)一步改善，以提高精礦品位和選礦回收率。
    專(zhuān)家分析，鐵礦石以露天開(kāi)采為主的情況很可能將在近期出現逆轉。初步統計表明，到2010年后，我國約有一半的露天礦將出現資源危機，同時(shí)，淺地表易處理的鐵礦石保有儲量也呈大幅減少的趨勢。因此可以認為，地下開(kāi)采將是今后我國開(kāi)采鐵礦石的主要發(fā)展趨勢。然而，令人擔憂(yōu)的是，我國地下鐵礦企業(yè)由于歷史的原因，普遍采用崩落采礦法等落后采礦方法，礦石貧化損失達35％～40％，礦山資源綜合回收率僅在50％左右，大量資源被丟棄而無(wú)法回收。
    盡管我國鐵礦資源儲量位居世界前列，但因人口眾多，人均占有量?jì)H36t（世界人均占有量為51.19t），僅為世界人均占有量的70％。特別是由于鐵礦資源品位低，平均品位33%，尚不到世界上富礦資源國平均品位的一半，因此自1985年起，國產(chǎn)鐵礦石已不能滿(mǎn)足鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需求，進(jìn)口逐年擴大，目前我國鐵礦石的進(jìn)口依存度已超過(guò)50%。
    3．綜合利用情況：成績(jì)與不足
    根據礦石類(lèi)型、礦物組合、有用元素含量及其賦存狀態(tài)和礦石綜合利用特點(diǎn)，可將我國鐵礦按共(伴)生資源狀況劃分為4種類(lèi)型：
    （1）單一鐵礦石型：礦石礦物簡(jiǎn)單，主要為磁鐵礦，或赤鐵礦與菱鐵礦互為主次。除鐵外，一般不含其他有用組分，個(gè)別伴生有Ga，但未被回收。屬于此類(lèi)的有沉積鐵礦如江西余江式鐵礦，受變質(zhì)沉積鐵礦如遼寧、河北、山西一帶的鞍山式鐵礦。

    （2）銅－硫（鈷）－鐵或錫－硫（鉬）－鐵礦石類(lèi)型：又稱(chēng)鐵多金屬礦，除鐵外，常共生Cu、S、Co、Zn、Mo、Sn、石膏，伴生有Cu、S、Pb、Zn、Co、Au、Ag、Sn、Mo、W等組分。屬于此類(lèi)的有接觸交代－熱液鐵礦及與火山－侵入活動(dòng)有關(guān)的鐵礦。該類(lèi)型代表性礦床有大冶、程潮、金山店、魯中、梅山、金嶺、西石門(mén)、符山等。
    （3）釩－鈦－鐵礦石類(lèi)型：又稱(chēng)釩鈦磁鐵礦，礦石成分復雜，除鐵外，尚共生有V、Ti，伴生有Cu、Ni、Co、S、Cr、Se、Te、Sc、Ge、Ga等組分。主要礦物有鈦磁鐵礦（釩鈦磁鐵礦）、鈦鐵礦及鈦、鐵的硫化礦物；主要脈石礦物有輝石（鈦輝石）、斜長(cháng)石、綠泥石（橄欖石）。該類(lèi)型礦床以攀枝花地區釩鈦磁鐵礦床規模最大，承德地區大廟釩鈦磁鐵礦次之。
    （4）多金屬－稀土－鐵礦石型：該類(lèi)型的礦產(chǎn)成因類(lèi)型為沉積變質(zhì)熱液疊加鐵礦床，白云鄂博鐵礦屬于此類(lèi)。白云鄂博鐵礦床是世界獨特的大型鋯石－稀土－鈮鉭多金屬共生礦床，除鐵外，共生有稀土、鈮鉭，稀土資源占世界稀土總儲量的80％，占我國稀土總儲量的97％，被稱(chēng)為“稀土之鄉”，鈮的儲量?jì)H次于巴西，居世界第二位。
    （5）鈾－硼－鐵礦石型：遼寧翁泉溝含鈾硼鐵礦為此類(lèi)鐵礦的唯一例子。這是一個(gè)硼鐵共生，伴生鎂、鈾等有用資源的多元素共生礦。B2O3儲量為2184萬(wàn)噸，占全國硼儲量的58%，鐵儲量2.83億噸。由于有用礦石嵌布粒度極細，機械選礦分離主要礦物回收率很低。國內目前分離鐵硼有兩種主要方法，一種是高爐冶煉分離硼鐵，另一種是選礦初步富集，選擇性浸出法分離硼鐵，硼、鐵、鈾、鎂全面綜合利用。后者比前者雖然綜合利用程度更高，產(chǎn)品適用性好，但由于浸出法需要大量的酸，成本過(guò)高,而沒(méi)有達到國家有關(guān)部門(mén)的認可。
    國家長(cháng)期堅持從人力、物力、財力方面對攀枝花、白云鄂博等典型共生鐵礦床進(jìn)行綜合利用攻關(guān)項目的投入，積極組織力量進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)并取得一系列成果，逐步在冶金礦山方面形成了攀枝花、白云鄂博兩大礦產(chǎn)資源綜合利用基地，對推進(jìn)全國礦產(chǎn)資源綜合利用工作起到了很好的示范作用。
    至今，我們從開(kāi)采的鐵礦中綜合回收利用的組分已多達27種以上，其中可選出單獨精礦的有鐵、銅、硫（鈷）、鋅、釩、鈦、硼、稀土、重晶石、螢石和磷灰石等12種，呈分散狀態(tài)在冶煉中回收的有Au、Ag、Co、Ni、Se、Te、Sc、Ge、Ga、Bi、Cd、Nb、Ta、La、Nb等15種元素。此外，在尾礦、廢石的綜合利用方面也取得了很大進(jìn)展。其中尤以包鋼白云鄂博含稀土鈮鉭磁鐵礦的綜合利用工作最有成效。
    包鋼白云鄂博鐵礦是一個(gè)富含稀土鈮鉭磁鐵礦的特大型綜合共伴生礦床，目前年產(chǎn)75000噸稀土礦的初級產(chǎn)品，占全國稀土礦年產(chǎn)量的57%。包鋼依托綜合利用，成立了集稀土采冶、稀土分離、稀土加工、稀土貿易、稀土科研為一身的稀土集團公司，目前該公司已形成年產(chǎn)稀土精礦10萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)能力占全國稀土精礦80%以上，生產(chǎn)REO含量為30%～60%多種品級的氟碳鈰礦和獨居石混合稀土精礦，以及REO含量為68%的品位單一的氟碳鈰精礦，成為我國稀土工業(yè)原料的主要生產(chǎn)基地，也是世界上最大生產(chǎn)企業(yè)。稀土產(chǎn)品主要有以下四大類(lèi)：有30%、50%、55%和60%四種不同品位稀土精礦產(chǎn)品，及稀土品位為68%的氟碳鈰精礦；冶煉加工產(chǎn)品，有氯化稀土、碳酸稀土、富鑭稀土、釤銪釓富集物和鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓單一稀土氧化物；稀土金屬產(chǎn)品，有混合稀土金屬、富鑭稀土金屬、金屬釹、金屬釤、金屬鏑、金屬鋱等。稀土合金產(chǎn)品有稀土硅鐵合金、稀土鎂硅鐵合金等。
    攀枝花鋼鐵公司從釩鈦磁鐵礦中分離出鐵、釩、鈦等金屬，年產(chǎn)釩渣12.9萬(wàn)噸，鈦精礦10萬(wàn)噸。通過(guò)科研攻關(guān)，釩的回收率提高到90%，硫、鈷已在選礦階段加以回收。
    大冶鐵礦從選廠(chǎng)回收了鐵、銅、鈷和硫，從冶煉廠(chǎng)回收了金和銀，綜合利用產(chǎn)值占總產(chǎn)值的40%以上，保證了企業(yè)盈利。
    鞍鋼、本鋼等重點(diǎn)選礦廠(chǎng)進(jìn)行了尾礦再磨再選回收鐵，且鞍鋼集團公司解決了一直困擾鐵礦山的“紅礦”選礦回收率低的問(wèn)題，采用陽(yáng)離子反浮選提鐵降硅選礦新技術(shù)，將紅礦的選礦回收率提高到80％以上，且精礦品位也提高到64％左右；梅山礦業(yè)公司和邯邢局的玉石洼等鐵礦對硫鐵礦也進(jìn)行了綜合回收。上述礦山都在綜合利用礦產(chǎn)資源方面取得了顯著(zhù)成效。
    尾礦再選回收鐵：尾礦再選是充分利用鐵礦資源的有效措施之一。20世紀90年代以來(lái)，有些選礦廠(chǎng)投資建立了尾礦單獨再選廠(chǎng)，如本鋼南芬選礦廠(chǎng)，再選品位高達66％。有的選礦廠(chǎng)在原來(lái)選礦的工藝流程上進(jìn)行了尾礦再選改造，如鞍山的大孤山選礦廠(chǎng)，分別在原工藝流程的磁選車(chē)間和三選車(chē)間都增加了尾礦處理，再磨再選后的精礦均都返回到主工藝流程中去，一并得到最終的精礦。
    尾礦和廢石的綜合處理：選礦廠(chǎng)尾礦除了再選回收有用元素以外，還可進(jìn)行綜合利用，將其進(jìn)行分級處理后加工成墻板、磚、人造大理石、水泥砌塊等建筑材料。礦山采出的廢石破碎加工后，可用做建筑材料的基石、鐵路道渣、充填采坑、筑尾礦壩等。如首鋼礦業(yè)公司一直把發(fā)展綜合利用固體廢氣物作為企業(yè)治理作業(yè)環(huán)境的重要措施。從20世紀90年代開(kāi)始，通過(guò)借鑒兄弟單位的經(jīng)驗以及與科研部門(mén)合作，探索開(kāi)發(fā)了陶瓷、微晶玻璃花崗巖、鐵路道渣、建筑尾礦、建筑石渣、建筑砌塊、彩色地坪磚等多種產(chǎn)品，進(jìn)入了北京、天津以及周邊市場(chǎng)，取得了一定的效果。
    攀枝花鑫帝礦業(yè)利用攀鋼廢棄的極低品位含礦圍巖或者采礦廢石，即含全鐵平均為15％～16％、含二氧化鈦7％左右的貧礦石進(jìn)行綜合利用，利用嚴格科學(xué)的管理，從成本控制入手，確保企業(yè)必須在創(chuàng )造巨大社會(huì )效益的同時(shí)，確保獲取一定的經(jīng)濟效益，并形成企業(yè)與環(huán)境的和諧共生，即通過(guò)對產(chǎn)品加工過(guò)程有可能產(chǎn)生的環(huán)境污染進(jìn)行徹底治理和減少排土場(chǎng)的堆積，最終將堆積場(chǎng)地全部進(jìn)行復墾，使荒山變綠。經(jīng)過(guò)連續生產(chǎn)，選礦產(chǎn)品全鐵品位可達到55％以上，二氧化鈦品位可達到47%以上。目前，釩鈦鐵精礦日產(chǎn)300t左右，鈦精礦日產(chǎn)40t左右。 
    殘礦的回收。礦山將采后所剩余的礦石稱(chēng)為“殘礦”。為了提高資源的利用率，許多礦山都對殘礦進(jìn)行回收。但是，成本投入大和安全因素一直是困擾殘礦回收的大問(wèn)題。
    為了加強資源回收工作，確保生產(chǎn)安全，鞍鋼紅坑口抽調得力的干部，組建了殘采工區，專(zhuān)門(mén)負責回收中段間的頂底柱以及礦房間的礦壁等。通過(guò)精心的組織。在確保安全的前提下，使部分殘礦得到了較好的回收，每年的回收量都在5萬(wàn)t以上，創(chuàng )造了巨大的經(jīng)濟效益。
    低品位礦得到大規模利用。我國鐵礦低品位礦數量巨大，如馬鞍山高村鐵礦礦石儲量3.4億噸，平均品位20.48%；其中表外礦1.27億噸，平均品位17.22%，采礦設計僅利用了1/3。鞍鋼低品位礦弓長(cháng)嶺、眼前山鐵礦各有2000萬(wàn)噸有尚未利用。在進(jìn)口礦突破2億噸，進(jìn)口依存度超過(guò)50%, 而且進(jìn)口礦價(jià)格節節上升的情況下，最近幾年我國的低品位礦得到大規模利用，鐵礦石產(chǎn)量年年有新的突破。
    難選鐵礦石科研攻關(guān)取得一定的進(jìn)展。例如遼寧翁泉溝含鈾硼鐵礦，鐵礦石儲量2.83億噸，共生B2O3儲量2184萬(wàn)噸，占全國硼儲量的58%。
    難選礦石選礦指標有望取得突破。多年來(lái)我國對弱磁性鐵礦石進(jìn)行了大量研究工作，并研制成功陽(yáng)離子反浮選提鐵降硅選礦新技術(shù)，工業(yè)試驗階段已取得重大進(jìn)展，目前該項技術(shù)正在鞍鋼所屬礦山進(jìn)行大規模推廣。
    存在的主要問(wèn)題：
    1）技術(shù)裝備水平低下。我國大中型鐵礦企業(yè)雖有部分大型先進(jìn)采礦裝備，但數量很少，多數規格小、型號雜、狀況差、不配套、超期服役、老化嚴重，導致設備能耗大，效率低，普遍面臨技術(shù)改造和維修問(wèn)題。選礦工藝設備落后，自動(dòng)化水平低，很多選礦廠(chǎng)基本上是人工操作，效率低。
    2）許多難選鐵礦仍須加大科研攻關(guān)力度。目前我國仍有一些大型鐵-多金屬礦床未進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，其中一個(gè)主要原因是選礦技術(shù)不過(guò)關(guān)。太鋼峨口鐵礦中，大約占全鐵8%的碳酸鐵難以回收，全礦儲量達9000萬(wàn)噸，尾礦鐵品位達13.36%，可以再選。山西嵐縣袁家村鐵礦儲量9.6億噸，礦山采礦和交通條件都很好，但礦石有用礦物粒度極細難選，且開(kāi)采前期大部分礦石為赤鐵礦，長(cháng)期未能得到開(kāi)發(fā)利用。要有針對性地對尚未開(kāi)發(fā)的難選礦石進(jìn)行選礦試驗研究，尋求有效的選礦工藝，為其開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)支持。
    3）采礦廢石和選礦尾砂的綜合利用和無(wú)害化處理迫在眉睫。目前鐵礦企業(yè)每年剝離（掘進(jìn)）的廢石達6億噸，排出的尾礦約5億噸，對生態(tài)環(huán)境的負面影響與日俱增。目前尾砂再選雖有進(jìn)展，但總體規模還不大，還不太普遍。
    4）對共伴生資源的綜合回收利用力度不夠。綜合回收鐵礦中共伴生有益元素，是充分利用礦產(chǎn)資源，提高礦山經(jīng)濟效益的重要措施?，F已有攀枝花、大冶、程潮、金山店、山東金嶺、萊鋼馬莊等礦山對礦石中富含的有益元素進(jìn)行了綜合回收利用。尤其是攀枝花釩鈦磁鐵礦中的鈦更是極其重要的有益組分，其經(jīng)濟價(jià)值遠超過(guò)鐵本身。盡管目前在綜合利用上取得了一定成績(jì)和經(jīng)濟效益，但回收的品種和回收率均不理想。攀鋼公司選礦廠(chǎng)-19微米鈦鐵礦的回收技術(shù)一直沒(méi)有突破，致使分布在鈦輝石中的部分鈦鐵礦目前無(wú)法回收，鈦精礦選礦回收率偏低，只有20.88%，尾礦中二氧化鈦的品位仍高達6-8%。冶金爐渣中鈦的品位高達25%但卻不能回收利用。另外，在伴生有益元素中，除S、Co外，還有Sc、Ni、Ga、Cv、Mn、Ta、Nb、Y 等8種無(wú)法回收。白云鄂博鐵鐵礦中的大多數鈮鉭和稀土也還未回收利用。
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