淺析我國鐵礦石開采與質量管理

許世偉

（通化鋼鐵集團大栗子礦業(yè)有限責任公司，吉林 白山 134602）

1 我國鐵礦石概述

鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早，利用最廣，用量最多的金屬，其消耗量約占金屬總消耗量的95%左右。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè)，冶煉含碳量不同的生鐵和鋼，鐵礦石還用于作合成氨的催化劑，天然礦物顏料、飼料添加劑和名貴藥石等，但用量很少。隨著我國鋼鐵生產的不斷加大，對鐵礦石數(shù)量的需求也在不斷增加，但是由于自然以及社會環(huán)境多方面的影響，對鐵礦石質量產生了很大的影響，進而影響了采礦企業(yè)的生產。因此，采礦企業(yè)要在開采鐵礦石的同時進行質量檢測管理。

2 鐵礦石的質量管理

2.1 采礦

對于地下采場的鐵礦石質量管理，總的要求是實行按品級、類型分采、分裝、分選，注意工業(yè)礦石掃清出凈。同時要注意出礦極限品位，其數(shù)值約介于邊界品位與尾礦品位之間，并盡可能在出礦時減小礦石的貧化。對于露天采場的鐵礦石質量管理，要注意分穿、分爆、分鏟、分運、分級破碎儲存，并加強皮帶選揀廢石等，保證提高鐵礦石質量。

2.1.1 礦石采樣原則

①原則上應沿礦體厚度方向（即鐵礦石物質成分變化最大的方向）采集樣品；②若礦床由不同類型的若干個礦體組成，則應按不同礦體、不同類型鐵礦石和礦脈（包括不同風化程度的礦石）分別采樣，即盡量按照可區(qū)分出的不同種類礦石分別采集樣品；③在一般情況下，同種類型的礦石化學全分析樣品只需采集1-2個。

2.1.2 鐵礦石的開采技術要求

一般來說，必須有工業(yè)價值的礦床，然后才能考慮開采問題。因為我國富鐵礦石不多，品位越高，質量越好，我國的工業(yè)品位定在大于45%，含磷越低，鐵礦石的冶煉和分選的成本越低，是冶煉廠青睞的，價格越較高。

2.1.3 開采設備分兩種

①露天開采:這種開采法成本低，利潤高，主要是利用挖崛機，裝載機，汽車，風鉆機，炸藥等；②地下開采:這種開采法成本較高，還需要坑道支架和通風設備，鋪設礦山軌道，利用專門設備小火車運到地表。

如果是向冶煉廠提供礦石，聯(lián)系到火車車皮就可以，如果是提供半成品，還需要一套設備，最小型的也要100多萬元，把礦石磨細，進行初步分選（需要大量的水，要求含鐵量在90%以上），然后提供給冶煉廠。

2.1.4 采礦方法及其分類

①空場采礦法:這類方法用于開采圍巖和礦石都很穩(wěn)固的礦床，地壓管理是用采區(qū)中所留下的礦柱支撐和維護采空區(qū)。在回采過程中隨礦石被采出后所形成的采空區(qū)不立即進行處理（充填或崩落）而空放著，這是本類方法的基本特征。屬于這類采礦方法的主要有全面法、房柱法、分段法、階段礦房法。②留礦法:這類采礦方法是用在開采圍巖穩(wěn)固而礦石很穩(wěn)固的礦床，采場地壓管理是用采區(qū)中所留的房間礦柱和隨回采而爆破下來的礦石，暫時留在采場（留下2/3）支撐圍巖和工作臺，待整個采場采完后再集中放礦，這是留礦法的基本特征。屬于這類采礦方法的有淺孔留礦法、深孔留礦法。③充填采礦法:這類方法是用在開采礦石比較穩(wěn)固而圍巖不夠穩(wěn)固的礦床。采場地壓管理是在礦石回采期間必須用充填法的基本特征。

支柱充填法亦屬此類，根據(jù)充填料的特性本類方法可分為干式充填法，水砂充填法，膠結充填采礦法。④崩落采礦法:這類方法是用在開采圍巖和礦石由不夠穩(wěn)固到中等穩(wěn)固的礦床。崩落法的地壓管理是隨崩落礦石同時（或稍滯后）而圍巖自動崩落或人工崩落充滿采空區(qū)。

屬于這類方法的主要有分層崩落法、分段崩落法、階段崩落法。

2.2 配礦——礦石質量均衡

采礦及運輸過程中，有計劃有目的地按比例搭配不同品級的礦石，使之混合均勻，然后送往礦石加工部分的工作，稱為配礦。其意義在于:①保證選礦或冶煉礦石質量均衡，有助于提高選、冶工作效率及效果；②有計劃地搭配部分貧礦石，使之達到工業(yè)經濟利用標準，有助于充分利用礦產資源；③提高部分貧礦石的質量等級，利于增加經濟收入，降低成本。

配礦的原則是:兩種礦石的品級及特性相差懸殊時不能搭配，否則會給選冶部門造成技術上的困難；不同自然類型的礦石不能搭配；兩種粒度規(guī)格相差過大的礦石不能搭配；耐火材料及某些應用其物理性質的礦產一般不能配礦。原礦石破碎以前的配礦和商品礦石的配礦，都要經過一次配礦或多次配礦兩個步驟。

2.3 選礦——提高礦石質量

選礦工藝過程主要由3個作業(yè)階段構成:①選前礦物原料的準備作業(yè)，包括粉碎(破碎和磨碎)、篩分、分級和洗礦:②選別作業(yè)，包括霞選、浮選、電選、揀選和化學選；③選后產品的處理，包括精礦、中礦、尾礦的脫水、尾礦堆置和廢水處理。

合理的選礦工藝要求選礦技術先進和工藝流程合理可靠。同時，對于節(jié)省經營費用，提高勞動生產率和提高選別指標，充分回收和綜合利用礦產資源。保護環(huán)境都具有重大意義。

3 鐵礦石的質量檢測

3.1 鐵礦石檢驗的理論基礎

鐵礦石檢驗的理論基礎包括數(shù)理統(tǒng)計、誤差理論統(tǒng)計、方差分析等。

3.2 鐵礦石分析方法

滴定和重量試驗、吸光光度法、原子吸收光譜法、發(fā)射光譜法、lCP光譜法、X射線熒光光譜法等。

3.3 鐵礦石取樣方法

①鐵精粉的取樣:

a.大堆取樣，在鐵精粉堆上，用網格分布法，使用1.5m長的取樣器釬插取樣，根據(jù)鐵精粉堆的大小取8-16個點位，每個取樣點間距不大于1m。如果鐵精粉堆過大，可將大堆分為多個部分，對每部分進行分別取樣，分多個樣品進行分析，也可混勻后縮分為1個樣品，縮分后，保留2kg左右樣品。

b.車廂取樣，使用1m長的取樣器垂直插取樣品，在車廂鐵精粉表面橫向和豎向劃網格，在網格交叉處取樣，混勻后，縮分，保留樣品2kg左右。

自動取樣機取樣:每班目前取樣三次，兩次監(jiān)控樣，一次班樣，監(jiān)控樣可全部取回，除分析的樣品外，全部保留，與班樣的樣品混勻，縮分，保留1kg左右，烘干，制成-160～-200目樣品。

②原礦取樣:堆樣在原礦樣堆上采用網格法取樣，在交接點用鐵锨取樣，混合后，縮分，保留5kg左右樣品。

皮帶取樣:每小時在皮帶截取一定量的原礦樣品，每次樣品量要大致相等，8小時混勻，縮分，至3-5kg送化驗室。

③拋尾取樣

a.自動取樣機取樣:自動取樣機擬訂半小時取一次樣品，每班取一次拋尾，將自動取樣機所取的樣品進行縮分，保留5kg左右，用小桶裝回化驗室。

b.按拋尾堆的情況，在堆的頂部，半部和下部人工取樣。

c.采用網格片分別取一不定的樣品量，進行混勻、縮分、保留5kg左右，用小桶拿回化驗室。

3.4 鐵礦石樣品的制樣方法

物理試驗用試樣取樣方法:水分檢測、粒度測定、轉鼓指數(shù)的檢測、抗壓強度的測定、還原率與還原速率的檢測、自由膨脹指數(shù)檢測。

3.5 鐵礦石化學分析

分析化學通則與樣品預處理、分析試樣中濕存水及化合水測定、全鐵含量的檢測、鐵礦石中有害及有益雜質元素的檢測、鐵礦石其他常見項目的檢測。

4 結語

鐵礦石的質量關系到采礦企業(yè)的經濟效益，因此要掌握鐵礦石資源分布情況，做好采礦、配礦、選礦工作，對開采的鐵礦石進行鐵礦質量檢測以及質量狀況的綜合統(tǒng)計與分析，進行有效的質量管理，保證生產中所用的鐵礦石質量，有利于采礦企業(yè)生產處于受控狀態(tài)下高效的運行。

[1]李鳳貴，張西春.鐵礦石檢驗技術基本信息[J].中國標準出版社，2005年.

[2]彭甲平.鐵礦石質量評價[J].湖南冶金，2000年03期