西河石灰石資源開發(fā)利用可行性分析

卿玉國，李 鐘

（張店鋼鐵總廠，山東 淄博255007）

西河石灰石資源開發(fā)利用可行性分析

卿玉國，李 鐘

（張店鋼鐵總廠，山東 淄博255007）

西河鎮(zhèn)富藏優(yōu)質石灰石資源，但長期以來因附加值低、地理位置偏遠，未能得到很好的開發(fā)利用。根據(jù)當前山東省內優(yōu)質石灰石資源分布情況和鋼鐵冶煉技術的發(fā)展，從市場、技術、經(jīng)濟等各方面分析，山東鋼鐵集團開發(fā)西河石灰石資源是必要和可行的。

西河石灰石；開發(fā)利用；可行性分析

1 資源概況

淄博市淄川區(qū)西河鎮(zhèn)一帶有優(yōu)質的石灰石資源，達到了冶金或化工用灰?guī)r質量標準。一直以來，由于西河鎮(zhèn)地理位置偏僻，距離周邊鋼鐵廠相對較遠，該區(qū)域的石灰石資源未能被很好地開發(fā)利用，更多地是用于當?shù)氐慕ㄖ虾退嘣?。根?jù)山東鋼鐵集團有限公司的長期發(fā)展規(guī)劃，為了滿足山鋼內部鋼鐵冶煉石灰熔劑的需要，經(jīng)對有關石灰石資源的調查了解和初步的可行性分析，認為在山東淄博市淄川區(qū)西河鎮(zhèn)建設1座生產能力200萬t/a的石灰石露天礦山是必要和可行的。

石灰石資源位于淄博市淄川區(qū)龍泉鎮(zhèn)和西河鎮(zhèn)東南，處于東經(jīng)117°58′、北緯36°32′周圍，西臨省道湖南路，距離淄川城區(qū)15 km，張店城區(qū)40 km。距離濟鋼和萊鋼100 km以內，距離日鋼260 km左右，距離青鋼約300 km。

由山東淄博地區(qū)地質地形圖（1∶50 000）和近年來湖田石礦在所在區(qū)域合作開礦的實際資源現(xiàn)狀，優(yōu)質石灰石資源分布區(qū)域南北長10 km、東西寬2 km，礦層出露地表和小采石場當前開采深度在10～30 m不等，初步估算區(qū)域內資源儲量達5億～10億t。區(qū)域內石灰石資源和現(xiàn)湖田石礦石灰石同屬奧陶系中統(tǒng)馬家溝組三段，氧化鈣含量在54%左右，二氧化硅含量在0.3%～1%，品質上乘。區(qū)域內有原柳泉石礦、淄博礦務局東華水泥廠和幾家小石料廠，還有很大部分資源尚無采礦權人。

2 必要性分析

1）湖田石礦石灰石資源品位高、雜質少（CaO含量＞54%，SiO2含量＜1%），山東省內與其地質條件和品質相近的只有淄川龍泉鎮(zhèn)、西河鎮(zhèn)一帶還有有限的優(yōu)質石灰石資源。石灰石資源廣泛用于化工、冶金、食品及醫(yī)藥等眾多行業(yè)，且用量巨大（據(jù)有關資料，全國每年僅冶金石灰用量就在3 000萬t以上，即石灰石用量在5 000萬t以上），這就決定了不久的將來，這些石灰石資源勢必會成為眾多企業(yè)爭奪的焦點。

2）山鋼集團的組建為山東冶金開創(chuàng)了新的發(fā)展局面。根據(jù)山鋼的規(guī)劃，集團內部冶金石灰的用量將在400萬t/a以上，即石灰石用量在700萬t/a左右，而根據(jù)所了解的情況，當前萊鋼和濟鋼所屬石灰石礦山總的生產能力在400萬～500萬t/a（目前濟鋼和萊鋼在淄博西河、嶺子等地都有相當?shù)牟少徚浚?，存在較大的缺口，從長遠看缺口更大。尤其是日照精品基地的建設規(guī)劃，日照附近尚未發(fā)現(xiàn)有優(yōu)質的石灰石資源（日照石灰石基本為水泥和電石用灰?guī)r，品位較低；日鋼所用石灰石很大部分是從臨沂、沂水等地采購，也在淄博湖田、西河等地積極尋求石灰石供應商；山鋼集團初選擬配套的石灰石礦山也在臨沂，相距日照100 km左右，并且品質較低，CaO含量僅有52%左右）。開辟新的石灰石資源渠道，尤其是山鋼向高精發(fā)展所需的優(yōu)質石灰石資源渠道，對山鋼來說是十分必要的。

3）單從山鋼集團內淄博冶金的發(fā)展規(guī)劃看，張店鋼鐵總廠新區(qū)建成后，生鐵、鋼、材的生產能力將分別達到300萬t/a，冶金石灰用量將達到50萬t/a（石灰石用量85萬t/a）左右；其唯一所屬的湖田石礦因淄博市政府進行環(huán)境治理，已強制關停，石灰石資源問題迫在眉睫。再加上金嶺鐵礦（無配套石灰石礦山）煉鐵所用燒結灰用量，石灰石缺口更大。開辟新的石灰石礦山，首先是保證張鋼或山鋼淄博地區(qū)的石灰原料供應的最佳措施。

4）從技術角度看，開辟優(yōu)質石灰石資源對整個山鋼的鋼鐵冶煉是十分必要的。優(yōu)質石灰有利于煉鋼生產順行，主要表現(xiàn)在：一是提高化渣速度，縮短冶煉時間，加入鐵水后能迅速與其他化合物熔解成渣；二是提高煉鋼熱效率，廢鋼比增加，石灰品質越優(yōu)，需用量就越少，渣量隨之減少，鋼渣帶走的熱量也大大減少，可有效降低熱損失，相應可以多用廢鋼；三是提高鋼水收得率，降低鋼鐵料消耗，渣的減少使鐵損降低，其綜合效果是鋼水收得率提高，鋼鐵料消耗降低；四是提高脫硫、脫磷效果，改進鋼的質量，由于優(yōu)質石灰有效CaO含量高、氣孔率高、比表面積大，CaO分子性能活潑，在冶煉中具有較好的脫硫、脫磷效果，同時，由于優(yōu)質石灰本身所含雜質少，硫、磷含量低，成分穩(wěn)定，便于煉鋼操作，對提高和改進鋼的質量大有好處；五是爐襯侵蝕減輕，爐齡提高，優(yōu)質石灰快速熔化進入爐渣的有效CaO可快速中和爐渣的酸性物質，同時縮短了冶煉時間，為保護爐襯和提高爐齡創(chuàng)造了條件。另外，在精煉過程中加入優(yōu)質活性石灰，可以使精煉渣化學成分發(fā)生根本變化，有利于精煉的進行。

3 可行性分析

3.1 市場可行性

根據(jù)當前所了解的市場情況，除了前文提到的山鋼內部的需求量之外，目前在淄博地區(qū)采購優(yōu)質石灰石或石灰的客戶還有：天津地區(qū)的大無縫鋼管廠、天津鋼廠、榮程鋼廠，山東的聊城茌平鋁廠、青鋼、青島堿廠、章丘鋼廠、魏橋集團鋁廠、付山鋼廠、宏達鋼鐵公司等，年采購量相當于石灰石300萬t以上，市場需求量非常大。隨著周邊小采石場的逐步關閉，市場需求將日趨緊俏。

根據(jù)以上市場情況和山鋼擬將其作為日照精品鋼基地的配套石灰石輔料礦山的初步規(guī)劃，日照精品鋼基地的活性石灰用量將達到150萬t/a，按供應50%計算，即需用石灰石120萬t/a；再加張鋼85萬t/a的石灰石用量和其他市場需求量，西河礦初步至少設計生產規(guī)模200萬t/a。

根據(jù)湖田石礦幾十年的生產經(jīng)驗以及礦區(qū)礦石賦存條件和質量，礦石的選礦只需進行簡單的破碎篩分即可。考慮到部分地段裂隙發(fā)育，黃土含量偏高以及精品鋼鐵冶煉對石灰石質量的高要求，尤其是對二氧化硅的嚴格要求，破碎工藝中必須設計有手選和水洗工序，確保遇到含黃泥較多的礦源時，能在選礦過程中將雜石和黃土等分離。經(jīng)過選礦后的產品規(guī)格有40～80 mm、20～40 mm、10～20 mm、5～10 mm、0～5 mm，前兩種含雜質少的可用于煅燒煉鋼用活性石灰；第3、4種由于粒度較小，雜質含量會相對較高，根據(jù)湖田石礦當前掌握的石灰煅燒技術，完全可以用于燒結石灰的煅燒；第5種作為建筑用砂或道土，這樣就可確保礦石完全綜合利用。生產工藝流程見圖1。

圖1 石灰石生產工藝流程

3.2 技術可行性

礦區(qū)處于丘陵地帶，需開采的石灰石資源基本處于山頭凸出部分，地面海拔高度較高，周邊無大的地表水源威脅礦區(qū)，發(fā)生洪水的可能性不大。當?shù)貧夂蛩募痉置鳎瑲鉁?、濕度、降水量、日照、風等自然條件都符合正常露天礦山開采所需的自然條件。

礦區(qū)所在區(qū)域基本為荒山，只有極少的耕地和樹木，根據(jù)和當?shù)卣臏贤?，建礦項目完全符合當?shù)卣l(fā)揮石灰石資源優(yōu)勢的發(fā)展規(guī)劃，地方政府允諾對建礦項目給予最大的支持和盡可能提供方便，以帶動地方經(jīng)濟發(fā)展。當?shù)叵嚓P的企業(yè)有水泥廠、石灰窯和石料廠，有較豐富的技術工人和農村富余勞動力供使用。

淄博市對礦業(yè)的規(guī)劃要求是要在距離“三區(qū)兩線”3 km的可視范圍之外，礦區(qū)位于淄博市南部山區(qū)，附近無風景區(qū)、無名勝古跡、無自然保護區(qū)和鐵路干線，符合市政府對礦業(yè)的規(guī)劃要求。只是最近的公路干線為省道湖南路，距離礦區(qū)不足3 km，但路邊剛好為有劈山將礦區(qū)與公路隔開，符合在可視范圍之外的要求，預計經(jīng)過溝通應該不會成為障礙。

礦山南部進行爆破作業(yè)時，對距離最近的西坡地和中坡地村會有一定影響，需采取微差爆破等控制爆破技術，降低爆破地震波、空氣沖擊波和飛石等對村民人身和房屋的危害。東面山上有22萬伏“十龍”高壓線，所以礦區(qū)東界以距離高壓線300 m為界，雖然高壓線位于爆破危險區(qū)以外，但由于電壓高，必須注意保護其安全，同時，如果采取電爆網(wǎng)絡起爆方式進行爆破，還必須注意高壓線對爆破作業(yè)的影響，確保爆破作業(yè)安全。

從采礦技術角度，根據(jù)露天礦山最小工作平臺、最小采掘帶長度等開采技術條件要求，由于初選礦區(qū)范圍達4 km2，完全可以采取多點同時開采的方式，達到200萬t/a的生產規(guī)模應該沒有問題。根據(jù)初選的礦區(qū)范圍估算總儲量約2億t，按200萬t/a成品礦產能計算，需開采原礦286萬t/a（200/0.7），礦山服務年限為70 a。

綜合各相關情況，初選的礦區(qū)范圍從所處的自然、客觀環(huán)境和技術條件都是可行的。破碎場可以建在礦區(qū)西南部距離公路較近的相對平坦區(qū)域，辦公區(qū)和職工生活區(qū)可建在交通方便的西河鎮(zhèn)東側，礦區(qū)需修建1條3 km左右的公路與湖南路相連，以方便礦石外運。

3.3 經(jīng)濟可行性

3.3.1 項目投資回收期分析

參照同類礦山建設投資情況，估算項目總投資為4.1億元。參照湖田石礦當前石灰石純生產成本約為21元/t（新建礦山由于設備先進、生產規(guī)模大等原因，成本應有所下降），石灰石平均市場售價（不含稅）為37元/t，按200萬t/a的生產規(guī)模，礦山年盈利能力為3 200萬元/a。

即項目靜態(tài)投資回收期為12.8 a（41 000/3 200）。在基準貼現(xiàn)率為5%的情況下，項目的動態(tài)投資回收期為：-lg（1-41 000×0.05/3 200）/lg（1+0.05）=20.9（a）。

以上僅從直接經(jīng)濟效益計算，相對礦山70 a的服務年限來講投資回收期是可行的。如果考慮石灰石品質提高給整個煉鋼帶來的綜合經(jīng)濟效益，投資回收期會大大縮短。

3.3.2 與臨沂石灰石礦對比分析

在同樣給日鋼供貨的前提下，西河礦的劣勢為運距較遠，臨沂到日照運距只有100 km左右，而西河礦到日照的運距約為260 km，運費相差應該在40元/t以內；而西河礦最大優(yōu)勢就是石灰石資源品質優(yōu)良，臨沂礦氧化鈣含量51%、二氧化硅含量1.8%（取樣均值），在不增加冶煉成本的條件下，西河石灰石和臨沂石灰石所允許的最高價差計算如下：

1）西河礦優(yōu)質石灰石中按CaO 54%、SiO20.7%計算，即CaCO396.43%、雜質3.57%。在煅燒過程中雜質的重量基本不發(fā)生改變，即石灰中CaO 93.80%，SiO21.22%。按煉鋼渣堿度R=4計算，石灰中有效CaO為88.92%。

2）臨沂礦石灰石按CaO 51%、SiO21.8%計算，即CaCO391.07%、雜質8.93%。即石灰中CaO 85.10%，SiO23.00%。按煉鋼渣堿度R=4計算，石灰中有效CaO為73.10%。

從以上計算可知，西河礦石灰石與臨沂礦石灰石所生產的石灰中有效CaO比為1.22。即1 t西河石灰石所生產的石灰相當于1.22 t臨沂石灰石所生產的石灰。以普通活性石灰的售價380元/t計算，在不增加冶煉成本的條件下，西河石灰石所生產的活性石灰允許最高價格為464元/t，西河礦和臨沂礦活性石灰允許的最高價差為84元/t。

按每1.7 t石灰石煅燒1 t石灰計算，在不增加冶煉成本時，允許的西河石灰石與臨沂石灰石的最高價差為49.4元/t（大于西河與臨沂兩地到日照40元/t的運費差）。

可見，相對運距最遠的日鋼而言，僅從所生產的活性石灰有效氧化鈣考慮，將西河礦配套日鋼，直接運石灰石也是經(jīng)濟可行的；如果考慮將石灰石就地煅燒成活性石灰后再外運，經(jīng)濟效益更加明顯。因此，西河礦石灰石的高品質完全可以彌補其運距遠的劣勢，當前青鋼從西河采購石灰石的事實也說明在300 km運距內是經(jīng)濟可行的。

由于日照是山鋼規(guī)劃的精品基地，考慮到優(yōu)質石灰石有害成分少，可以冶煉出高附加值的優(yōu)質特種鋼材，縮短冶煉時間，提高鋼水收得率，保護爐襯等，將西河礦配套日鋼更具經(jīng)濟可行性。

4 結論與建議

經(jīng)初步可行性分析，在西河建設200萬t/a露天石灰石礦山是必要和可行的。但以上分析還存在以下需說明的問題：

1）以上對資源的描述，包括對儲量的測算，都還只是根據(jù)了解到的現(xiàn)有技術資料和現(xiàn)場地表情況進行推測得出，未經(jīng)地質勘探。因此，按照地質勘探程序進行必要勘探，是開展下一步工作的前提。

2）礦山基建資金需求量大，土地置換、礦權轉讓及土地、地面附著物等購買要協(xié)調的相關方多且復雜，必須充分作好與各級政府的溝通。

3）為了減少運費，運輸1 t石灰相當于運輸1.7 t石灰石，所以建議配套建設活性石灰窯，可進一步提高綜合經(jīng)濟效益。

Feasibility Analysis on Exploitation of Limestone Resources in Xihe Town

QING Yu-guo,LI Zhong
（Zhangdian Iron and Steel General Works,Zibo 255007,China）

Xihe town is rich in high-quality limestone resources,but they have not been exploited and used for a long time,because of low additional value and position out-of-the-way.Depending on the distribution of high-quality limestone resources in Shangdong province and the development of steel smelting technology,through analyzing from market,technology,economy etc,it is necessary and feasible for Shangdong Iron and Steel Group to exploit and use the limestone in Xihe town.

limestone in Xihe town;exploitation;feasibility analysis

TD985

A

1004-4620（2010）04-0044-03

2010-02-26

卿玉國，男，1973年生，1994年畢業(yè)于遼寧本溪冶金高等?？茖W校采礦工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于山東大學工業(yè)工程專業(yè)，工程碩士。現(xiàn)為張店鋼鐵總廠湖田石礦辦公室主任，工程師，從事采礦技術和管理工作。