大崇鐵金礦礦體分布特征及礦石加工技術(shù)性能研究

儲照波，李令斌，朱隨洲，熊燕娜，王昌偉

(1.山東正元地質(zhì)資源勘查有限責(zé)任公司，山東 淄博 255000；2.生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心，北京 100012)

隨著中國經(jīng)濟(jì)與全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，對鐵礦石的需求日趨旺盛，市場價(jià)格逐步看好。目前國內(nèi)65%鐵精礦粉(干基)價(jià)格在1 000元/t左右，比幾年前之價(jià)格有所回落。但機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存，機(jī)遇大于風(fēng)險(xiǎn)，所以，當(dāng)前之形勢為開發(fā)利用該區(qū)低品位鐵礦提供了良好機(jī)遇。鐵礦是鋼鐵工業(yè)的基本原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和日常生活的各個(gè)方面。近年來，不僅我國鋼鐵生產(chǎn)迅速增長，巴西和印度同樣有很多的鋼鐵生產(chǎn)計(jì)劃，前蘇聯(lián)的鋼鐵工業(yè)也在復(fù)蘇。據(jù)澳大利亞礦石經(jīng)濟(jì)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測：全球鐵礦石需求量在2009年將達(dá)到16億t，即在5年內(nèi)增長3億t，全球鐵礦石需求的攀升帶動了一大批鐵礦山的新建和擴(kuò)建以及低品位礦的開發(fā)利用。據(jù)有關(guān)資料，正在新建和擴(kuò)建項(xiàng)目22個(gè)，總投資達(dá)到144億美元，這些項(xiàng)目的總產(chǎn)能達(dá)2億t/a以上。因此，國內(nèi)外原材料的爭奪將更加激烈，短期內(nèi)全球鐵礦石供給短缺情況仍無法解決。黃金是貴金屬，是國際上的硬通貨，起著“自由外匯”的作用，在珠寶首飾、陶瓷、鑲牙、金筆等傳統(tǒng)行業(yè)廣泛運(yùn)用，在電子、電氣、宇航和國防尖端等工業(yè)中有特殊用途。2010年中國黃金產(chǎn)量達(dá)到340.876 t，成為全球第一產(chǎn)金大國；2010年全球黃金制造業(yè)用金需求量為2 778.6 t，中國571.51 t，位居全球第2[1-5]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造位于越城嶺背斜之紫云山復(fù)式背斜西側(cè)，區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、下二疊統(tǒng)及第四系等。礦區(qū)東部、南部出露大片寒武系，中部為震旦系，西部出露泥盆系—下二疊統(tǒng)。湖南省新寧縣大橋礦區(qū)大崇鐵金礦區(qū)域地質(zhì)如圖1所示。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，按其展布方向可分為北東向、北北東向及近東西向3組斷層。①北東向斷層：發(fā)育有F3、F4、F5等斷層。其中，F(xiàn)4斷層規(guī)模大，走向20°～40°，傾向NW，傾角40°～65°，走向上呈舒緩波斜穿區(qū)域中部，造成大量地層缺失，致使泥盆紀(jì)地層直接覆于震旦紀(jì)之上，沿線巖石硅化、破碎強(qiáng)烈，角礫發(fā)育。該斷層為逆斷層，具多次活動的復(fù)活斷裂特征，為該區(qū)導(dǎo)礦構(gòu)造。②北北東向斷層：發(fā)育有F1、F2、F6、F7等斷層，其中，F(xiàn)1、F2斷層規(guī)模較大，展布于區(qū)域中西部，走向5°～15°，傾向NW，傾角不明，波狀延伸>1 000 m。③近東西向斷層：發(fā)育有F8、F9等斷層，展布于區(qū)域中部，走向280°～290°，傾向南，傾角50°左右，規(guī)模較小，斷層性質(zhì)為平推斷層，對礦層連續(xù)性有一定破壞作用。區(qū)內(nèi)僅見田家白云母花崗巖體，分布于礦區(qū)南部3 km處，出露面積很小，侵入于震旦紀(jì)下統(tǒng)地層；另有云煌巖、石英細(xì)脈、方解石脈等熱液活動產(chǎn)物零星穿插于沉積巖層中。

2 礦山地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層有震旦系下統(tǒng)江口組、南沱組，震旦系上統(tǒng)留茶坡組，寒武系，泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組，石炭系下統(tǒng)孟公坳組及第四系等，主要為震旦系下統(tǒng)沉積變質(zhì)巖系，為控礦巖層，現(xiàn)由老至新分述如下。

(1)震旦系(Z)。①震旦系下統(tǒng)江口組(Z1j)：分布于礦區(qū)的中部，出露面積較大，為主要含礦地層，巖層走向NE，傾向NW，傾角20°～70°。該組總厚度>500 m，按巖性分為3段：上段為絹云母板巖、砂質(zhì)板巖；中段為含礦段，由含鐵石英(碧玉)巖、含鐵砂質(zhì)板巖、薄層磁鐵礦、絹云母板巖、綠泥石板巖、深灰綠色砂質(zhì)板巖組成，該段厚度67～200 m，平均厚130 m；下段為含礫砂質(zhì)板巖、含礫砂巖，該段厚度大于500 m。②震旦系下統(tǒng)南沱組(Z1n)：分布于礦區(qū)西部江口組之上，與江口組呈整合接觸，產(chǎn)狀與江口組基本一致，其巖性上部為紫紅色冰磧板巖，下部為黃褐色砂質(zhì)板巖，厚32.26～83.54 m。③震旦系上統(tǒng)留茶坡組(Z2l)：分布于礦區(qū)的東部，巖層走向NE，傾向NW，傾角50°左右，巖性為厚層硅質(zhì)巖和條帶狀燧石層，厚度73.56～126.68 m，受斷層影響地層倒轉(zhuǎn)，分別與下統(tǒng)江口組和寒武紀(jì)地層呈斷層接觸。

(3)泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組(D2q)。分布于礦區(qū)西北部，呈NE向展布，礦區(qū)只見棋梓組下部地層，巖性為厚層狀白云巖，厚度不詳，巖層呈刀砍狀構(gòu)造發(fā)育，與下伏地層呈斷層接觸。

(4)石炭系下統(tǒng)孟公坳組(C1m)。分布于礦區(qū)西北部，呈NE向展布，由厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、夾白云巖及粉砂巖組成，厚度>300 m，與泥盆紀(jì)地層呈斷層接觸。

(5)第四系(Q)。由殘坡積、沖積物及腐殖土組成，厚0～20 m。

2.2 地球物理特征

(1)磁性特征。區(qū)內(nèi)震旦系的泥質(zhì)板巖和砂巖、泥盆系的白云巖、寒武系的炭質(zhì)板巖等一般無磁性，而產(chǎn)于震旦紀(jì)地層中的沉積變質(zhì)鐵礦石具有很強(qiáng)的磁性，其磁化率一般能達(dá)到5 000×10-6×4πSI以上。因此，利用磁測方法了解磁鐵礦的分布范圍是可行的。

(2)電性特征。區(qū)內(nèi)金礦體與鐵礦在空間分布上有相伴的特點(diǎn)，有的鐵礦本身被黃鐵礦化，其含金品位達(dá)到了工業(yè)要求。

該區(qū)圍巖的極化率均較低，為1%左右，而磁鐵礦具有較高的極化率，一般為8%以上，金礦石一般表現(xiàn)為黃鐵礦化，具有中等的極化率，一般在5%以上(表1)?？梢婅F金礦石的極化率遠(yuǎn)高于圍巖，因此在區(qū)內(nèi)尋找鐵金礦并尋找其特征是可行的，但是也受一定的地形影響。

1000線激電聯(lián)合剖面實(shí)驗(yàn)綜合剖面如圖2所示。

圖2 1000線激電聯(lián)合剖面實(shí)驗(yàn)綜合剖面Fig.2 Comprehensive section of 1000-line IP joint section experiment

目的是了解各地層的極化率特征，該地質(zhì)斷面由西向東依次為泥盆紀(jì)中統(tǒng)的白云巖(局部夾薄煤層)、震旦紀(jì)板巖，白云巖板巖的極化率背景值一般在2%左右，并且薄煤層和弱的礦化帶不能引起激電異常。大的斷裂帶能引起低阻正交負(fù)異常，小的破碎帶只表現(xiàn)為局部的低電阻。由鐵礦為主的鐵金礦帶能引起明顯的極化率異常，呈明顯的反交點(diǎn)。從電阻率上看，圍巖與鐵、金礦石差別不大，均屬于同一數(shù)量級，另外本區(qū)地形較為復(fù)雜，視電阻率受地形影響較大。因此，視電阻率不適宜于研究本區(qū)鐵金礦的特征，但是斷裂構(gòu)造由于含水多，與兩側(cè)巖石有較大的電阻率差異。因此，可以根據(jù)低阻帶的特征尋找斷裂構(gòu)造。

3 礦體特征

3.1 鐵礦

大崇鐵礦屬于清江橋鐵礦區(qū)的一部分，準(zhǔn)采范圍內(nèi)共有Ⅰ、Ⅱ號2個(gè)礦體，原出露的Ⅴ、Ⅵ號礦體向深部延伸為此次核實(shí)的Ⅱ號礦體。井下+440～+620 m中段巷道工程揭露Ⅰ、Ⅱ號2個(gè)礦體，其中Ⅱ號礦體為主礦體，各礦體基本地質(zhì)特征如下。

(1)Ⅰ號礦體。賦存于震旦系江口組灰綠色板巖中，礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，走向長度約550 m，傾向延伸約240 m，礦體厚度9.84～61.7 m，平均厚度35.73 m，礦體厚度變化系數(shù)65%；傾向北西，傾角42°左右。TFe為15.08%～30.75%、平均品位21.42%，mFe為3.61%～4.26%、平均品位12.87%；礦體出露標(biāo)高為+485～+620 m，礦體埋深60～240 m。

(2)Ⅱ號礦體。賦存于震旦系江口組灰綠色板巖中，礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，走向控制長約750 m，傾向控制延伸約240 m，傾向北西，平均傾角43°，厚度13.53～93.0 m，平均厚度49.77 m，礦體厚度變化系數(shù)78%。TFe為11.99%～43.48%、平均品位22.28%，mFe為1.22%～29.20%、平均品位11.20%；礦體出露標(biāo)高為+485～+620 m，礦體埋深60～240 m。

3.2 金礦

共伴生金礦床，賦存于震旦系江口組含磁鐵礦灰綠色板巖中的構(gòu)造破碎帶中，與鐵的硫化物呈正相關(guān)性，絕大部分與磁鐵礦共伴生，二者產(chǎn)狀大致一樣。此次工作圈定出金礦化帶5個(gè)，即1號、2號、3號、4號、5號金礦化帶，在礦化帶中共圈出16個(gè)金礦體、10個(gè)伴生金礦塊段，其中主要金礦體為1號礦帶中的1-1號金礦體。各金礦帶12線以北礦段產(chǎn)狀較緩、平均傾角為35°，12線以南礦段產(chǎn)狀較陡、平均傾角為65°。1號—5號金礦化帶規(guī)模、形態(tài)、分布特征詳見表2。

表2 金礦帶規(guī)模、形態(tài)、分布特征Tab.2 Scale，shape and distribution characteristics of the gold ore belt

(1)1號礦帶。原在礦區(qū)南部露天開采鐵礦時(shí)發(fā)現(xiàn)1號礦帶南淺部的1個(gè)金礦體，地表有BT01、BT11、BT21、MD1等4個(gè)工程揭露，經(jīng)深部+440、+575、+620 m這3個(gè)中段10處工程揭露，發(fā)現(xiàn)本礦帶中分布1-1號金礦體、(1-1)伴伴生金礦塊段，兩者分布范圍基本一致，礦體長430 m，垂高210 m，分布在11線—15線，產(chǎn)出標(biāo)高+440～+650 m。礦體規(guī)模較大，富集中心較集中，在Ⅰ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中呈透鏡狀產(chǎn)出，延續(xù)性較好。礦化帶中1-1號金礦體單工程平均Au品位1.54～5.11 g/t，礦體平均Au品位2.51 g/t，單工程厚度1.20～19.61 m，平均厚度9.80 m。1-1號金礦體為礦區(qū)中主要金礦體，礦石量1 362 765 t、Au金屬量3 414 kg，分別占整個(gè)礦區(qū)工業(yè)金礦體礦石量的76%、Au金屬量的59%。(1-1)伴伴生金礦塊段單工程平均Au品位0.17～0.66 g/t，塊段平均Au品位0.39 g/t、TFe品位21.50%，單工程厚度1.08～32.40 m，平均厚度6.58 m。(1-1)伴伴生金礦塊段，礦石量695 394 t、Au金屬量270 kg，分別占整個(gè)礦區(qū)伴生金礦塊段礦石量的18%、Au金屬量的22%。該礦化帶寬度為4.60～45.81 m，平均寬8.41 m，Au品位為0～12.5 g/t，平均品位1.79 g/t。該礦化帶占全礦區(qū)工業(yè)金礦及伴生金礦礦石量的37%、Au金屬量的52%，為礦區(qū)主要礦化帶。

(2)2號礦帶。經(jīng)深部+440、+575、+620 m這3個(gè)中段揭露，礦帶長430 m，垂高180 m，產(chǎn)出標(biāo)高+440～+620 m。礦體規(guī)模較小，富集中心較分散，在1號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中呈透鏡狀產(chǎn)出，延續(xù)性較差。礦化帶中金礦體2個(gè)即2-1、2-2號金礦體，伴生金礦塊段3個(gè)即(2-1)伴、(2-2)伴、(2-3)伴塊段。其中，2-1、2-2號2個(gè)金礦體均為單工程揭露，2-1號金礦體Au工程平均品位11.59 g/t、工程見礦厚度4.16 m，由+620 m中段15線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度90 m；2-2號金礦體Au工程平均品位5.11 g/t、工程見礦厚度1.20 m，由485中段12線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度90 m。伴生金礦塊段單工程Au品位0.10～0.60 g/t，平均品位0.39 g/t，單工程厚度1.13～17.48 m，平均厚度5.32 m。整個(gè)礦化帶寬1.13～21.64 m，平均寬4.74 m，Au品位0～15.44 g/t，平均品位1.43 g/t。

(3)3號礦帶。經(jīng)深部+440、+575、+620 m這3個(gè)中段揭露，礦帶長590 m，垂高180 m，產(chǎn)出標(biāo)高+440～+620 m。礦化帶規(guī)模較大，富集中心較分散，礦化帶分布金礦體5個(gè)(3-1、3-2、3-3、3-4、3-5號礦體)，伴生金塊段1個(gè)即(3-1)伴塊段。其中，3-1和3-2礦體分布于綠泥石板巖構(gòu)造破碎帶中，其余礦體(塊段)分布在Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，均呈透鏡狀產(chǎn)出，延續(xù)性較差。5個(gè)金礦體均為單工程見礦。其中：3-1號金礦體Au工程平均品位3.80 g/t、工程見礦厚度1.72 m，由+620 m中段15線穿脈工程控制，分布于綠泥石板巖構(gòu)造破碎帶中，推測傾斜及走向長度90 m；3-2號金礦體Au工程平均品位8.85 g/t、工程見礦厚度4.71 m，由+620 m中段15線穿脈工程控制，分布于綠泥石板巖構(gòu)造破碎帶中，推測傾斜及走向長度90 m；3-3號金礦體Au工程平均品位為12.25 g/t、工程見礦厚度1.54 m，由+440 m中段15線穿脈工程控制，分布于Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，推測傾斜及走向長度90 m；3-4號金礦體Au工程平均品位7.45 g/t、工程見礦厚度1.77 m，由+575 m中段13線穿脈工程控制，分布于Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，推測傾斜及走向長度90 m；3-5號金礦體Au工程平均品位5.35 g/t、工程見礦厚度1.23 m，由+440 m中段12線穿脈工程控制，分布于Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，推測傾斜及走向長度90 m。(3-1)伴伴生金塊段單工程Au品位0.10～0.57 g/t，平均品位0.28 g/t，單工程厚度1.18～9.87 m，平均厚度3.93 m。整個(gè)礦化帶寬1.18～12.5 m，平均寬3.60 m，Au品位為0～19.91 g/t，平均品位1.02 g/t。

(4)4號礦帶。經(jīng)深部+440、+575、+620 m等3個(gè)中段揭露，礦體長590 m，垂高180 m，產(chǎn)出標(biāo)高+440～+620 m。礦化帶規(guī)模較大，富集中心較分散，礦化帶分布金礦體5個(gè)(4-1、4-2、4-3、4-4、4-5號礦體)，伴生(4-1)伴、(4-2)伴2個(gè)金塊段。均賦存在Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，呈透鏡狀產(chǎn)出，延續(xù)性較差。金礦體多為單工程見礦，其中，4-1號金礦體由+575 m中段15線穿脈、+440 m中段15線穿脈兩工程控制，Au單工程品位4.70～5.39 g/t、平均4.93 g/t，工程見礦厚度0.82～1.83 m、平均1.33 m，礦體傾斜延伸220 m、走向長90 m；4-2號金礦體Au工程平均品位2.30 g/t、工程見礦厚度1.46 m，由+620 m中段15線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度為90 m；4-3號金礦體Au工程平均品位3.40 g/t、工程見礦厚度1.75 m，由+575 m中段13線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度90 m；4-4號金礦體Au工程平均品位8.90 g/t、工程見礦厚度1.23 m，由+440 m中段12線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度90 m；4-5號金礦體Au工程平均品位3.40 g/t、工程見礦厚度4.48 m，由+485 m中段11A線穿脈工程控制，推測傾斜及走向長度90 m。(4-1)伴伴生金塊段分布于整個(gè)礦化帶，由14處坑道工程控制，單工程Au品位0.10～0.98 g/t，平均品位0.22 g/t，單工程厚度0.91～9.40 m，平均厚度4.13 m；(4-2)伴伴生金塊段為單工程見礦，平均品位0.76 g/t，厚度6.57 m。整個(gè)礦化帶寬1.73～9.77 m，平均寬3.82 m，Au品位0～8.90 g/t，平均品位0.64 g/t。

(5)5號礦帶。經(jīng)深部+440、+575、+620 m等3個(gè)中段揭露，礦體長590 m，垂高180 m，產(chǎn)出標(biāo)高+440～+620 m。礦化帶規(guī)模較大，富集中心較分散，礦化帶分布金礦體3個(gè)(5-1、5-2、5-3號)，伴生金塊段3個(gè)即(5-1)伴、(5-2)伴、(5-3)伴塊段。賦存在Ⅱ號鐵礦體構(gòu)造破碎帶中，呈透鏡狀產(chǎn)出，延續(xù)性較差。金礦體多為單工程見礦，其中：5-1號金礦體由+620 m中段15線穿脈、+575 m中段15線坑內(nèi)水平鉆等2工程控制，Au單工程品位為1.17～10.18 g/t、平均5.28 g/t，工程見礦厚度4.95～6.84 m、平均厚5.88 m，礦體傾斜延伸長130 m、走向長90 m；5-2號金礦體Au工程平均品位為1.90 g/t、工程見礦厚度7.75 m，由+440 m中段15線坑內(nèi)水平鉆控制，推測傾斜及走向長度90 m；5-3號金礦體由+575 m中段13線穿脈、+440 m中段13線穿脈2工程控制，Au單工程品位3.96～7.83 g/t、平均6.68 g/t，工程見礦厚度1.41～3.23 m、平均2.36 m，礦體傾斜延伸220 m、走向長90 m。(5-1)伴伴生金塊段由坑道及坑內(nèi)鉆等12處工程控制，單工程Au品位0.15～0.67 g/t，平均品位0.40 g/t，單工程厚度1.59～8.97 m，平均4.87 m；(5-2)伴、(5-3)伴塊段由1-2處工程揭露，平均Au品位為0.14～0.69 g/t，單工程厚度1.59～4.95 m。整個(gè)礦化帶寬1.59～19.51 m，平均寬4.72 m，Au品位0～24.42 g/t，平均品位1.05 g/t。

金礦體特征見表3。

表3 金礦體特征Tab.3 Gold ore body characteristics

3.3 生產(chǎn)勘查物探成果解釋

(1)磁法成果解釋。M2異常位于礦區(qū)南部的震旦紀(jì)地層中，異常分布于M108線到M124線的144號—155號，面積約為20 000 m2，異常走向北東，橢圓形，長軸180 m，短軸110 m，為磁力低異常。異常有2個(gè)極值，分別為-10 140 nT和-9 140 nT。在M116線和M120線的143號到146號點(diǎn)均見到鐵礦層露頭，推斷該異常為Ⅰ號鐵礦體引起。根據(jù)磁異常衰減快的特點(diǎn)推斷該礦體埋深不大，按半極值圈定礦體范圍為16 000 m2。且僅在1條測線上有反映，可以推測向南延伸不大，最大不超過40 m。因?yàn)榻鸬V石無磁性，根據(jù)磁異常圈定的鐵礦范圍僅是單純的鐵礦范圍，與電法圈定鐵礦范圍有一定的差別。

圖3 172線聯(lián)合剖面ηa、ρa(bǔ)曲線與5號礦體的對應(yīng)關(guān)系Fig.3 Correspondence between the ηa and ρa(bǔ)curves of the 172 joint section and the No.5 ore body

生產(chǎn)勘查物探極化率異常成果與地質(zhì)推斷的礦體有所區(qū)別。①根據(jù)鐵金礦體和極化率異常的寬度的對應(yīng)關(guān)系，圈定為2個(gè)鐵金礦帶，1號礦帶在測區(qū)中部，貫通南北，長800 m，最寬160 m，最窄處60 m，走向由南向北，由北東轉(zhuǎn)為北西；2號礦帶由一條剖面結(jié)合已知露頭確定，長度140 m，寬度60 m，走向北偏東。②同時(shí)，此次工作推斷斷裂構(gòu)造1條，走向北西，傾向北東，長度594 m。斷裂帶經(jīng)過186/E124、184/E128、175/E132、169/E140、164/E148、148/E156均為正交點(diǎn)，為明顯的低阻帶反映。③從激發(fā)極化測深成果發(fā)現(xiàn)1號異常由多個(gè)礦層疊加組成，最小延深為100 m，深度變化規(guī)律不明顯，同時(shí)，認(rèn)為E180線的激電異常主要與金礦化有關(guān)。

4 礦石加工技術(shù)性能

2011年7月完成了《巴凌沖鐵金礦選礦試驗(yàn)研究報(bào)告》，其各方案的選礦實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)指標(biāo)詳見表4。

表4 新寧縣巴凌沖鐵礦選礦流程試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test results of the beneficiation process of Balingchong Iron Mine in Xinning County

4.1 礦石工藝學(xué)特征

(1)礦物組成及含量。肉眼觀察礦石微帶綠色的灰黑色，呈不均勻的浸染狀構(gòu)造，部分呈條紋狀或角礫狀構(gòu)造。礦石礦物較簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦(12.5%)，次為赤鐵礦(6.4%)、黃鐵礦(3.2%)，脈石礦物主要為石英(42.1%)，次為綠泥石(24.9%)、鐵白云石(5.8%)、絹云母(4.1%)、鋯石、磷灰石、金紅石、黝簾石等。

(2)礦石化學(xué)成分。①礦石中可供選礦回收的元素主要是鐵，但品位僅為19.87%，金的含量為0.51 g/t，可作為綜合回收對象。礦石中TFe/FeO的比值為2.23，堿性系數(shù)(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.09。②為達(dá)到富集鐵礦物的目的，需要選礦排除脈石組分主要是SiO2，其次為Al2O3，有害雜質(zhì)磷和硫的含量均明顯偏高。③礦石中鐵的賦存狀態(tài)極為復(fù)雜，磁鐵礦中的鐵加上呈假象赤鐵礦中的鐵合計(jì)分布率為45.04%，即為選礦采用單一弱磁選工藝分選礦石中鐵礦物時(shí)鐵的最大理論回收率(鐵精礦產(chǎn)率12.50%)；呈赤(褐)鐵礦產(chǎn)出的高價(jià)氧化鐵分布率為22.19%，顯然需要采用強(qiáng)磁選工藝才能回收；而賦存在含鐵硅酸鹽類礦物中的鐵分布率為19.58%，則需要通過選礦排入尾礦。綜述區(qū)內(nèi)礦石屬低磷高硫低品位的赤鐵礦—磁鐵礦混合型鐵礦石。

(3)主要礦物的產(chǎn)出形式。①磁鐵礦(Fe3O4)：選礦富集回收鐵的主要目的礦物，一般呈自形、半自形等軸粒狀，晶體內(nèi)部普遍較為潔凈，次生變化微弱。細(xì)粒磁鐵礦粒度變化較大，個(gè)別粗者可至0.8 mm左右，一般0.04～0.30 mm，常呈稠密—稀疏浸染狀與脈石交生，少數(shù)則呈星散狀產(chǎn)出或分布在赤鐵礦中；微細(xì)粒磁鐵礦粒度為0.01～0.03 mm，部分甚至小于0.005 mm，主要以稀疏浸染狀的形式出現(xiàn)，晶粒之間互不相連，局部為稀疏浸染條帶狀。上述兩者礦物含量比大致為4∶1，它們既可單獨(dú)出現(xiàn)，也常見于同一礦塊中?？傊?，礦石中磁鐵礦分散程度高，極少聚合成集合體，這也是需要采用細(xì)磨(磨礦細(xì)度在0.037～0.052 mm，礦石中90%以上的磁鐵礦可得到解離)工藝才能獲得較高品位鐵精礦的主要原因。②赤鐵礦(Fe2O3)：自形、半自形板片狀、針柱狀或粒狀，晶體粒度普遍在0.01 mm以下，部分甚至小于0.002 mm。其晶體粒度較磁鐵礦更加細(xì)小，雖然部分可聚形成團(tuán)塊狀集合體，但絕大部分與脈石的鑲嵌關(guān)系極為復(fù)雜。因此，認(rèn)為礦石中赤鐵礦的回收難度較大。③黃鐵礦(FeS2)：自形、半自形粒狀，一般顆粒較大，多呈星散浸染狀或短脈狀嵌布在脈石礦物中，與磁鐵礦、赤鐵礦的嵌連關(guān)系并不密切，因此，弱磁選鐵精礦中硫?qū)⒉粫摺睦碚撋蟻碚f黃鐵礦應(yīng)是金的主要載體礦物，實(shí)際上未發(fā)現(xiàn)金礦物分布。因此，礦石中金的賦存狀態(tài)有待深入研究。④脈石礦物：礦石中脈石礦物主要是石英和綠泥石，次為鐵白云石和絹云母。其中，石英多為不規(guī)則的微細(xì)粒狀，部分因晚期熱液活動的影響而重結(jié)晶形成梳狀、條帶狀集合體；綠泥石分布廣泛，常與石英混雜交生構(gòu)成鐵礦物的嵌布基底，較為富集的部位其體積含量可達(dá)80%左右；鐵白云石分布不均勻，部分為細(xì)脈狀沿裂隙穿插交代其他礦物，部分則呈細(xì)小的透鏡狀集合體與綠泥石交生；絹云母分布零星，常與綠泥石混雜交生。

4.2 選礦試驗(yàn)及評價(jià)

通過詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究、選礦工藝參數(shù)及流程結(jié)構(gòu)的多次探索性試驗(yàn)研究后，確定以綜合回收磁鐵礦和金為目的，階段磨礦—弱磁—磁選柱流程如圖4所示。

圖4 階段磨礦—弱磁—磁選柱流程Fig.4 Stage grinding-weak magnetic-magnetic separation process

試驗(yàn)原礦石TFe為19.87%，其中磁性鐵為8.34%，赤褐鐵為4.41%，Au為0.51 g/t。試驗(yàn)藥劑：NaOH(化學(xué)純)、腐殖酸銨(工業(yè)品，水溶性腐殖酸46.31%，水不溶物10.57%，水分15.46%，pH值8.0，粒度50目，速效氮NC4.07%，有機(jī)質(zhì)62.34%。)、水玻璃(工業(yè)品，模數(shù)2.3，Na2SiO3含量45.51%。)、SD(工業(yè)級玉米淀粉)、CY-78(自制浮選捕收劑)、戊基黃藥(純度90.3%)、Na2CO3(分析純)。采用階段磨礦(一段細(xì)磨細(xì)度-0.075 mm為55.17%拋尾粗精礦再磨至-0.075 mm為95.38%)—弱磁—磁選柱流程(圖4)，可獲得產(chǎn)率為13.03%、品位TFe為65.31%、鐵回收率44.30%的鐵精礦。

如果考慮伴生金的綜合回收利用，可在上述選礦流程中原礦一段磨礦細(xì)度-0.075 mm為75.56%時(shí)，采用浮選富集硫金—氰化浸金流程(圖5)可獲得產(chǎn)率4.45%、含金10.23 g/t、硫43.00%，金回收率87.53%的富金產(chǎn)品，其尾礦弱磁選后，弱磁精礦再磨至-0.075 mm為93.97%，采用弱磁—磁選柱再選—磁選柱中礦返回再磨的流程獲得上述鐵精礦產(chǎn)品。類比研究結(jié)果認(rèn)為：每處理1 t原礦，只回收磁鐵礦時(shí)效益達(dá)到58.57元；如果浮選回收硫金，潛在效益可達(dá)128.9元。說明該礦鐵金礦石具有較好的加工技術(shù)性能。

圖5 浮選富集硫金—氰化浸金流程Fig.5 Flotation enrichment of sulphur gold-cyanide gold leaching process

4.3 試驗(yàn)結(jié)果及建議

(1)赤鐵礦嵌布粒度極其細(xì)微，屬于超細(xì)粒度，回收難度極大，且選流程復(fù)雜、成本高，可暫不考慮赤鐵礦的回收問題。

(2)通過多次探索性試驗(yàn)研究后，確定以綜合回收磁鐵礦和金為目的，推薦礦山采用“階段磨礦(一段細(xì)磨細(xì)度-0.075 mm為55.17%拋尾粗精礦再磨至-0.075 mm為95.38%)—弱磁—磁選柱流程”。如果考慮伴生金的綜合回收利用，可在上述選礦流程中原礦一段磨礦細(xì)度-0.075 mm為75.56%時(shí)，“采用浮選富集硫金-氰化浸金流程，其尾礦弱磁選后，弱磁精礦再磨至-0.075 mm為93.97%，采用弱磁—磁選柱再選—磁選柱中礦返回再磨的流程”。如果金回收不具備市場條件，應(yīng)預(yù)留場地，先建設(shè)回收磁鐵礦的選礦工程。

(3)原礦通過弱磁分選后的尾礦在細(xì)磨條件下(如-0.075 mm為95%)采用氰化浸出，金的浸出率可達(dá)76.47%；對浮選試驗(yàn)所得硫金精礦進(jìn)行氰化浸出時(shí)金的浸出率可為59.00%。

(4)經(jīng)選礦后初步估算，每處理1 t原礦，只回收磁鐵礦時(shí)效益達(dá)到58.57元；如果浮選回收硫金，潛在效益可達(dá)128.9元，可進(jìn)行生產(chǎn)性選礦試驗(yàn)。

4.4 生產(chǎn)性選礦現(xiàn)狀

礦山已建有選廠生產(chǎn)鐵精礦，一期1臺機(jī)組生產(chǎn)能力為45萬t/a的鐵礦選礦廠已按試驗(yàn)推薦流程進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)，其各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。預(yù)計(jì)2臺機(jī)組選礦生產(chǎn)能力可達(dá)到70萬～100萬t/a。

5 結(jié)語

礦山開采鐵、金礦具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，另金礦化帶鐵礦石中含有達(dá)伴生評價(jià)指標(biāo)的有益組分Au，Au含量平均0.33 g/t，據(jù)估算共伴生金1 249 kg，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀，綜合回收利用，能大大增加其經(jīng)濟(jì)效益。且產(chǎn)品銷售渠道穩(wěn)定，礦山保有儲量豐富，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展遠(yuǎn)景，必能促進(jìn)當(dāng)?shù)貏趧泳蜆I(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。