河北省邢台将军墓低质超贫铁矿地质特征与开发利用前景

宋小磊，杨蕾蕾，王禄太，徐 曼

1.吉林省地质调查院，吉林 长春 130061；2.吉林省有色金属地质勘查局六〇六队，吉林 通化134002；3.集安市国土资源局，吉林 集安134200

超贫铁矿，是指全铁质量分数低于现行规定的边界品位（TFe20%）,在当前经济技术条件下开发有经济效益，规模较大，易采易选的含铁地质体的统称。近年来，全国各地兴起了大规模开发超贫铁矿热潮。这种过去被视为“岩石”的低品位铁矿，在铁矿价格上涨的拉动下，迅速成为一些地方热门开发矿种，虽然国家尚无相关规范，但在河北、内蒙等地对该类型矿产出台了勘查和储量管理文件。超贫铁矿开发是我国经济发展对铁矿资源需求发生重大变化出现的新生事物，但也对传统铁矿勘查评价方法、资源储量界定、矿床工业指标确定以及开发管理提出了新的挑战。本次研究区内以往矿产勘查资料较少，通化礼同投资发展有限公司在该区开展了地质测量、1/万磁测和槽探、钻探验证工作，将该区铁矿资源确定为“低质超贫铁矿”，通过工程验证和异常推断预测铁矿资源量4.25 亿吨，该类型矿产一般情况下不具备开采价值，但在特定情况下可以带来巨大的经济效益和社会效益。

研究区位于太行山东麓河北省邢台市将军 墓 乡， 面 积34 km2， 中 心 地 理 坐 标 东 经114°02′25″，北纬37°09′45″，是河北省邢台县小流域改造治理及低质超贫铁回收示范工程。该项目是在移山填沟的过程中，对含有低质超贫铁山体中磁铁矿进行回收，使资源得到充分利用，同时改善土地中过量的铁元素对植物生长的抑制作用，填沟用的砂石分离出铁元素后，更适宜造地和植物生长，有利恢复耕种。回收的铁元素经过选矿富集后可以作为炼铁的原料。

1 地质概况

研究区大地构造位置位于山西中台隆（Ⅱ）、太行拱断束（Ⅲ）赞皇穹断束（Ⅳ）南部。

1.1 地层

区内地层由老到新为晚太古界阜平群瑞羊河组（Ar3r）、宁家庄组（Ar3n）、大河庄组（Ar3d）主要岩性由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩，为铁的赋矿层位,王家崇片麻岩（Wgn）、西黄村片麻岩（Xgn）、变质的表壳岩（Bgn）和寒武系、奥陶系地层，第四系为现代河床冲积砂砾等。

1.2 构造

褶皱在本区为北西走向、倾向南西的单斜构造，后期小褶曲、褶叠层构造发育；断裂构造为吕梁运动以后的产物，主要有近东西向、北东向和北北东向三组，多为正断层，破碎带常被后期脉岩充填，走向最长可达7～8 km,对矿体破坏不大。

1.3 岩浆岩

本区岩浆岩不发育，主要分布有基性、酸性脉岩、下寺基性岩墙，花岗伟晶岩、二长花岗斑岩、闪长岩脉、橄榄岩脉等，脉岩一般长数十到数百米，宽十余米，多沿破碎带分布。

1.4 地球物理特征

区内分布的含矿层位一般可引起大于250 nT或小于-200 nT 磁异常。通过工作发现49 处磁异常，推测矿致异常38 处，主要磁异常特征见表1。

表1 磁异常一览表Table 1 Magnetic anomalies

2 矿体特征

该区超贫铁矿以磁铁角闪岩和角闪磁铁石英岩形式赋存于太古界阜平群、瑞羊河岩组和大河庄岩组黑云斜长片麻岩中，矿石工业类型为需选选型低超贫铁矿，利用边界品位5%、最低工业品位8%和最小可采厚度10 m 在矿区圈定11 条铁矿体，含矿层随着地层的褶皱沿片麻理以蛇形弯曲蜿蜒出露，长由几十米至2 000 m不等，平均厚度59.97 m。TFe 品位在5.3%～13.8%，一般在10%～11%，磁性铁最高3.70%，最低1.25%，磁铁平均占有率为26%，磁性铁占有率偏低。规模较大的矿体有2、3、12、30 号矿体，其余长220～370 m，矿体特征见表2。

3 矿床开发利用前景

3.1 矿石开采、选冶加工技术性能

矿床规模较大，易采易选，适合露天开采，不需要复杂的采掘机械和火工品，开采成本较低。矿石采用“原矿预先筛分—增大粗碎破碎比—三段选择性干选预抛废—阶段磨矿强化分级磁选”工艺，具有抛废多，选别效率高，节能降耗等显著特点，通过前期干选处理后，粒度10 mm 以下，预抛率达 80%, 原矿品位从10.74% 提高到 19.44%，且磁铁矿占比大大提高。干选后再进行三段分级精选，即可获得铁精矿，产率为20.23%、铁回收率为70.73%、铁精矿品位为67.98%，分级精选试验结果见表3。

表2 矿体特征一览表Table 2 Orebody characteristics

3.2 矿床开发利用前景

表3 分级精选试验结果Table 3 Test results of grading concentration

3.2.1 资源形式分析

铁矿石资源作为一种不可再生资源，经过多年开采探明的资源储量在不断下降，虽然近年铁精粉价格有较大波动，随着钢铁市场需求逐年增加，低品位矿石是今后发展方向，也是解决资源危机的一种新途径。

3.2.2 低质超贫铁矿开发利用前景

本次对邢台县将军墓一带超贫铁矿的开发利用是在该区小环境治理的基础上回收资源，采用工程方法进行治理（开采），移山填沟，平整造地，在移山填沟的过程中对含有低质超贫铁的山体进行铁元素的回收，使资源得到充分的利用，填沟用的沙石分离出铁元素后，更适宜造地和植物生长，有利于恢复耕种和环境保护。通过该区地质工作预测低质超贫磁铁矿资源量4.25 亿吨，平均品位TFe10.74%，将这些资源利用起来，可以创造出非常可观的经济价值。

通过初步试验研究，低质超贫铁矿5 t（TFe10.74%）经干选后可获1 t 品位20.23%的初精矿，经过矿山磨矿选矿后4 t 初精矿可选出1 t 66%的铁精粉。根据目前预测资源量4.25 亿吨，可生产2 125 万吨铁精粉，按市场价格600 元/吨，可创造产值127 亿元，去掉50%的生产成本，可获利63 亿元。

3.3 结论

超贫铁矿开发是我国经济发展对铁矿资源需求发生重大变化出现的新生事物，该区铁矿为“低质超贫铁矿”，单独开采成本较高，且产生大量矿渣和废水，利用传统的采选工艺不具备开采价值，但在特定条件下可以带来非常可观的经济效益和社会效益。

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[3] 李厚民,王瑞江,肖克炎,等.中国超贫磁铁矿资源的特征、利用现状及勘查开发建议—以河北和辽宁的超贫磁铁矿资源为例[J].地质通报,2009,28(1):85-91.

[4] 河北省国土资源厅.超贫铁矿勘查技术规程[Z].2005.

[5] 内蒙古国土资源厅.关于超贫磁铁矿矿产资源储量管理有关要求的通知[Z].2010.

[6] 邢台市环境保护局.邢台县龙泉寺乡将军墓镇流域改造治理及低质超贫铁回收示范工程(一期工程)环境影响报告书[Z].2011.