大红山Ⅰ号矿带含铜铁矿磁性铁及其占有率分布特征

武贤文 韩繁国 徐万寿

（玉溪大红山矿业有限公司）

1 前言

大红山Ⅰ号铁铜矿带含铜铁矿为磁铁、菱铁混合矿，因其矿体薄、品位低，且含铁碳酸盐矿物在矿山目前的选矿工艺中无法选别利用，开采经济效益差。故在实际生产过程中，仅对回采范围内紧挨铜矿体上下盘的部分铁矿作为混入附带开采，含铜铁矿整体回采率低。根据已有地质资料分析，Ⅰ号铁铜矿带含铜铁矿中磁铁矿比例约占60 %，结合矿山选矿试验，其几乎可以全部回收，选别效果好，精矿品位高。为提高对该部分磁铁矿资源综合利用率，在前期地质资料的基础上，从矿体走向及垂直方向上分析磁性铁品位、磁性占有率及其与铜品位之间的联系及变化规律，总结磁铁矿体分布地质特征，为进一步研究含铜铁矿石的回采利用问题进行地质基础上的积极探索，并提供初步的思路和分析方法，以适应今后回收含铜铁矿石资源的需要。

2 含铜铁矿体产出分布特征

Ⅰ号铁铜矿带产于底巴都背斜南翼大红山群曼岗河组第三岩性段石榴黑云角闪片岩夹变钠质凝灰岩段的中上部，矿体受背斜形态控制，产状与地层产状基本一致，为一走向近东西、向南倾斜的单斜构造，倾角20°～50°左右。

矿带内铁、铜矿体共生，矿体圈定时，因铜元素在矿床内工业价值占主要地位，故按先铜后铁的圈矿顺序，共圈出空间上相间分布的“三铜四铁”七个矿体，铁、铜矿体互层产出，相间排列。从剖面上相互位置看，铁矿体赋存于铜矿体顶底板，铜、铁矿体产状一致。各矿体有以下规律：即由上而下为Ic菱磁铁矿—I3铜矿（含铁一般20～22%）—Ib菱磁铁矿—I2铜矿（含铁一般18～20 %）—Ia菱磁铁矿—I1铜矿（含铁一般小于15 %）—I0菱磁铁矿［1］。在平面上主要矿体Ic、Ib连续分布，呈层状、似层状产出，为中型矿体，Ia、I0次要矿体断续分布，似层状产出，为小型矿体。

矿权范围内含铜铁矿体分布西起A20线，东至A49勘探线，东西长约3 000 m，南北宽约900 m。矿体埋深0～980 m，埋藏标高-150～900 m。其400 m标高以上基本上已达到探明程度，400 m标高以下达到推断程度，矿体边界已基本控制。

3 含铜铁矿体矿石类型及质量特征

含铜铁矿体以贫矿和低品位矿为主，仅局部有极少富矿石。矿石类型有含黄铜磁铁矿石、含黄铜菱～磁铁矿石、含黄铜磁～菱铁及含黄铜菱铁矿石。主要金属矿物为磁铁矿、菱铁矿，次为黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿；脉石矿物主要为钠长石、石英，碳酸盐(白云石为主)、黑云母等。变钠质凝灰岩中含铜和磁铁品位较高；白云石大理岩中，含铜变低、而菱铁矿较富集。矿石结构构造为粒状变晶结构，浸染状、条纹条带状构造。Ⅰ矿带含铜铁矿体，脉石矿物均有大量黑云母、绿泥石、铁铝榴石等含铁硅酸盐矿物，白云石亦系含铁白云石即铁白云石，以上两者的含铁量在全铁中所占比例近一半，是选矿时造成铁回收率降低的直接因素［1］。

Ⅰ号矿带含铜铁矿石单工程TFe20.00～43.38 %、平均24.67 %；单工程mFe品位0.03～29.81 %，平均9.74 %；含伴生组份Cu平均0.163 %［2］。

4 含铜铁矿体规模、品位及磁性占有率特征

4.1 各矿体规模、品位及磁性占有率特征

矿权范围内Ⅰ号矿带含铜铁矿总量为4 850万吨，TFe品位24.67 %，mFe品位9.74 %，磁性占有率39.74 %。其中Ic铁矿石量为1 280万吨、Ib铁矿石量为1 938万吨，为中型铁矿体；Ia铁矿石量为928万吨、I0铁矿石量为704万吨，为小型铁矿体。含铜铁矿各矿体矿量及品位，详见表1。

表1 含铜铁矿各矿体矿量及品位统计表

由表1总体上来看，TFe品位高，则mFe品位高，伴生的Cu品位也高。

由各矿体来看I0铁矿主要以工业矿为主，故其TFe、mFe及Cu品位明显高于其他三个铁矿体。

由矿石品级来看，工业矿磁性铁品位明显高于低品位矿磁性铁品位，磁性占有率也较高，工业矿磁性占有率47.65 %，低品位矿磁性铁占有率为33.09 %。工业矿的含Cu品位也略高于低品位矿的含铜品位。

以上变化规律与各矿体的矿石类型及其分布规律是一致的。

4.2 垂向上矿体品位及磁性占有率特征

依据大红山铁矿储量核实资料，将含铜铁矿体各中段矿量、品位统计分析如表2。

表2 含铜铁矿体各中段矿量、品位统计表

由表2可见，含铜铁矿体主要分布在400～800 m标高范围内，其矿石量占到总量的76.56 %，各分段TFe含量总体分布规律不明显，mFe含量在200～700 m标高范围内较高，向上向下均略有降低。mFe在垂向上的分布特征见图1。

图1 I号铁铜矿带含铜铁矿磁性铁剖面分布示意图

这主要与岩性、岩相的成矿专属性和控矿作用有关，因为Ⅰ号铁铜矿带从上至下，围岩由石榴黑云白云石大理岩到石榴黑云变钠质凝灰岩，再到石榴黑云片岩、黑云白云石大理岩。岩石的含矿性表现为石榴黑云钠长片岩（变钠质凝灰岩）中含铜、铁品位较高，且以磁铁矿为主；石榴黑云片岩中含铜尚可，但含铁降低；石榴黑云白云石大理岩、炭质凝灰岩、炭质板岩中含铁变低，磁性铁明显降低［3］。且铜矿石也集中分布在该范围内，体现了Ⅰ号矿带铜、铁矿多以共生形式分布的特征，总体是铜矿化好、铁相应矿化也较好、磁性铁占有率相应也高。

4.3 走向上矿体品位及磁性占有率特征

根据已有地质资料基本分析，将Ⅰ号矿带含铜铁矿沿走向上不同位置、不同矿石类型的TFe、mFe占有率、Cu详情列于表3。

表3 含铜铁矿体剖面间矿量、品位统计表

由表3可见，含铜铁矿体资源量主要分布在B40勘探线以东，向西逐渐减少。这与矿体的分布特征一致，从矿体走向上看，B38线以东厚度最大，矿体比较分散；B68线以西厚度大为缩小，分层少；而B38～B68线之间，矿体厚度变化较小，矿体集中。

TFe含量总体分布规律不明显，mFe含量在工业矿中有自西向东略有逐渐减小的趋势，磁性占有也自西向东略有降低。这与火山活动中心控矿有关，Ⅰ号矿带位于火山喷发中心至沉积中心的过渡带，喷发中心的向外，磁铁凝灰物质逐渐减少，矿石类型相变为黑云片岩型菱磁铁矿，远离喷发—沉积中心，含矿围岩也相变为大理岩，矿石类型相变为菱铁矿［4］。

5 含铜铁矿开采经济价值及可行性概略分析

根据目前矿山回采现状、保有含铜铁矿资源量情况，结合矿山实际生产采、选经济技术指标，概略计算含铜铁矿的开采经济效益。

5.1 预计采出矿量

以Ⅰ号矿带保有含铜铁矿石资源量及品位，按照Ⅰ号铁铜矿带原开发利用方案的损失率、贫化率指标，计算预计采出矿量、采出品位。依下述公式，计算预计采出矿石量情况如表4。

表4 含铜铁矿预计采出矿石量计算表

采出矿石品计算公式为：CC=CD·（1－PH）

式中：QC—采出矿石量，万t；

QK—可利用矿石量，万t；

SK—损失率，%，选取为30 %；

PH—贫化率，%，选取21 %；

CC—采出矿石品位，%；

CD—可利用矿量地质品位，%。

5.2 开采经济效益

5.2.1 销售收入

含铜铁矿的开采效益主要取决于其产品铜精矿及铁精矿的销售价值及采选经济技术指标和成本，其中铁的回收率主要取决于矿石mFe含量，因此，铁的价值按照mFe含量进行计算。利用当前的生产经济技术指标（销售价格、生产成本、税费等），计算含铜铁矿工业矿及低品位矿的销售收入。

销售收入计算公式：M=Qc×(PCu/Cu精×Cu采×γCu+PFe/Fe精×mFe采×γmFe)式中：M—销售输入，万元；

Qc—采出矿石量，万t；

PCu—铜精矿销售单价，取7 500元/t；

Cu精—铜精矿品位，选取22 %；

Cu采—采出矿石铜品位，%；

γCu—铜选矿回收率，选取93 %；

PFe—铁精矿销售单价，750元/t；

Fe精—铁精矿品位，选取62 %；

mFe采—采出矿石磁铁品位，%；

γmFe—铁选矿回收率，选取95 %。

5.2.2 总成本

根据矿山近年原矿成本、选矿成本、财务管理税务费用、尾矿成本等，按当前的精矿售价及技术指标，详细分析计算，将计算的矿山生产总成本折算到单位矿石，可得单位矿石成本，即为矿床开采盈亏平衡价值点［5］。考虑可利用已有的系统回收含铜铁矿，则采切成本降低，经测算本矿床盈亏平衡价值点为150元/t原矿［6］，为了保证本矿床的整体经济性，要求采出矿石的总平均价值要大于150元/t原矿。

总成本计算公式：CS=V×QC

式中：CS—总成本，万元；

QC—采出矿石量，万t；

V—单位矿石成本，元/t。

5.2.3 经济效益

经上述成本及销售收入分析，按净利润=产品销售收入－总成本，概略计算含铜铁矿工业矿、低品位矿开采经济效益如表5。

表5 含铜铁矿开采经济效益分析表

由表5可见，虽然整体含铜铁矿生产经济效益较差，但开采含铜铁矿工业矿体具备一定的经济价值。

6 与I号矿带工业指标优化研究成果类比

在矿山前期的地质工作中，为合理改善矿床开采经济技术指标，提高矿床资源综合利用率，相关专业技术人员采用现代矿业多金属矿床工业指标确定方法（即将次要组分品位折算成主要组分品位的确定方法）对Ⅰ号铁铜矿带矿床工业指标进行了优化研究，并提交了《昆钢大红山铁矿Ⅰ号铁铜矿带矿床工业指标优化研究报告》，报告论证成果指出磁性铁折合成铜品位折算系数为0.025（即1 %mFe相当于0.025 %Cu），按Cu+0.025×mFe综合工业品位圈定矿体，其综合指标边界品位0.3 %、工业品位0.5 %［7］。按照该综合工业指标折算确定方法，含铜铁矿工业矿的折合综合品位为0.395 %，大于边界品位；低品位矿的折合综合品位为0.272 %，低于边界品位；这与上述含铜铁矿经济效益分析中，开采工业矿具备经济价值、而低品位矿不具备经济价值的分析结果基本一致。

7 结论及建议

通过I号矿带含铜铁矿磁性铁品位、分布特征的分析及开采经济效益的探索，可以得到以下结论及建议：

（1）含铜铁矿工业矿体磁性铁品位及占有率、含铜品位均较低品位矿高。尤其200～700 m标高、B50勘探线以西范围内的含铜铁矿工业矿其全铁品位26 %以上，磁性铁品位12 %以上，利用本文经济效益分析方法计算，开采上述范围该部分矿体可取得较好效益。

（2）依据前人Ⅰ号铁铜矿带矿床工业指标优化研究报告成果，磁性铁折合成铜品位折算系数为0.025（即1 %mFe相当于0.025 %Cu）［7］，则含铜铁矿工业矿折合综合品位达0.395 %，大于边界品位，则开采具备经济价值。本文经济效益的计算与上述论证成果基本相符。

（3）本文是建立在Ⅰ号铁铜矿带整体性上的分析，仅在区分矿石类型、品级及分布特征的基础上，简要分析含铜铁矿体全铁、磁铁、铜品位变化规律及开采价值。在具体的生产过程中，需根据采场回采矿体的实际情况，结合经济效益分析的思路，具体问题具体分析，以便更为科学、合理的确定含铜铁矿的回采，提高资源的综合利用率。

（4）如矿山今后需对含铜铁矿体开采利用，可基于矿体地质特征的研究，采用已有工业指标优化研究中多金属矿床工业指标确定方法，铜铁合圈；也可以品位为变量，结合资源量及采、选、售价等经济技术指标，建立有关参数间的数学模型，为含铜铁矿的利用、生产经营方案的决策分析提供基础地质依据。