当涂县白象山铁矿()

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安徽白象山铁矿中铁、钴、钒、镍和镓的赋存状态分析~

安徽白象山铁矿要做可选性试验。为对该矿床矿石的综合利用作出评价,用赋存状态分析对该选矿样的铁、钴、钒、镍、镓、硫和磷作了物相分析或赋存状态分析,基本上定量地搞清了这些元素的存在形式和赋存状态,给选矿研究、综合利用提供了基础资料。
(一)岩矿组成调查和化学全分析
根据岩矿鉴定资料,该铁矿床的矿物组成如下。
金属矿物:主要有磁铁矿、假象赤铁矿,其次有黄铁矿、黄铜矿、菱铁矿等。
脉石矿物:主要有碳酸盐矿物、白云母(似金云母)、磷灰石、滑石、绿泥石、蛇纹石、斜长石、石英和榍石。
矿样全分析结果列于表3.3。

表3.3 原矿(编号:选79-原)化学分析结果(wB/%)

(二)铁、硫、磷的化学物相分析
根据选矿要求,先进行了铁、硫、磷的化学物相分析,凡未写明方法者均按第一章中的方法测定。
1.铁的物相分析(图3.1)

图3.1 铁矿物相分析流程

2.磷的物相分析
称样100mg,加40mL HNO3(1+99),在沸水浴上浸取30min,滤液用钒钼黄比色法测定磷灰石状态的磷。
铁、硫、磷的物相分析结果见表3.4。

表3.4 铁、硫、磷的物相分析结果

由物相分析结果可看出,该铁矿床的铁主要是磁铁矿,已有部分氧化为假象赤铁矿和赤褐铁矿。在硫化矿中主要是黄铁矿和磁黄铁矿。磷矿物几乎全部是磷灰石。
(三)原矿、精矿、中矿和尾矿中钴、钒、镍、镓的测定
取原矿和经磁选分离的精、中、尾矿同时进行钒、钴、镍、镓的测定,结果列于表3.5。

表3.5 原矿、精、中、尾矿中钒、钴、镍、镓分析结果和平衡验算

精矿、中矿、尾矿的加权平均结果与原矿的分析结果基本一致,说明分析结果正确可靠。
从表3.5所列结果可见,钒主要赋存在精矿中,镍、钴主要赋存在中矿和尾矿中,而镓则是较均匀地分散在各级矿样中。经过简单探索后,重点进行了磁铁矿中钒的赋存状态分析和黄铁矿中镍和钴的赋存状态分析。
(四)单矿物分析
1.磁铁矿
(1)磁铁矿单矿物的提取。取磁选精矿小心作湿法磁选后的磁性铁部分,用HNO3和HF在铂皿中沸水浴处理20~30min(大约30g的磁性铁,加入60mL HNO3)(1+2)、10mL HF)以除去夹杂和连生的硅酸盐、磁黄铁矿等矿物,然后矿样用水清洗后烘干,再经过干法磁选制得磁铁矿单矿物(实际上单矿物尚含有少量的假象赤铁矿)。
(2)磁铁矿单矿物组成的测定。测定磁铁矿单矿物的全铁、氧化亚铁、钒、钴、镍、镓的含量,结果列于表3.6。

表3.6 磁铁矿单矿物组成分析结果(wB/%)

(3)磁铁矿中钒的控制溶解分析。为了辨别钒在磁性铁部分的赋存状态,取单矿物作控制溶解试验。取多份单矿物试样,约0.2g,用HCl(1+3)在电热板上加热处理,使其不等量溶解。取下,用磁铁吸住磁性部分,将清液滤入100mL容量瓶中,稀至刻度,分别取相当50mg试样测定全铁和取5mg试样测定钒,以单矿物中铁、钒含量为基础,计算得铁和钒的溶解百分率。结果绘图,如图3.2。

图3.2 磁铁矿中钒和铁的控制溶解曲线

图3.2中,斜率等于1,说明钒以类质同象存在于磁铁矿中。
(4)磁铁矿中钒的多点微量分析。称样800~1000μg 20份,用PAR吸光光度法测定钒,其结果列于表3.7。

表3.7 磁铁矿单矿物中V2O5的多点微量分析结果(w(V2O5)/%)

20份V2O5结果平均为0.318%,与磁铁矿单矿物分析结果0.320%接近,说明取点已有代表性。V2O5含量0.140%~0.549%,说明矿体不同部位的磁铁矿含钒量有较大的波动。
2.黄铁矿
(1)黄铁矿单矿物的提取。取经浮选富集的黄铁矿,用HCl(1+1)加NH4F和适量的SnCl2按固液比(g/mL)1/50~1/100,加热微沸约1h,以溶去磁黄铁矿、磁铁矿和硅酸盐类。但经镜下观察,脉石之类矿物仍较多,故又在铂皿中用HCl和HF沸水浴溶掉脉石后,倾洗法洗涤5~6次,将残渣在水浴上烘干制得。
取上述制得的黄铁矿单矿物分别测定铁、钴、镍、钒、硫、镓,结果列于表3.8。

表3.8 黄铁矿单矿物分析结果(wB/%)

(2)黄铁矿单矿物的控制溶解分析 取样品多份进行控制溶解分析。每份取样100mg,用20mL HNO3(5+95)在电热板上处理不同时间,倾出清液,转为HCl介质后注入100mL容量瓶中,稀至刻度摇匀后,分别测定铁、钴、镍的含量,以单矿物中铁、钴、镍含量为基础,计算得钴、镍和铁的溶解百分率,并绘图,如图3.3、图3.4。

图3.3 黄铁矿Co、Fe控制溶解曲线


图3.4 黄铁矿Ni、Fe控制溶解曲线

从图3.3、图3.4可见,钴⁃铁、镍⁃铁两直线斜率均等于1,说明镍、钴呈类质同象存在于黄铁矿之中。
根据精矿、中矿、尾矿的测定,可知镓是以分散状态存在于磁铁矿及脉石中,黄铁矿含镍,经测定小于0.0001%。
(五)结论
用赋存状态分析方法研究了安徽白象山铁矿中铁、钒、钴、镍、镓的赋存状态。
铁:原生矿物为磁铁矿,已部分氧化为假象赤铁矿和赤褐铁矿,用弱磁选可回收的磁性铁占总铁量的83%。
钒:主要以类质同象状态存在于磁铁矿和假象赤铁矿中(V3+置换Fe3+),磁铁矿单矿物平均含V2O5为0.320%,约占总钒量的85%,在矿体不同部位的磁铁矿中,V2O5的含量可在0.140%~0.549%之间波动。黄铁矿不含钒。
钴:主要以类质同象状态赋存在黄铁矿(Co2+置换 Fe2+)中,黄铁矿平均含钴为0.640%,占原矿样总钴量的72%。因磁黄铁矿量太少,故未作磁黄铁矿含钴量的测定。假象赤铁矿含钴0.0016%,赤铁矿和脉石含钴极微。
镍:黄铁矿含镍 0.160%,以类质同象状态存在(Ni2+置换 Fe2+)。磁铁矿含镍0.006%。
镓:镓呈较均匀分散状态存在,除黄铁矿含镓小于0.0001%外,其他如磁铁矿、假象赤铁矿、脉石等镓含量均相似,在0.0015%~0.0022%范围内。

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白象山铁矿位于当涂县城南12公里的大白象乡幸福村、大塘村、包山村一带,分布面积为1.7平方公里,是宁芜断陷盆地钟山姑山矿田的重要矿床之一。

矿区与马钢开采利用的姑山铁矿专用铁路线相距2公里,专线长10公里与宁芜铁路干线的毛耳山车站相联接。

矿区西北面巍峨秀丽的大青山,海拔371.91米,为本区第一高山。碧波涟漪的青山河像一条玉带从矿区中间流过,周围是一片肥沃田野,青山之南麓是唐代著名诗圣李太白的长眠之地,有不少中外人士来此凭吊。

白象山铁矿是隐伏矿体,先后进行了许多地质、物探工作,它的发现是广大物探、地质人员辛勤劳动的结晶。1956年,冶金部华东三区队七分队在钟姑地区进行1∶1万磁测,因测区偏于青山河西,磁场弱,未能圈出白象山磁异常。1959—1960年,安徽省冶金厅第二地质勘探队物探人员继续在大青山周围、钟姑地区开展1∶1万磁法普查和详查工作。几个名不见经传的青年物探人员刘秉衡、蔡光华、李士林等,圈出白象山磁异常(M2),并提出验证设计;但当时受物探找矿经验的局限,认为磁异常低缓,推断可能为埋藏不深的闪长岩引起,没有验证价值,一直未批准施工,一搁就是4年。

1965年,冶金部地质勘探总队八一四队在该区进行1∶5000磁法详查,进一步圈定白象山磁异常,并进行综合研究,亦提出对异常应进行验证。华东冶金地质勘探公司(南京)八○八队地质、物探人员,坚持实践第一的观点,认为可进行验证的五条依据是:①区内有成矿母岩——闪长岩存在;②具有对成矿有利的成矿围岩——含钙、镁较高的黄马青组砂页岩;③具有有利的控矿构造——破碎角砾岩构造带和白象山背斜;④地表有零星的矿化露头;⑤异常低缓,但形态较完整。

1966年,冶金八○八队在白象山磁异常高值区的中心设计施工1号钻孔,结果在三叠系黄马青组砂页岩下部的闪长岩中见到了厚近100米磁铁矿体,沉睡地下亿万年的宝藏终于被发现,以后施工的几个钻孔也都找到了工业矿体。但在异常区北部施工的3号钻孔,仅在近岩体接触部位见到数米厚的小矿条,于是有人认为白象山的矿就南边这么一个小疙瘩,成不了什么大矿。1969年由郭百祥、刘德林、杨素珍等提交了《白象山铁矿初步评价报告》,求得铁矿石储量4288万吨。

1974年,地质技术人员刘从政担任白象山矿区地质组长,他与物探人员深入调查研究,分析了岩体、围岩、构造等条件,认为北部的成矿条件与南部类同,提出北部是白象山背斜的倾没端,对成矿有利,物探人员又穿过矿区做了磁法精测剖面,并采用抬高法、切线法、米极值法、多点法和塔费也夫法等,计算了矿体的宽度和埋深,还对3号孔进行了三分量磁测井,结果都显示出北部异常为矿与火成岩的叠加异常,这部分异常与南部异常是一个整体。在此基础上,刘从政大胆地采用跨大步、探远景的设计方案,以400米的孔距打了一条纵剖面,结果均见到了矿体,使原控制的矿体沿走向增长了1200米,揭露矿体的最大厚度达80余米。当时在白象山进行地质工作的还有陆伟光、梁庆章、谢朝院。

为加快白象山铁矿勘探,全组人员在刘从政的带领下,提出了对该矿床的总体勘探设计,设计钻孔200个,钻探工程量10万余米。显然,这样庞大的勘探工作量,单靠八○八队的力量是难以完成的。冶金部地质司及安徽省有关领导考虑在白象山矿区及其外围有必要进行找矿勘探大会战。

1976年元月,安徽省冶金地质勘探公司接到省委副书记李任之从北京发来的电报,要公司派人携带当涂地区铁矿地质普查勘探有关资料到北京汇报,公司派杨忠秀(生产副主任)和周中美(地质科长)赴京。1月3日国务院副总理谷牧委托安徽省委副书记李任之,在北京前门饭店召开安徽省铁矿会战会议。出席会议的有国家地质总局局长孙大光、副局长张同钰、冶金部副部长叶志强、地质司司长朱国平、马钢经理崔剑晓、冶金局副局长钱泽栋。会上由周中美代表冶金地质系统具体汇报了以下内容:①宁芜盆地铁矿资源概况;②宁芜盆地南段会战的地质依据;③会战的初步设想;④会战预期成果及需要解决的问题。经过讨论,同意安徽冶金地质勘探公司提出的当涂地区铁矿会战的初步安排意见。提出会战的主要任务是:①进行白象山矿区勘探;②验证青山河东磁异常;③进行外围找矿。

4月27日,中共安徽省委组织部批准成立了安徽省当涂地区地质会战领导小组,由沈克忠、杜克、杨忠秀、周中美、马儒杰及地方有关领导等17人组成,沈克忠任组长、杜克任副组长。

在会战领导小组指挥下,在短期内集中了本公司19台钻机(八○八队10台、八○三队1台、八一一队4台、八一二队2台、八一五队2台)和物探普查队的力量,.经过1年零7个月奋战,白象山铁矿勘探会战基本结束。参战单位的人员和钻机陆续撤回原单位,余下工程由八○八队继续完成。

在此,要特别提到的是,白象山矿区的水文地质勘探工作。白象山铁矿床是埋深在地下200—600米的隐伏矿床,作为一个大型的铁矿床,其经济价值如何?除了矿床开采条件、矿石质量等因素外,水文地质条件是决定矿床开采指标的重要因素之一。在以往的几个阶段的地质工作中,同时进行了相应的水文地质工作,初步确定白象山铁矿床为一个水文地质条件复杂的大型矿床。在单孔抽水试验中,CK304涌水量达2281吨/昼夜,水位降深仅为7.13米,CK706涌水量为1720吨/昼夜,水位降深也仅3.68米。由于钻孔孔径及抽水设备能力的限制,利用单孔抽水试验,已无法达到水位的大降深,从而就不可能搞清白象山铁矿床地下水能否被疏干的问题;另外,青山河从南至北流经矿区,青山河河水与矿区地下水联系的密切程度如何,必须在矿区进行长时间的大孔径抽水和群孔观测的试验。

水文地质组组长刘秉衡,副组长张治中,组员沈国伟、蒋天纵、刘美琳、梅宝安、王蘅生、陈三九、徐佩凤等,作了一个大井径的抽水设计。开孔直径20寸,终孔井径为15寸,施工这样大口径的钻孔,不仅在八○八队从未进行过,就是安徽冶金地质勘探公司也是第一次。“路是人走出来的”,公司刚组建的水文队,担负起这一光荣的施工任务,经过水文队职工的努力,克服重重困难,终于完成了这个深243.24米的大口径水文地质抽水孔任务,创建了冶金地质勘探公司钻探史上的光辉一页。

大孔径抽水试验,是用14寸深井泵作抽水机械,抽水量达1万吨/日以上,观测孔有42个,分布在矿区2平方公里范围内。要在统一的时间测试水位,昼夜连续24小时工作,观测长达33天。队党委动员、组织了知青、家属100多人参加观测队伍,他们经过短期的培训就上岗工作,完满地完成了观测任务。证明在自然状态下青山河水与矿区地下水无明显的水力联系,并掌握了矿坑涌水量的各种数据。

白象山铁矿床的勘查,历经了以下几个阶段:1966—1969年地质详查阶段,施工钻孔11个,钻探工作量0.54万米,1969年12月提交了《白象山铁矿床评价报告》,探明铁矿石储量4288万吨,此阶段的主要负责人有于景林、于敬国以及郭百祥和刘德林等地质技术人员;1976—1981年,矿床勘探阶段,共施工钻孔235个,总钻探进尺10.05万米,获得铁矿总储量1.5亿吨(平均品位39.43%)、伴生五氧化二钒31.96万吨、钴7383吨。报告于1984年经冶金部储委批准,历年地质勘探总投资1034万元,约合每吨矿石勘探成本0.07元,勘探经济效益良好。

直接参加提交报告的人员有∶地质工程师刘从政、陆伟光、赵云佳、李以锐,地质助理工程师赵锦嫦、付惠玲、娄永良、栗占岗,地质技术员黄义训、钱萍,水文地质助理工程师刘秉衡、张志中、蒋天纵、沈国仁、刘美琳,技术员王宝安、王蘅生、陈三九。

矿床现未建设利用,马钢已委托马鞍山钢铁设计院作开发可行性研究,设计年坑采矿石100万吨,总投资2.3亿元;与进口澳大利亚铁矿石比较,可节约大量外汇,开发白象山铁矿是有可观前景的,已列入马钢矿山10年发展规划中。

白象山铁矿为需要选矿的贫磁铁矿石,1976年和1980年曾先后委托陕西冶金地质研究院和马鞍山矿山研究院做矿石可选性试验。前者试验结果:铁精矿品位60.50%,回收率84.48%,杂质含量符合冶炼要求;钴呈黄铁矿的形态存在,经浮选可获得含钴0.395%的钴精矿,推荐工艺流程为浮-磁流程。马鞍山钢铁设计院试验结果:用二段磨矿(负0.077mm含量分别为55%和95%),三次磁选选别作业(一粗二精)流程,获得磁性铁回收率96%,全铁回收率80%含铁63%的铁精矿,精矿中有害杂质含量符合冶炼要求。

矿床成因类型属高温气液交代层控矿床,即“玢岩铁矿”中闪长岩体与周围沉积岩接触带中的铁矿床,有人认为属岩浆冷凝收缩裂隙中的高—中温热液充填矿床。

白象山铁矿主矿体主要赋存在闪长岩与砂页岩接触部位的内带,其形态主要受白象山背斜控制,横向呈平缓拱形,产状与围岩基本一致,两翼倾角5°—35°,一般为10°—30°,呈波状向北倾伏,倾伏角13°左右,与背斜倾伏角大致相同。矿体沿走向延长最大达1780米,横向最大宽度1130米,一般950米,厚度为2.22—121.72米,平均34.41米,矿体埋深在206米以下,赋存标高负200—负400米。

小矿体共10个,储量162万吨,占总储量的1.1%,其中在主矿体上盘有9个,下盘1个。矿石自然类型有浸染状、层纹状、块状与角砾状4种,角砾状矿石主要分布在砂页岩层间破碎带、接触带和断裂构造附近,前3种在分布上无明显规律。

矿石工业类型,按矿石磁性铁占有率>85%为磁铁矿石,占矿石总量的90.3%;<85%为混合矿石,占矿石总量的9.7%;后者多出现在浅部小矿体和主矿体边部,全区平均磁性铁占有率88.88%。均属需选矿的贫磁铁矿石(全铁平均品位39.43%)。

矿石物质成分以磁铁矿为主,半假象—假象赤铁矿、赤铁矿次之,有少量镜铁矿和褐铁矿。脉石矿物有黄铁矿、钠长石、石英、金云母,少量透闪石、阳起石、绿泥石、滑石、金云母及高岭土等。

白象山铁矿床是以物探方法为主发现的,由地质、物探综合研究扩大了矿床远景。矿体在负500米以上边界已经控制,负500米以下除东北方向未完全控制外,其余均已控制,据控矿条件推测在矿区西南一带深部寻找白象山式铁矿还有一定远景。



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答:友友你好!我们这里有姑山矿啊!只是你写的“孤”错了!在马鞍山市的东南方。是在当涂县太白镇境内,矿区有三处:和睦山矿,白象山矿,钓鱼山矿在年徒镇查湾境内。还有需求吗?

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