安徽硫铁矿资源开发利用现状及布局建议

2013-06-08赵丽丽杨西飞

中国非金属矿工业导刊 2013年3期

刘春，赵丽丽，杨西飞

（1.安徽省公益性地质调查管理中心，安徽合肥 230001；2.安徽省化工地质勘查总院，安徽马鞍山 243000）

硫铁矿是主要的硫资源，主要用于生产硫酸，而硫酸消费中用于磷肥生产的约占硫酸总消费量的70%，30%左右用于其他工业部门。我国目前是全球硫酸产能与产量最大的国家，20世纪90年代以来，我国硫酸产量一直处于高速增长期，2011年全国硫酸产量7416.6万t，同比增长12.2%[1]。

长期以来，我国一直以硫铁矿作为生产硫酸的主要原料，1995年我国硫酸总产量为1777万t，其中硫铁矿制酸占82.1%。此后，由于世界硫磺市场供过于求，价格处于低位，硫磺制酸迅速发展，冶炼烟气制酸也不断提高，形成了以硫磺、硫铁矿、冶炼烟气为制酸原料的多元化格局[2]。进口硫磺制酸在国内硫酸产量中的比例从1995年的不足1%提高到2004年的40.6%[3]。硫磺(主要来源于石油、天然气等加工过程的回收)的大量进口对国内硫铁矿企业的发展形成了较大制约。

此外，硫铁矿烧渣也是一种二次资源，对其综合利用正得到广大科研工作者和矿山企业的高度重视，综合利用研究取得突破性进展，主要利用方向：①生产高品位铁精矿[4]；②制取高纯度氧化铁，广泛用于磁性材料工业[5]；③铁系化工产品：铁盐(制取硫酸亚铁、三氯化铁)、铁系颜料(制取氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑)、复合净化剂等，广泛用于农药、净化、消毒、着色等[6]。硫铁矿烧渣的综合利用以及不断向高附加值的产品发展，将会给矿山企业带来较可观的经济效益和环境效益。

1 资源储量特征与分布

硫铁矿是安徽省优势矿种之一。截至2011年底，安徽省区域内硫铁矿区数93个，按组合关系：单一和主要矿产35个，共生矿产58个，另有伴生矿产地45个(6个同时含主要或共生矿产)。按矿床规模：大型矿床8个，中型矿床19个，小型及以下66个。

全省累计查明非伴生硫铁矿资源储量9.0亿t，保有资源储量8.1亿t，居全国第2位。资源储量集中在大中型矿产地中,8个大型矿产地保有资源储量7.0亿t，占该类保有总量的86.2%，18个中型矿产地保有资源储量近1亿t，占该类总量的11.9%，大中型矿产地保有资源储量占总量的98.1%。总体品位偏低，S品位13.3%～43.3%，平均品位25%。

45处伴生和含伴生硫铁矿产地，保有硫元素资源储量4670多万t，矿石量11亿多t。其中大型3处，中型5处，保有资源储量约4200多万t，大中型矿产地保有资源储量占该类总量的91.0%。品位较低，S品位1.6%～16.1%，平均品位4.2%。

安徽省硫铁矿资源主要分布于长江中下游的马鞍山、庐江、铜陵、贵池、繁昌等地，其资源分布集中，其中马鞍山、庐江和铜陵地区硫铁矿资源储量占安徽省资源储量的95%左右。

成因类型主要以热液型、矽卡岩型和火山气液型为主。

2 开发利用现状

2.1 矿产地利用

全省93处非伴生矿产地中，已利用73处，保有资源量占总量75.3%；未利用矿产地20处，保有资源量占总量24.7%，其中13处计划近期利用矿区有2处大型矿产地——庐江县泥河铁矿(共生)、庐江县黄屯硫铁矿[7]，矿产地利用情况见表1。

表1 2011年安徽省非伴生硫铁矿产地利用情况[1]

由于受硫铁矿原料结构调整以及部分矿山处于整合阶段，一些矿山企业处于减产或停产状态，特别是小型矿山。

开采方式为地下—露天开采，开采回采率70%～95%，贫化率5%～12%。非伴生硫铁矿选矿回收率在85%左右。

2.2 产能及产量

从总体来看，安徽省硫铁矿的设计生产能力在2004年以来振荡走高，设计选矿产能近些年在250万t，实际采矿能力略低于设计产能，说明尚有潜力可挖。

随着化肥工业及硫酸后续应用产业(如：化工、纺织、冶金、石油化工、医药等)的发展，2004年以来，安徽省硫酸产量保持着持续增长态势，2005年、2009年和2010年硫酸产量分别为202.5、352和439.6万t，年均增幅16.7%，鉴于本省磷矿资源短缺的现状，硫酸产量在满足本省消费需求外，剩余硫酸流向湖北等硫资源短缺省份和地区。

因硫酸产业结构和原料结构的调整，硫铁矿在制酸原料中的比例下降，安徽省主产硫铁矿产量处于平稳但缓慢下降中，近两年开始起稳回升，2009年度硫铁矿矿石产量162万t，2011年近250万t(图1)，矿石主要是供应安徽省化工企业制酸，部分销往邻省地区。按国内现行制酸工艺水平，提炼1t硫酸(100%)约消耗硫铁矿标矿1t(含硫35%)。

图1 安徽省硫铁矿、硫酸生产能力[8]

2.3 资源保障程度

如前所述，安徽省硫铁矿资源相对比较丰富，且资源潜力较大。安徽省非伴生硫和伴生硫矿区的地质工作程度相对较高，达到详查工作程度以上的资源储量分别占各自总量的94%和95%。按50%保守折算，非伴生硫铁矿可采储量4亿t，按每年400万t产量计算，现有探明资源储量静态保障年限近百年；而且安徽省探明的硫铁矿资源储量主要分布在大中型矿区，易于规模化开采。

安徽省硫铁矿资源完全可以保障国民经济发展需要。随着硫磺、冶炼烟气等原料在制酸中所占比重较大，未来硫铁矿资源的可供程度较高。

3 开发利用存在的主要问题

(1)目前，安徽省硫铁矿山企业规模大多偏小，多以开采硫铁矿原矿石对外销售；硫化工企业整体技术含量不高，设施相对落后，对高附加值产品的开发投入不够。

(2)存在采富弃贫现象，造成大量贫矿资源浪费。

(3)共、伴生硫铁矿的综合回收以及硫铁矿中有用组分的综合回收不够；安徽省保有伴生硫资源的矿山企业32家，因回收成本偏高以及技术等原因，仅部分企业对其进行了综合回收利用。

(4)硫铁矿运输仍然以公路方式为主，运输效率较低，成本较高，需要合理调整、规划硫铁矿产业链布局。

(5)生态环境是制约硫铁矿开采的重要因素之一。如采矿、选矿过程中产生的酸性废水及其溶解的重金属、硫铁矿冶炼过程中产生的尾矿和矿渣含有大量易氧化、淋溶的有毒有害硫化物，影响土壤和水生态环境。

4 硫铁矿开发利用建议及开采布局规划

4.1 建议

近些年，安徽省硫酸产量增长较快，进口硫磺在制酸中占有较大比例，硫铁矿产量处于低位，中小企业经营状况不佳。从长远来看，过度依赖进口硫磺，必将影响我国现有硫资源产业的生存和发展。

硫铁矿是安徽省优势资源，应该合理利用，同时，硫铁矿具有较大的综合利用价值。硫铁矿最大的特点就是含有硫和铁两种资源，充分利用这两种资源以及所含的其他元素，完全可以超越硫磺制酸在成本和环保等方面的优势[9]。

4.1.1 建立硫铁矿综合开发利用循环产业链

尽量做到硫铁矿开采与利用同步发展。在硫铁矿矿集区就近进行硫铁矿制酸，同时综合回收其他诸如铁矿等采选形成的废石和尾矿以及硫酸烧渣，生产科技含量和附加值高的硫酸延伸产品和铁系产品，对制酸中形成的大量热能进行回收利用。建立采掘产业、化工产业和建材产业等相融合的大循环产业链，实现经济、社会、生态综合效益俱佳的综合利用产业链。

4.1.2 加强矿政管理和产业扶持

政府应当做好产业链的布局规划，规范秩序，控制开采总量；坚决关闭布局不合理、浪费资源、破坏环境、不具备安全生产条件的矿山；严格新建矿山准入条件，解决一矿多开，大矿小开等问题，提高矿产资源的规模化、集约化开发水平；对落后的开发加工方式加以限制和改造。

同时大力扶持、引导企业建立符合产业链要求的开发利用项目，鼓励企业综合利用和处理排放物；鼓励和扶持发展硫铁矿精深加工和系列化产品的企业；通过利税等政策鼓励企业进行技术改造，提高资源的综合利用率。

4.1.3 加强科学研究与技术开发，提高综合利用水平

矿产资源综合利用的根本出路在于技术进步。加强采、选、冶的新技术、新工艺的研究和推广应用，不断引进新技术，改造旧工艺已成为提高矿业经济效益的重大课题。解决共生矿、复杂难选冶矿的利用是当务之急。政府应当支持、引导科研院所和矿山企业联合攻关，开展利用低品位、难选冶硫铁矿的研究，加强对硫铁矿中铁组分的利用。

4.2 安徽省硫铁矿资源开采布局规划

安徽省硫铁矿资源主要分布在铜陵、庐江和马鞍山三大重要矿集区，其次贵池、青阳、宣城、怀宁和繁昌地区分布着安徽省近1/3的小型硫铁矿区和个别中型硫铁矿区。

庐江和铜陵两个矿集区中，非伴生矿产地保有资源储量约占全省保有总量的77%，具有保有资源储量大，品位相对较高，可选性能相对较好的特点，易于规模开采。根据笔者负责完成的专题研究成果[10]，提出如下开采布局，见表2、图2。

表2 安徽省硫铁矿开采规划布局建议

4.2.1 庐江铁、铜、硫铁矿重点开采区

庐江地区硫铁矿开发基地支撑矿区有大包庄、何家小岭、黄屯三个大型硫铁矿区，其累计保有资源储量2.2亿t。其中大包庄硫铁矿正处于基建期，设计生产能力60万t/年，而何家小岭硫铁矿目前也正处于技改期，其设计生产能力为50万t/年，黄屯硫铁矿近期也在筹建中，设计生产能力为56万t/年，再加上庐江县丰富的共生硫铁矿矿产资源，保有资源量近2亿t，代表矿山有泥河铁矿、罗河铁矿、钟山铁矿。若该部分共生硫铁矿能够得到充分综合利用，该区可以成为长期稳定的硫铁矿供应基地。

图2 安徽省硫铁矿开发利用布局建议

4.2.2 铜陵铜、金、硫铁矿重点开采区

铜陵硫铁矿开发基地支撑矿区有新桥铜硫铁矿、马山硫金矿等，矿区硫铁矿资源储量规模均为大、中型，保有硫铁矿资源储量1亿多t。现有硫铁矿产能约170万t，约占全省硫铁矿产能的60%。其中又以新桥硫铁矿为主要产能矿山，年开采量达140万t以上。

铜陵地区具有丰富的共生硫铁矿矿产资源，约1.2亿t，其中大、中型硫铁矿区4处，主要有狮子山铜矿、天山—马山硫金矿、马山金硫矿北段、新华山铜矿。若该部分共生硫铁矿能够得到充分综合利用，该区也将成为长期稳定的硫铁矿供应基地。

4.2.3 马鞍山硫铁矿开采区

马鞍山矿集区保有共生硫铁矿1.5亿多t，虽然相当部分共生硫铁矿难以综合利用，但对于资源储量丰富和相对集中分布区来说，如果能够进一步提高选矿等技术，降低硫铁矿资源综合利用成本，对于提高安徽省硫铁矿产能将起到一定作用。

随着科技的进步，中低品位硫铁矿的开发利用价值将取得突破，对于马鞍山总体品位偏低但资源储量丰富的共生硫铁矿地区，保有资源储量近1.5亿t，其中大、中型共生硫铁矿区7处，主要有和尚桥铁矿、尖山铁矿、向山南铁硫矿、东山铁矿、南山铁矿、伏贤铁矿等。建设一定规模的硫铁矿采选基地很有必要，加大对共伴生硫铁矿的综合利用，变资源优势为经济优势。

4.2.4 其他地区

安徽省贵池、青阳、宣城、怀宁和繁昌硫铁矿分布区硫铁矿则分散分布，多以小型矿区为主。为充分利用资源，对这些地区矿山企业进行整合，建设几个规模不大的硫铁矿采选基地也具有重要意义。