白云鄂博铁矿西矿矿石分类及矿物学特征

郭聪祥+刘云

摘 要： 白云鄂博铁矿西矿作为包钢集团公司的主要原料基地，每年开采量千万吨，以其巨大的储量和良好的开采条件，逐渐成为公司现在和未来发展的主要原料基地。西矿矿石有与主东矿矿石许多不同的地方，本文就白云鄂博铁矿西矿矿石分类及矿物学特征意义进行总结，为西矿进一步开发利用打下基础。

关键词： 白云鄂博西矿； 矿石分类； 矿物学特征

1. 白云鄂博西矿地质概况

白云鄂博西矿位于包头市达茂旗境内，南距包头市150公里，至呼和浩特市225公里，北距中蒙边境105公里，有铁公路相通，交通十分方便。

白云西矿位于主矿以西直到阿布达，是一个被挤压而形成的狭长的，近东西向的向斜构造，以黑云化板岩组成向斜的核心，白云岩组成向斜的两翼的矿床。矿体分布范围是：西起2線，向东至96线，全长约10公里，南北宽2公里左右。矿体分南北两个矿带（向斜两翼），相距200m～500m，西部两矿带相距较近，向东变宽。西矿矿体主要产于中元古界白云鄂博群哈拉霍疙特岩组第三岩段（H8）中和第三岩段（H8）与比鲁特岩组第九岩段（H9）的过渡带中，由多层矿组成，地质勘探中铁矿体共划分出16个主矿体，102个附属矿体（内蒙古有色地质总公司资料）。其中，主矿体分布集中地区为16线～48线，矿体形态主要为似层状，次为大的透镜状，一般分布稳定而连续，局部出现分枝复合与尖灭再现现象，局部受次一级构造的影响，常使矿体形态复杂化，占总储量95.6%，矿体最大延深855米（40线），西区（16线以西）延深小，东区（48线以东），不仅延伸小，而且厚度薄，矿体规模不大。本区最大铁矿体为Ⅲ、Ⅴ号矿体，占总储量58.6%。其他附属铁矿体多为小的透镜体。储量甚为可观（图1）。

铌矿划分了362个独立矿体，分布集中地区为中区（16线～48线），基本为单工程控矿的透镜体，最大矿体254号矿体，延长超过1公里，占总储量23.4%（图1）。

2. 白云鄂博西矿矿石工艺矿物学特征

白云鄂博铁矿西矿工艺矿物学概括为“贫、杂、多、细”四大特征。

“贫”，就铁而言，品位不高，全铁含量为30%左右，其中有可溶性铁、硅酸铁、硫化铁，即需要选矿处理的中贫矿占90%以上。

“杂”，西矿矿体矿物组成变化大，矿石类型杂，根据铁品位可分为高、中、低品位铁矿石，且又分氧化，混合等工业类型。

“多”，多元素组成、矿物组成多，发现有71种元素，170种矿物，可供综合利用的黑色、有色金属、稀土稀有金属数十种。

“细”，结晶粒度细，铁矿物粒度0.01mm～0.2mm，0.1mm以上的90%，稀土矿物粒度0.01mm～0.06mm，0.04mm以上占80%，铌矿物粒度小于0.04mm。

白云鄂博由于成矿条件复杂，致使矿体不同部位形成不同的元素、矿物组合及矿石类型不同，且使各矿段开采技术经济指标、选矿技术经济指标均有差异。

3. 白云鄂博西矿矿石工业指标与分类

3.1 白云鄂博西矿矿石工业指标的确定

西矿的白云石型原生磁铁矿石（此类型占全矿总储量80%以上），磁铁矿石占矿石总铁量的77.1%，赤铁矿占1.5%，碳酸铁、硫化铁和硅酸铁占铁总量超过20%，因而其选矿金属回收率低，磨矿粒度细，选矿比大，选矿成本高。从2011年～2015年矿山生产统计数据，主东矿选矿比平均为2.66t/t；而西矿2010年选矿比为3.69t/t；西矿矿石选矿成本远高于主东矿矿石（主东矿矿石应用铁矿的一般工业指标）选矿成本。

所以西矿工业指标高于2002年DT/T0200-2002《铁锰铬矿地质勘查规范》所规定的铁矿一般工业指标。边界品位从TFe20%提高到23%，工业品位从TFe25%提高到28%。

3.2 依据围岩及所含的脉石矿物不同划分的自然类型及相同与不同之处

白云鄂博西矿矿石划分分为白云石型工业矿体铁矿石，闪石型工业矿体铁矿石。白云石型铁矿石，闪石型铁矿石虽全铁品位一致（TFe≥28%），但其他主要组分的含量差异较大。白云石型矿石所含的脉石矿物主要为石云石，矿石具有钙镁高，硅铝低的特点，碱性系数（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=4.26，属碱性矿石的范畴。闪石型矿石所含的脉石矿物主要为金云母和钠闪石居多。闪石型矿石中SiO2的含量明显增高，碱性系数为1.05，具自熔性矿石的特征。

白云石型铁矿石，闪石型铁矿石相同之处是磁铁矿的产出形式和嵌布粒度，金属硫化物和稀土矿物的种类以及矿石结构构造方面的特征基本一致。

具体指标差别见表1矿石化学成分表；表2矿石中铁的化学物相分析结果表（%）

MFe为磁铁矿中铁和半假象赤铁矿中铁之和

3.3 依据全铁品位不同划分的矿石类型

在1987年中国有色金属工业总公司提交的《白云鄂博铁矿西矿地质勘探报告》[1]依据TFe的品位划分矿岩界线，边界品位TFe23%，工业品位TFe28%，而介于23%至28%的铁矿体，定义为“表外矿”，单工程TFe品位大于28%铁矿体，定义为“表内矿”。

依据2012年《矿产资源工业手册》[2]，“表外矿”的这种矿石类型的应改为“低品位矿石”，“表外矿”应改为“工业矿体矿石”。所以在以后的生产地质报告或核实报告中，应把原报告的矿石名称及储量类型按新规范重新改正过来。“低品位矿石”，即“表外矿”储量类型编码分别编码为“331”， “332”，“333”，“工业矿体矿石”，即“表内矿”储量类型编码分别编码为“121b”，“122b”，“333”。

3.4 依据矿石的氧化程度不同，划分原生矿，混合矿及氧化矿

依据2002年颁布的DT/T0200-2002《铁锰铬矿地质勘查规范》中指出，当矿石矿物成分复杂，矿石中硅酸铁（siFe）、硫化铁（sFe）和碳酸铁（cFe）的质量分数大于3%时，或者三者之和大于3%时，应采用：

W（MFe）/W（TFe-siFe-sFe-cFe）>85%为磁性铁矿石

W（MFe）/W（TFe-siFe-sFe-cFe）≤85%为弱磁性铁矿石。

小于3%时，一般可按磁性率指标来划分，即以TFe/FeO的不同比值来衡量。

当铁矿床中含铁矿物主要是磁铁矿，后经氧化成赤铁矿褐铁矿时（主东矿采用）：

原生矿TFe/FeO<2.7

混合矿TFe/FeO2.7～3.5

氧化矿TFe/FeO>3.5

而西矿地质报告中，白云石型铁矿石，约占全部铁矿石的80%，以磁铁矿为主，磁铁矿中铁的占有率为72.57%，其次为碳酸铁，约占15%；另一种为云母闪石型铁矿石，约占全部铁矿石的20%，也以磁铁矿为主，磁铁矿中铁的占有率为74.77%，其次为硅酸铁，约占11%。

西矿所有勘探数据中MFe占有率>85%（磁铁矿）或<15%（氧化矿）的样品分别占13.17%和7.19%，其余都是混合矿。

实际上，如表3中的样品（样品基本代表西矿基建勘探范围内矿石类型），用MFe/（TFe-siFe-sFe-cFe）来计算则为磁铁矿，如果用MFe/TFe来计算磁性铁占有率的话，它们都是混合矿，而西矿大部分数据也符合白云西矿矿石矿物组成的实际情况，为混合矿所占居多。

为了矿山选厂及生产方便，经巴润矿业公司选矿厂与中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司设计院协商决定西矿用MFe/TFe来计算磁性铁占有率，规定MFe/TFe≥67%为混合矿，MFe/TFe≤67%氧化矿，且在实际生产中加以应用。

通过以上归类分析，西矿矿石工业类型有如下几类：

根据勘探中岩芯揭露的铁矿石矿物组成来看，含铁矿物主要为磁铁矿（大部分分布在氧化带以下），次为假象半假象赤铁矿、磁赤铁矿及少量赤褐铁矿、褐铁矿（分布在氧化带中），还有部分含铁碳酸盐矿物（如菱铁矿、铁白云石、镁菱铁矿等）、含铁硅酸盐矿物（如黑云母、金云母、钠闪石、钠铁闪石等）及铁的硫化物（黄铁矿、磁黃铁矿、铁闪锌矿等）等；矿石自然类型主要为块状铁矿石、白云石型铁矿石、云母型铁矿石、闪石型铁矿石及云母闪石型铁矿石等几类。具体详见表4西矿矿石类型分类特征表

在具体的生产采矿过程中及地质报告中，主要矿石类型为中品位及低品位（TFe≥28%）混合白云石型铁矿石资源储量占比例较多（约80%）左右，而TFe≥45%类型的高品位铁矿石资源储量占比例很少，介意在以后生产勘探地质报告中不作为矿石类型进行分圈分划进行资源储量估算，相应类似的有其他分布极少的矿石类型也可不圈，不划矿体。

4. 白云鄂博西矿有用岩矿工业指标与分类

为了有效利用西矿铁矿宝贵的资源，根据“白云鄂博铁矿矿石边界品位优化系统”②分析结果⑤，白云鄂博铁矿西矿介于TFe15%～23%之间的岩石，经选矿也可获得较好经济效益和资源回收效益。因此西矿为了利用有效资源，特在地质报告中要求划分及估算TFe15%～23%之间的岩石的资源储量。

在划分及估算介于TFe15%～23%之间的岩石过程中，也存在氧化与混合，及白云石型及云母闪石型的划分，这类岩石在地质报告中，按有用岩进行命名，如白云石型含铁有用岩，闪石型含铁有用岩。

而这类岩石的氧化混合分类指标按磁性率MFe/TFe55%进行划分，MFe/TFe≥55%混合的有为用岩，MFe/TFe<55%为氧化的有用岩。而在选矿的选矿过程中，氧化的云母闪石型有用岩选矿效果较差，回收率极低，一般不能为工业利用，而能利用主要为MFe/TFe≥55%为白云石型混合的有用岩。

5. 白云鄂博西矿矿石与主东矿矿石自然类型比较

主东矿受钠氟交代作用强烈，铌稀土矿化亦强，矿体分带现象作用明显，矿石类型也较复杂，矿石按矿物共生组合分类为5种类型：①块状铌稀土铁矿石；②条带状萤石型铌稀土铁矿石③霓石型铌稀土铁矿石④钠闪石云母型铌稀土铁矿石⑤白云石型铌稀土铁矿石。

相比较西矿，主东矿自然类型比较复杂，类型也多，且较多存在高品位的铁矿石[3]。

西矿矿段其矿化特征由于氟钠执液交代作用微弱，矿石类型三种，铁矿石分出钠闪石型，白云石型铌稀土铁矿石，靠近板岩部分有少量云母型矿石。主东矿矿石与西矿的矿石既有相同的特征，如含稀土铌，均有白云石型，但也有不一样的地方，主东矿矿石含稀土铌含量高，类型多，且高品位矿石分带明显，所以应根据这两类不同的矿床特点，划分不同的类型，进行不同的资源储量估算分类及开采中分采分用。注意差别。

而西矿白云石型原生磁铁矿石，磁铁矿石占矿石总铁量的77.1%，赤铁矿占1.5%，碳酸铁、硫化铁和硅酸铁占铁总量超过20%，因而其选矿金属回收率低，磨矿粒度细，选矿比大，选矿成本高。从2001年～2006年，主东矿选矿比平均为2.66t/t；而西矿2010年选矿比为3.69t/t；尽管精矿品位不同、流程不同，但西矿矿石选矿成本远高于主东矿矿石选矿成本。

6. 结论

6.1 通过上述论述基本上全面阐明了白云鄂博西矿矿石类型，并与主东矿矿石类型进行了比较，为白云鄂博西矿矿石类型划分归类及依据提供了全面的资料。

6.2 介于白云鄂博西矿矿石类型的复杂性，应根据西矿矿石类型的特点，在以后矿石资源储量估算中，有的矿石类型因占的比例很小（如高品位闪石型铁矿石），可以不去单独划类，单独估算，应与主东矿估算资源储量有所差别。

6.3 虽然针对白云鄂博铁矿西矿矿石的矿物工艺学研究文献很多，但近年在西矿开采过程中及几次西矿生产勘探中，对于西矿矿石分类较详细的论述较少。本文较详细地论述西矿矿石矿石特征且进行分类命名，各自给出了划分指标及特征，为白云鄂博西矿开采及编写生产地质报告提供了参考。

以上仅为笔者拙见，有考虑不周的地方，请各位读者及专家批评指正。

参考文献：

[1] 《矿产资源工业要求手册》编委会. 矿产资源工业要求手册[M]. 地质出版社， 2010.

[2] 曹荣龙， 朱寿华， 王俊文. 白云鄂博铁-稀土矿床的物质来源和成因理论问题[J]. 中国科学：化学， 1994（12）：1298-1307.

[3] 杨占峰， 柳建勇. 白云鄂博铁矿磁铁矿石边界品位的分析研究[J]. 现代矿业， 2007， 23（7）：35-37.

[4] 韩云燕， 魏小刚， 李鹏. 水峪贯地区王文二长岩体矿物学特征研究[J]. 西部资源， 2014（3）：159-161.

[5] 丁利冬. 自云鄂博矿入选国家首批矿产资源综合利用示范基地[J]. 西部资源， 2011（6）：13-13.

[6] 郭聪祥， 刘云. 内蒙古白云鄂博铁矿深部探矿构造特征分析[J]. 西部资源， 2015（3）：108-109.