贵州瓮福磷矿英坪矿段A矿层开采技术经济条件

2018-02-16阚小波杜芳应

现代矿业 2018年7期

刘旭阚小波杜芳应陈冲

(贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队)

英坪矿段是瓮福磷矿高坪矿区中露采条件良好的主要矿段之一，于2001年正式载入《中国矿床发现史：综合卷》[1]。1975年3月—1980年5月，贵州省地质局115地质大队对英坪矿段进行了详细地质勘探(以B矿层为详勘对象)。2007年7月，贵州省地矿局106队对英坪矿段A矿层进行了详查工作，探获A矿层磷矿石各级资源量2 161.17 kt，从而扩大了包括B矿层在内的英坪矿段的远景规模，延长了矿山服务年限。本研究结合该矿段已有的地质勘查成果，对矿床地质特征进行分析，并对该矿段的矿床开采技术经济条件进行讨论。

1 矿床地质特征

1.1 矿体特征

英坪矿段A矿层分布于高坪背斜东翼南段向东倾斜的单斜构造中，形成于晚震旦世陡山沱期[2-4]，根据成矿地质特征和矿层就位机制，可将矿床成因类型归属为浅海相生物化学沉积型磷块岩矿床[5]。该矿段矿石工业类型为钙(镁)硅质磷块岩，磷矿石资源总量为2 161.17 kt，具有小型矿床规模，其中，332矿石资源量为475.61 kt，333资源量为1 685.56 kt。矿床由5个工业矿体组成，其中1#矿体规模最大，矿石资源量为1 555.74 kt，约占全矿段A矿层矿石资源总量的72%；2#矿体矿石资源量为268.42 kt；3#矿体矿石资源量为228.92 kt；4#矿体规模最小，矿石资源量为18.37 kt，仅约占全矿段矿石资源总量的0.009%；5#矿体矿石资源量为89.72 kt。

英坪矿段A矿层矿体赋存于上震旦统陡山沱组第二段(Z2d2)，与上覆陡山沱组第四段(Z2d4)主矿层(B矿层)相距约25 m，下距下震旦统南沱组(Z1n)冰碛砾岩古侵蚀面0～3.63 m。矿床由大小不等、疏密不均的5个矿体构成。其中，以分布于矿段北部的1#矿体为主矿体，其次为位于矿段中部的2#矿体。1#矿体形态呈似层状产出，在采矿权范围内，矿体沿走向长700 m，沿倾向宽400 m，厚度0.50～9.40 m，平均2.57 m，厚度变化系数为62.32%；矿体内部结构简单，无夹石，呈单层矿产出；矿体产状与顶底板围岩一致，倾向SEE，倾角22°～42°，平均31°。2#矿体沿走向长500 m，沿倾向宽180 m，厚度0.77～3.69 m，平均1.96 m，厚度变化系数为50.97%；矿体呈似层状产出，内部结构简单，无夹石；矿体产状与上下围岩一致，倾向NEE，倾角18°～41°，平均29°。

1.2 矿石特征

(1)矿石矿物成分。A矿层磷块岩矿石由12种矿物组成。其中，含磷矿物以胶磷矿为主，含量约占含磷矿物总量的95%以上，其次为隐晶质和结晶状磷灰石，含量小于5%；脉石矿物以白云石为主，其次为石英、黏土矿物及少量铁质矿物，白云石在砾屑状磷块岩中的含量为20%～40%，在致密条带状磷块岩中的含量约20%，石英在矿石中的含量为0～20%，水云母在矿石中含量仅为0～1%，铁质矿物主要为褐铁矿，由黄铁矿氧化而成，在矿石中含量为1%～10%；矿石中偶见重晶石，含量小于1%，海绿石含量小于1%，方解石含量为0～3%，有机质含量小于1%。

(2)矿石结构构造。矿石结构有砾屑状、致密状、砂状结构3种；矿石构造以条带状构造为主，其次为块状构造，再次为叠层石构造。

(3)矿石化学成分。A矿层矿体厚度为0.50～9.40 m，平均1.51 m。矿石中w(P2O5)为10.16%～37.08%，平均26.35%，其中w(P2O5)≥30%者，占42.47%，品位变化系数为31%，属均匀—较均匀变化；w(CaO)为27.50%～49.42%；w(SiO2)为7.42%～37.69%；w(CO2)为2.21%～5.48%；w(MgO)为0.33%～2.21%；w(Al2O3)为1.30%～3.98%；w(Fe2O3)为0.49%～3.34%；微量元素w(F)为1.84%～3.46%，w(C1)为0.01%，w(Cd)为0.000 1%～0.001 1%，w(As)为0.002%～0.012%，w(I)为0.003%～0.013%。

(4)矿石类型。矿石自然类型以致密条带状磷块岩为主，占矿石资源总量的70.48%，在致密磷块岩中有柱状叠层石，成为藻磷块岩；砾屑状磷块岩占矿石资源总量的12.85%；砂状磷块岩占矿石资源总量的16.67%。按照《磷矿地质勘查规范》(DZ/T 0209—2002)，可将矿区磷块岩矿石工业类型划分为混合型矿石，资源量占矿石资源总量的50%，硅质和硅酸盐型矿石资源量、碳酸盐型矿石资源量占比均为25%。

(5)伴生碘综合评价。A矿层磷块岩矿石中普遍含有伴生有益组分碘(I)，含量为0.003%～0.010%，平均0.006%[6]。试验表明，当矿石中伴生I的含量大于0.004%时，可从废气中回收碘。采用钨镁磷肥工艺回收吸碘，以碱性液吸收碘的回收率最高达92.35%，一般为85%，从而提高了A矿层磷块岩综合开发利用的经济价值。

(6)矿石加工技术性能。鉴于英坪矿段A矿层与已经开发利用的B矿层的矿石类型相同，品位相近。故其矿石加工参数可参考B矿层：当原矿P2O5品位为26.19%时，经锻烧—消化—分级处理后，精矿品位P2O5为35.58%，回收率为97.10%，工艺指标优异，产品质量较高，为加工高效复合肥料的理想原料，也可分出适当粗粒级产品作为制取元素磷的原料。

2 矿床开采技术经济条件

英坪矿段大气降雨为地下水的主要补给来源，断裂构造与岩溶不发育，破碎带含水性弱，水文地质条件属中等类型，为顶板裂隙充水型矿床。A矿层顶底板为硅质岩、白云岩，抗压强度高，稳固性好，工程地质条件中等。1#主矿体剥离比为6.59，符合露天开采条件(露采临界剥采比为7)，应注意采矿边坡的合理设计，防止滑坡；其余矿体符合坑采条件，主井巷应严格按设计施工，便于支护和排水。建议修建档土墙、拦砂坝和污水处理池，加强地质环境防治。在矿段南部1#采坑底部有S1、S2号泉，流量合计为6.81 L/s，可满足矿山用水需求。矿段地貌属构造剥蚀低中山，北西高南东低，海拔1 089.50～1 438 m，地形条件有利于矿床开采。

英坪矿段中心距福泉市区50 km，距马场坪火车站60 km，距贵阳市区150 km，对外交通方便，运输条件较好。瓮福磷矿在桅杆坪小坝施工有机井，水质和水量能够满足矿山开采和生活供水需要。距矿段25 km处有牛场变电所，为矿山生产、生活提供了用电保障。矿段附近人口较稠密，大部分耕地已被矿山征用，部分劳动力外出打工，存在较多的剩余劳动力。目前，贵州省磷矿及磷化工行业发展速度较快，磷矿石消耗量大，供应日趋紧张，迫切需要质优量大的磷矿资源作保障。因此，对英坪矿段A矿层进行开采，预测市场前景良好。

目前，英坪矿段内可采资源量为967.87 kt。在开采B矿层的同时，可附带对A矿层进行开采，设计生产能力为100 kt/a，矿山服务年限为10 a。A矿层开采基建总投资为0.18亿元，建设期为2 a，每年需投入资金为900万元。A矿层生产期间，需按年基建总投资的15%逐年投入资金，每年需投入135万元。按生产成本100元/t计算，A矿层年生产总成本为1 000万元，根据目前磷矿市场信息，磷矿售价按照260元/t计算，结合产品设计方案(回收率97.1%)计算，磷矿建成后的年销售收入总额为2 524.6万元。建设资金和流动资金贷款利率均为5.65%，各种税、费率合计为13.33%，企业所得税率取25%，经计算，投资偿还期为3 a，投资收益率为73.65%，企业获利为584.53万元/a，国家获利为626.92万元/a。以10%为企业折现率(基准收益率)计算，至生产期第10年，净现值总和为7 624.75万元。综上分析，英坪矿段A矿层矿山服务年限较长，投资偿还期较短，投资收益率高于企业基准收益率10%，预期经济效益良好。