新疆低品位钒钛磁铁矿资源综合开发利用的前景

马东林，巩伟军，李广涛

（新疆八钢矿业资源公司，新疆 乌鲁木齐 830022）

钒钛磁铁矿是我国钒、钛产品的主要来源，也是钢铁工业不可缺少的主要原料。钛被广泛应用于航空、航天、石油、化工、冶金、电力、电解、国防、日常生活器具等工业生产中，被誉为“现代金属”和继钢铁、铝之后的 “第三金属”等称号，钒被称为“现代工业味精”，在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛，其中85%应用于钢铁工业，对于钢铁的冶炼具有特定的使用价值。

中国是钛、钒的生产和消费大国，根据国家行业协会统计数据，近十年来国内钛、钒的需求一直处于上升趋势。中国钒钛矿资源主要集中在攀枝花地区，占80%～90%，多以开采难度大的钒钛磁铁矿形态存在。虽然我国的钛矿资源较为丰富，但是由于高品位的钛矿资源不多，不能实现自给自足，每年都需要大量的进口。随着国家钢铁产业结构调整和钢铁业整合的力度加大，以及国家进口铁矿和加快国内的铁矿开发的战略调整，对铁矿的需求进一步加大[1]。

一方面市场对铁精矿和钛矿产品有大量需求缺口，价格稳步在高位运行；另一方面钒钛矿开发利用缓慢无法满足，甚至有些低品位钒钛磁铁矿不能办理合规的手续。

目前国内低品位钒钛磁铁矿选矿新技术应用取得突破，大幅提高了铁、钛回收率，增加了该矿的综合利用价值。低品位钒钛磁铁矿综合资源利用技术、绿色矿山建设、环境恢复治理经验，在四川攀西、河北承德、云南等地区已经运用很成熟，效益可观。2020年11月5日国家发展和改革委员发布了《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》，把钒钛磁铁矿开发、选冶联合工艺生产、综合利用及深加工列为新疆地区鼓励发展的产业目录。

因此，从发展新疆地方经济，以及市场需求、采选新技术运用、国家产业政策等方面来看，低品位钒钛磁铁矿开发时机已经成熟。如何做到不浪费国家资源、做到与环境保护相适应，使低品位钒钛磁铁矿得到合理、有序的开发，具有较大市场前景。

1 新疆低品位钒钛磁铁矿现状及开发中存在的问题

1.1 低品位钒钛磁铁矿资源开发现状

我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，已探明储量98.3亿t，远景储量达300亿吨以上，拥有TiO2约13.6 亿吨，V2O5约2580万吨。我国钒钛磁铁矿主要集中在主要在四川攀枝花—西昌地区、河北承德地区等地区。

新疆钒钛资源主要分布在喀什地区巴楚县、克州、哈密地区，大多为低品位钒钛磁铁矿（TFe平均品位12%～18%），估算远景资源量超过20亿吨。目前新疆已投入生产运行的普昌钒钛磁铁矿、哈密尾亚钒钛磁铁矿等几家企业。

1.2 目前开发利用中存在的问题

资源开采中存在着资源勘查程度低，资源综合利用水平不高；生产规模不稳定，企业效益低；开发利用不规范，合规性手续不全；安全环保风险大，面临生存发展问题。

（1）勘查程度较低，矿石达不到最低工业品位要求。

疆内大部分钒钛磁铁矿矿山地质勘查程度较低，同时由于全铁平均在12%～18%之间，磁性铁在5%～9%之间，伴生TiO2在3%～8%之间，矿石品位低，远达不到国家规定的最低工业品位要求，部分矿山勘查程度低，不能进行工叶指标论证的要求。造成矿山手续等存在一些与规模不符、生产不稳定等问题。

（2）钒钛矿开发利用环保压力较大，尾矿库等合规性手续办理难度加大，环境保护准入和环境恢复治理投入大[2]。

（3）钒钛铁精粉铁精粉品位低，市场使用果较差，造成价格偏低。

（4）钛产品深加工及钛产业链延伸短，企业效益存在收益少，目前还未实现钒产品利用和深加工[3]。

2 新疆低品位钒钛磁铁矿开发综合利用的探索和实践

新疆的钒钛磁铁矿具有共性，原矿（TFe）品位较低，钒、钛资源属于伴生矿，近年来，新疆巴楚瓦基里钒钛磁铁矿、哈密尾亚钒钛磁铁矿、普昌钒钛磁铁矿等多个矿山企业在不断寻求钒钛磁铁矿开发利用探索实践。

经过不断的探索，总结出对低钒钛磁铁矿的开发利用，一是必须进行扩大规模化生产，产生规模效益；二是政策积极引导，企业加大矿山环保等投入，建设绿色矿山符合国家产业政策；三是采用新设备、新技术、新工艺，多种有益元素综合利用，进行钒钛资源综合开发，特别是钛产品深加工及钛产业链延伸。这才是目前新疆低品位钒钛磁铁矿生存和持续发展的道路。

2.1 加大资源勘查力度，论证工业指标

（1）需要从政策层面支持低品位钒钛磁铁矿资源的勘查与有序开发，通过加大政府专项资金投入，和企业商业勘查的投入，实现地质的找矿探矿新突破，增加低品位钒钛磁铁矿的资源量，为国家经济发展提供可持续的资源储备。

（2）进行工业指标论证，经过科学合理的计算和论证经济开发的最低工业品位，经过评审，取得合法合规的开采和建设手续，是大规模开发的一个关键环节。进行地质勘探，并委托相关设计院就行指标论证，比对国内攀西地区类似的低品位指标的结果，经过科学论证、计算，进行矿体圈定和矿石储量计算。

表1 新疆主要钒钛磁铁矿资源情况及开发现状一览表

（3）大规模开发，形成规模效益，提高钒钛资源资源的利用率。

新疆钒钛磁铁矿资源远景储量大，具备规模化开发利用条件，由于钒、钛资源的利用率较低，未形成大规模开发。通过建设大规模生产线，以规模效益实现矿山盈利。

单纯的开发利用生产铁或钛产品，对于低品位钒钛磁铁矿山来说难以实现盈利，需利用矿产资源本身的特性，采用国内先进选矿工艺技术及设备，全力打造选铁、选钛、提钒资源综合利用，增加高附加产品效益，实现矿山盈利。

2.2 采用采选新工艺、新技术、新装备，不断探索技术创新

（1）钒钛磁铁矿采矿关键新技术引进：矿山采用三维动态配矿、高边坡稳定性技术降低矿山贫化率；优化采矿境界、提高边坡角，缩小采场占地面积，减少剥离量；采用大型、先进、一流潜孔钻、挖掘机、装载机和自卸汽车等降低采剥能耗，提高采矿效率；采用大型设备和汽车运输—半固定破碎—胶带运输方式扩大产能，降低成本。

（2）钒钛磁铁矿选铁关键新技术引进：采用先进高效的破碎、磨矿、筛分和磁选设备，尤其是大型高压辊磨超细碎设备和德瑞克高频振动筛代替破磨系统中能耗较高的部分破碎及球磨分级设备，结合半自磨工艺、矿浆管道输送、复合磁选预分选抛废、阶段磨矿阶段选别铁等工艺技术实现了“多碎少磨”降低能耗，保证整个采选系统的能力，降低生产成本，获得 TFe58%以上的合格铁精矿，为低品位矿的充分利用创造条件。

（3）钒钛磁铁矿选钛关键新技术引进：针对选铁尾矿特性，采用粗细粒级分别选钛技术，既可以保证钛精矿的品质，又可以保证钛精矿钛的回收率，同时还考虑了钛精矿生产成本及环保效益。主要工艺有：“选铁尾矿-粗细粒级分别选钛（粗粒强磁粗选-磨矿-强磁精选-浮选、细粒强磁粗选-强磁扫选-浮选）”和“选铁尾矿-粗粒级强磁—重选—干选”—“细粒级强磁--浮选”回收钛，获得TiO2品位47%的高质量钛精矿，部分选矿厂钛的总回收率达30%以上。

（4）新疆低品位钒钛磁铁矿高效开发综合利用关键新技术引进：破碎前采用磁滑轮抛废技术和高压辊磨超细碎+粗粒湿式抛尾技术，提高矿石入破入磨品位；在节能环保方面，矿石管道磁悬浮输送技术、精矿管道输送技术、选矿废水循环利用技术、尾矿干排和钒钛磁铁矿高效筛分筛选方法等广泛应用，降低原矿入选品位，节约生产能耗，大幅降低了生产成本，提高资源综合利用率。

2.3 加强政策引导，按绿色矿山标准建设，符合当地的环境恢复治理要求

（1）钒钛矿开发利用环保压力较大，造成尾矿库等合规性手续办理难度加大，环境恢复治理投入大。争取政策支持鼓励，争取国家税收优惠政策，鼓励企业对疆内低品位钒钛磁铁矿投资。

为了进一步落实“十四五”战略规划，以及推动新疆经济高质量发展，2020年11月5日国家发展和改革委员发布了《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》，把钒钛磁铁矿开发、选冶联合工艺生产、综合利用及深加工列为新疆地区鼓励发展的产业目录。

（2）极探索和践行绿色矿山建设之路。矿山开采合理设计爆破参数，采用合理的爆破方法，抑制爆破作业时的产尘量，矿石管道磁悬浮输送技术，铲装、运输等设计配套洒水降尘设施。采用尾矿干排技术，将尾砂浓缩脱水后，干式排放，解决了传统尾矿排放方式，节省传统尾矿库的建设费用和常规维护费用，还可以使自流回水充分利用，起到节能、环保、增效的作用。

2.4 增加高附加值产品，延伸钒、钛资源产业链

（1）进一步研究探索低品位钒、钛优化提质增效技术，多种有益元素综合利用。

进行钒钛资源综合开发引进钒钛磁铁矿铁钒钛分离技术，工艺流程短，操作方便，废渣、废水排放少，绿色环保，有效解决了钒钛磁铁矿铁、钒、钛高效分离提取的技术难题，实现了铁精矿中钛的高效利用，提高钒钛磁铁矿中钛资源的利用率。

前期可以对钛产品深加工及延伸钛产业链，用铁钒精矿生产高炉生铁和钒渣，增加经济效益；后期扩大生产规模，利用钛精粉生产高钛渣（酸溶钛渣），引进钛深加工企业，用钛精矿生产出海绵钛和钛白粉。

（2）增加高附加值的钒产品。在钒钛铁精矿量达到一定规模后，可以考虑建设钒钛球团矿生产线，进行钒钛深加工，炼钢提钒，形成铁、钒、钛资源一体化产业链，完成“超贫磁铁矿钒钛综合利用、打造钒钛基地、形成钒钛产业链”的构想。

规划以八钢公司南疆钢铁位基地，利用当地的天然气优势，建设金属化钒钛球团项目，实现新疆钢铁低碳冶炼的先例；待巴楚、克州的钒钛资源规模达到稳定的规模，规划以巴州钢铁建设提钒升级改造及钒渣综合利用项目，在粗钢产能不变的前提下，新建五氧化二钒（V2O5）生产线及配套设施[4,5]。

3 结束语

新疆拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，资源前景巨大。为了进一步落实“十四五”战略规划，以及推动新疆经济高质量发展，保障新疆钢铁工业可持续发展，发展新疆经济巩固南疆脱贫攻坚的成果，进一步盘活新疆的钒钛磁铁矿资源。

我们以国家产业政策、国家资源战略、矿产资源保护和有序开发利用为引领，以绿色矿山建设、低碳冶金为抓手，促进低品位钒钛磁铁矿资源利用从粗放低效向集约高效跨越、产业发展从要素驱动向创新驱动转变、产业层次由低端向高端跃升，使新疆成为国家的又一个铁及钒钛资源基地。