河北省铁矿二次资源的分布特点分析

甘德清 李洪宝 陈 超

(1.河北联合大学矿业工程学院；2.河北省矿业开发与安全技术实验室)

·实用技术·

河北省铁矿二次资源的分布特点分析

甘德清1,2李洪宝1,2陈 超1,2

(1.河北联合大学矿业工程学院；2.河北省矿业开发与安全技术实验室)

为实现河北省铁矿尾矿及废石等二次资源的开发系统化、产业化，对二次资源的矿物成分和分布特点进行了调查和分析。通过调查发现，河北省一些矿山已经开始对二次资源进行了回收利用，但仍存在对生态环境造成二次破坏、缺乏相应的法规政策的管理和引导、二次资源企业规模小等问题，亟待制定有效措施加以解决。

二次资源 铁尾矿 废石 分布特征 成分分析

铁矿资源是河北省重要的矿产资源，经过矿山多年的采选生产，河北省铁矿山堆积了大量的废石及尾矿，这些“人工矿床”是铁矿山重要的二次资源，随着采选工艺进步和技术经济条件改善，二次资源必将成为自然资源的重要补充[1]。对二次资源的开发利用不仅是铁矿产资源的回收利用问题，还关系到资源保护、环境保护、矿区生态恢复等重要问题。

河北省铁矿产区按照矿床生成条件和矿物类型的不同分为四类，其矿石经选别后的尾矿和废石物理结构和力学性质各异。经对不同类型尾矿和废石调查分析，得到了二次资源分布特征和分布现状，为实现铁矿二次资源的开发利用提供了理论基础[2]。

1 河北省铁矿二次资源组成成分分析

1.1 河北省铁尾矿组成成分分析

河北省铁矿产区按照矿床生成条件和矿石类型的不同，可大致分为4部分：冀东地区鞍山式沉积矿床，主要分布在唐山市、秦皇岛市，以及承德市的部分地区；邯邢铁矿产区的矽卡岩型矿床，主要分布在邯郸市的武安、永年，以及邢台市的沙河等地；滨海浅海相沉积赤铁矿菱铁矿矿床，亦称之为宣龙式铁矿床，主要分布在张家口市的宣化等地；承德岩浆型钒钛磁铁矿床，主要分布在承德市的平泉、丰宁、围场、承德(县)等地。这4类矿床的矿物和脉石组分不同，矿石物理结构和力学性质各异，经选别后形成的尾矿的主要矿物组分有非常大的差异。

1.1.1 冀东地区鞍山式沉积矿床

冀东地区铁矿属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿，鞍山式铁矿石的矿床类型属前震旦纪沉积变质型磁铁石英岩和赤铁石英岩。矿石呈条带状的贫铁矿，一般含铁量在30%左右，其主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿和假象赤铁矿，主要脉石矿物有石英，其次为绿泥石、方解石和角闪石。冀东地区鞍山式铁矿尾矿的化学成分比较简单，化学成分中SiO2含量达65%～75%，有的SiO2含量高达83%，全铁品位为8%～14%，属高硅型尾矿。该类铁尾矿是数量最大的铁尾矿类型，尾矿一般不含有价伴生元素，平均粒度为0.04～0.20 mm，属于这类尾矿的选矿厂有首钢大石河、水厂、唐钢石人沟等矿山选矿厂。冀东地区铁尾矿化学多元素分析及颗粒级配关系见表1、表2。

表1 冀东地区铁尾矿化学多元素分析结果 %

元素TFeMnOMgOSiO2CaOAl2O3SPMFe含量10.680.0853.1672.794.8256.080.100.160.93

表2 冀东地区铁尾矿颗粒级配关系

1.1.2 邯邢矽卡岩型矿床

矽卡岩型铁矿床系中酸性岩浆侵入到碳酸盐类沉积岩中经接触交代作用形成。矿床除铁外，一般还含有铜、铅、锌、铝、钨等有用元素，但一般只有锌含量可达到工业回收的要求。

邯邢尾矿属高钙镁型尾矿，主要矿物为方解石、透辉石和绿泥石；尾矿中金属矿物主要为磁铁矿和赤铁矿，还有一些黄铁矿，及一定量的锌和铜矿物；其中从尾矿中回收闪锌矿，减少尾矿的排放量是可能的。邯邢铁尾矿化学多元素分析及颗粒级配关系见表3、表4。

表3 邯邢铁尾矿化学多元素分析结果 %

元素SiO2CaOFe2O3Al2O3MgOMnO含量31.9830.7710.236.4913.840.12元素TiO2FNa2OSO3P2O5K2O含量0.370.240.833.890.210.81

表4 邯邢铁尾矿颗粒级配关系

1.1.3 承德岩浆型钒钛磁铁矿床

承德岩浆型钒钛磁铁矿床属钒钛型尾矿，主要脉石矿物为石英，其次为绿泥石、方解石和角闪石，以及钒和钛的氧化物。承德地区尾矿属于多金属类铁尾矿，其特点是矿物成分复杂，伴生元素众多，除含有丰富的有色金属，还含有一定量的稀有金属、贵金属及稀散元素。从价值上看，回收这类铁尾矿中的伴生元素，己远远超过主体金属铁的回收价值。主要化学成分分析及颗粒级配关系见表5、表6。

表5 承德铁尾矿化学多元素分析结果 %

元素SiO2CaOTFeAl2O3MgOFeO含量45.325.1212.6811.273.189.12元素TiO2V2O5Na2OSO3P2O5K2O含量8.630.110.812.330.580.81

表6 承德铁尾矿颗粒级配关系

1.1.4 张家口宣龙式铁矿床

宣龙式赤铁矿矿石以胶状构造为主，少量有侵染状构造，其矿物组成复杂，分布不均匀，以鲕状构造为主，金属矿物主要为赤铁矿，少量油菱铁矿、黄铁矿和磁铁矿；脉石矿物主要有石英，其次为角闪石、辉石、黏土等。宣龙式赤铁矿尾矿成分及颗粒级配关系见表7、表8。

1.2 河北省铁矿废石成分分析

铁矿废石二次资源主要是指露天铁矿生产剥离废石，河北省大规模露天矿山主要分布在唐山地区、秦皇岛地区、承德地区和张家口地区。对重点矿山的废石场进行抽样调查，根据各地区矿床形成条件不同，按废石场矿物成分分为唐山及秦皇岛地区、承德地区、张家口地区三部分。

表7 张家口铁尾矿化学多元素分析结果 %

元素SiO2CaOTFeAl2O3MgO含量63.323.2111.2115.024.25元素K2ONa2OSO3P2O5含量0.810.790.660.73

表8 张家口铁尾矿颗粒级配关系

唐山、秦皇岛地区以鞍山式沉积矿床为主，其废石中以磁铁矿物、石英矿物为主，其矿物成分分析结果见表9。承德地区以矾钛磁铁矿为主，其废石中以磁铁矿物、石英矿物为主，含有钛金属矿物、矾氧化物和磷化物、硫化物含量较高，其矿物成分分析结果见表10。张家口地区主要露天铁矿废石矿物成分分析结果见表11。

表9 唐山、秦皇岛地区主要露天矿废石成分分析结果 %

元素SiO2CaOTFeAl2O3MgO含量72.324.3114.213.212.34元素K2ONa2OSO3P2O5含量0.360.690.580.98

表10 承德地区主要露天矿废石成分分析结果

%

表11 张家口地区主要露天矿废石成分分析结果

%

2 河北省铁矿二次资源分布特征分析

2.1 冀东地区尾矿分布特征

唐山地区尾矿主要分布在迁安市、遵化市、迁西县、滦县等地，其中又以迁安市尾矿量最多。尾矿堆存量大的主要为首钢、唐钢的铁矿山，如迁安市的首钢水厂铁矿、首钢大石河铁矿、首钢马兰庄铁矿、唐钢棒磨山铁矿，遵化市的唐钢石人沟铁矿，滦县的唐钢司家营铁矿等。

秦皇岛地区尾矿主要分布在青龙县和卢龙县。堆存量比较大的主要是唐钢的庙沟铁矿尾矿库、青龙县安胜矿业有限责任公司尾矿库、青龙县盛鑫矿业有限公司尾矿库。

通过调查首钢、唐钢、承钢下属的大型矿山尾矿库和地方具有代表性的大型矿山尾矿库，经统计，唐山地区尾矿堆存量约为45 800万m3，秦皇岛地区尾矿堆存量约为3 853万m3。

2.2 邯邢地区尾矿分布特征

邯郸地区尾矿主要分布在武安、涉县地区，尾矿存量比较大的主要分布在邯邢矿山管理局下属的一些矿山，例如西石门后井尾矿库、符山矿尾矿库、玉石洼铁矿(惠兰)尾矿库、玉泉岭尾矿库、矿山村尾矿库等。邢台地区尾矿主要分布在临城县、内丘县、沙河市、邢台县，邢台地区基本无较大的尾矿库，多以较小的尾矿库为主。通过调查邯邢矿山管理局下属比较大的矿山尾矿库和具有代表性的地方尾矿库，经统计，邯郸地区尾矿存量约为6 177万m3，邢台地区尾矿存量约为1 047万m3[3]。

2.3 承德地区尾矿分布特征

承德地区尾矿主要分布在宽城县、承德县、丰宁县、滦平县、平泉县、隆化县等地，尾矿堆存量大的主要为承德钢铁集团下属矿山尾矿库、建龙钢铁集团下属矿山尾矿库和一些地方矿业公司下属矿山的尾矿库。例如：承德钢铁集团的黑山铁矿尾矿库、大庙铁矿尾矿库、承德天宝集团金利有限公司下属矿山尾矿库、滦平县宝通矿业有限公司尾矿库、滦平县金牛矿业有限责任公司尾矿库、滦平县新瑞矿业有限公司尾矿库、平泉恒源矿业有限责任公司尾矿库、平泉县柏泉矿业有限公司尾矿库、平泉县广源矿业有限责任公司尾矿库等。经统计，承德地区尾矿堆存量约为22 448万m3。

2.4 张家口地区尾矿分布特征

张家口地区尾矿主要分布在宣化县、赤城县、涿鹿县等地，尾矿堆存量比较大的主要为宣化钢铁公司龙烟矿山公司尾矿库、赤城县盛宇矿业有限责任公司尾矿库、赤城县龙宇公司隆裕选厂尾矿库等。经统计，张家口地区尾矿堆存量约为5 963万m3。

3 结 论

从以上分析可以看出，河北省的尾矿库、废石场等，含铁金属量至少在1亿t以上，是自然铁矿资源重要的有益补充。随着采矿技术、矿石处理技术和选矿技术的提高，这些二次资源中的有益资源必将被开发出来。目前，在河北省的三大铁矿区中，有一些铁矿山已经开始铁矿石二次资源回收的初步尝试，并取得了较好的效果，但从开发的结果看，河北省的铁矿石二次资源回收还存在以下弊端：

(1)在二次铁矿资源开发时，未考虑矿山的生态和治理，造成了生态环境的进一步破坏，与建设绿色矿山的政策方向相违背。

(2)缺乏相对应的法规、政策的管理和引导，二次铁矿资源开发带有一定的盲目性，重经济利益，轻社会效益，不利于矿山的可持续发展。

(3)一般二次资源开发企业规模小，开发利用技术缺乏系统性，形不成规模效益。

[1] 刘永光，王晓蕾.铁尾矿资源化综合利用大发展[J].现代矿业，2010(2)：28-30.

[2] 曹异生.中国有色金属二次资源再生利用的现状[J].中国金属通报，2005(31)：3-7.

[3] 朱晓峰，娄 晶，徐仁鹏，等.邯钢二次资源综合利用生产实践[J].河北冶金，2012(3)：76-78.

2014-11-13)

甘德清(1962—)，男，院长，博士，教授，博士生导师，063009 河北省唐山市新华西道46号。