福建省连城锰矿

福建省连城锰矿
陈必港指导老师：刘建兴
摘要：矿产资源对经济发展具有重要的推动作用，国民经济的发展和人类生活水平的提高与矿产资源的开发和利用有着密切的正比关系，人均矿产消耗水平已成为衡量一个国家发展程度及其居民生活水平的重要指标。

研究一个国家和地区的矿产资源分布、储量、开发和利用情况显得格外重要。

福建省龙岩市连城县锰矿属全国重点锰矿之一，是福建省最大的锰矿山，也是中国冶金、化工原料的重要基地，研究此地的猛矿资源对该县的经济发展具有重要意义。

本文就该矿区的一些实际情况，如资源特点、资源的开发利用和矿区存在的问题，做简要的介绍。

关键词：矿产资源；猛矿石
1、公司简介
福建省连城锰矿位于连城县庙前镇，龙赣铁路、319国道在矿区穿过，龙长高速、永武高速、205国道与矿区毗邻。

企业创建于1958年，隶属于福建省冶金（控股）有限责任公司，经过五十余年建设，发展为采矿、选矿、矿产品深加工、地质勘查、测绘、机修、汽修及生活服务等配套的小型国有露天矿山企业，为全省最大的露天锰矿山，并进入全国重点锰矿企业行列。

目前，企业由庙前矿区和兰桥矿区组成，设有一采区、二采区、锰粉车间三个生产单位、4个经济实体和8个职能部门。

年采选锰矿能力6万吨，锰粉生产能力2万吨。

主要产品有氧化锰矿石、碳酸锰矿石、天然放电锰粉、活性二氧化锰和碳酸锰粉、四氧化三锰和硫酸锰、化工用锰粉、环保用净化过滤锰砂等。

氧化锰矿石含锰高、杂质低，具有优良的放电性能；碳酸锰矿石是国内罕见的高锰、高硫、高银、铅、锌的混合原生锰矿石，有很高的综合回收利用价值。

“福连”商标为福建省著名商标，天然放电锰粉、氧化锰矿石被省政府评为省优产品，荣获“中华科技精品”及“福建省最畅销产品”称号。

企业致力于技术改造和产品开发，采、选及加工工艺不断进步，资源得到充分的回收利用。

企业曾荣获“省级先进企业”、“福建省2000年度300家最佳经济效益工业企业”、“省思想政治工作优秀企业”、“福建省AAA级信用企业”、“龙岩市2003-2004年诚信单位”、“2007－2008年度诚信维权单位”、“龙岩市2004年度纳税大户”等称号，2002－2005年连续被评为市级“纳税信用A级单位”、2001－2008年连续被评为“福建省守合同重信用企业”和“龙岩市守合同重信用单位”；2003年，企业通过了ISO9001质量管理体系认证；2009年被授予市级文明单位。

交通位置图
2、矿区简介
矿区处于闽西南上古生代永梅凹陷带的中部,区内地层以泥盆系、石灰系、二迭系及第四系地层为主并有侏罗系火山岩分布,构造、岩浆活动较为频繁。

永梅凹陷带是一个著名的多金属矿产赋存地段,锰、铅、锌、金、银、铜、铁、钨、钼等矿产均有从小到特大型矿床产出。

连城锰矿的锰矿床分布于庙前、兰桥2个矿区,共计8个矿点,除4号点有原生锰矿外,其余各点均为氧化锰矿床。

截止2 0 0 0年底,累计探明锰矿石地质储量 2 79 2万ｔ,保有储量98 9万ｔ,平均品位Ｍｎ2 8% ,Ｆｅ 2 .5 4% ,Ｐ0 .0 35 % ,ＳｉＯ2 2 4 .36%。

3 资源特点
3. 1 储量
庙前矿区计有7 个矿点,其中以1 、4 号矿点较大。

1 号矿点矿体长200 m ,宽130 m ,呈扁豆状,埋深自地表至87 m ,NNE 方向展于平缓山坡处,产出标高360～278 m ,横剖面上呈V 型,探明氧化锰地质储量61.3 万t 。

4 号点矿体长150 m ,宽70～25 m ,呈透镜状,埋深自地表至178.5 m ,主矿体产出标高470～290 m ,NNE 走向,展布于一个四面被断层包围的陷落块中,纵剖面上呈宽阔的V 字型。

探明锰矿石地质储量75.7 万t ,其中混合原生锰矿石56.4 万t ,其余为氧化锰矿石。

(2) 兰桥矿区,计有35 个矿体,以1 、2 、3 、6 、8 、9 、12 及35 号矿体规模较大,沿NNE 方向展布近1km ,矿体埋深自地表出露断续延深200 多m ,产出标高630～430 m ,上部(500 m 标高) 矿体呈透镜状,似层状,下部呈似层状、囊状。

除34 、35 号矿体为盲矿外,其余分布在平缓的山坡地段。

探明氧化锰矿石地质储量147.6 万t (不含35 号矿体) 。

3. 2 矿石特点
(1) 矿石种类。

4 号点有原生锰矿石外,其他各矿点都是次生氧化锰矿石。

此外,在4 号点深部有铅、锌、锰混合矿石。

(2) 氧化锰矿石矿物成分及矿石结构构造。

矿石矿物主要有钾硬锰矿,铅硬锰矿、软锰矿、恩苏矿、锰土、偏锰酸矿,次为黑锰矿、黑锌锰矿、方铅锰矿、黑银锰矿、钡镁锰矿等。

脉石矿物有石英、蛋白、燧石、粘土矿物等。

矿石结构构造,主要有胶状、致密块状,皮壳状、葡萄状、粒状、土状等,而以胶状、致密块状、粒状、土状为主、软锰矿、硬锰矿往往紧密共生,有的还嵌布于锰土之中。

(3) 矿石品位。

矿体中往往富矿、贫矿各自成片成团结集,从结构、颜色上清晰可辨,品位从Mn> 50 %～10 %均可出现,平均品位庙前矿区1 号点Mn 32 % , Fe 3.7 % , P 0.043 % , SiO2 21.47 %; 4 号点Mn 26.89 % , Fe 2.11 % , P 0.02 % , SiO222.67 %; 兰桥矿区Mn 30.4 % , Fe 3.46 % , P0.05 % ,SiO2 28.02 %。

(4) 原生锰矿石矿物成分及结构构造。

矿石矿物以菱锰矿、硫锰矿、蔷薇辉石为主,伴生有方铅矿、闪锌矿、碲银矿、兰辉铜矿等金属矿物。

脉石矿物有石英、黄铁矿及粘土石物等。

矿石类型以混合原生锰矿石为主,又可分为硫锰矿—碳酸锰矿石,硫锰矿—硅酸锰—碳酸锰矿石。

矿石结构有自形镶嵌结构,同心层环状结构,柱状、长条状、板状、粒状变晶结构,块状、碎屑状、斑状、浸染状构造。

平均品位:Mn 30.06 % , Fe 1.0 % , P 0.024 % ,SiO2 19.7 %。

Ag 71.48 gPt , S 7.84 % , Pb 0.87 % ,Zn 0.2 %。

(5) 矿石电性能。

氧化锰矿石具有放电性能,随着矿石中含锰量的增高,二氧化锰含量亦增高,其转化率一般在1.46～1.52 之间。

氧化锰矿石以中、低压放电时间长为特点,MnO2 68 % ,3.9Ω0.9 V 终连放时间大于230 min ,间放时间大于650 min。

3. 3 围岩与尾矿
矿体直接围岩有砂岩、泥质岩、灰岩、硅质岩、火山熔岩等,一般围岩风化、破碎,含泥较多,易产生坍塌,溜方。

尾矿由锰矿物、围岩、脉石矿物组成,粒度以1mm 居多,尾矿库坝头地段尾矿含锰可达10 %～20 %。

4 资源的开发与利用
从上述资源特点考虑,福建省连城锰矿在矿床开采、选矿富集、产品结构等方面的开发利用如下。

4. 1 矿床开采
根据各矿点矿床埋藏、产状、形态等状况,矿床开采上部采用露天开采方法,深部则由露天转入地下开采。

露天开采
选择汽车运输开拓方式,组合台阶采矿方法。

鉴于矿石与围岩易于分辨,矿体内高品位矿石与低品位矿石亦可辨认,矿床规模小,采场出矿量小的特点,在开采中该矿制订“机械剥离,人工采矿”的原则,实行“定人、定点,定产量、定质量;分采、分堆、分运;不准用机械采成品矿,不准在矿体内放炮”的采矿工艺(简称“四定三
分二不准”) ,这套工艺,实质上即从采矿开始按矿石品位高低进行分选,直接挑选采出Mn > 44 % ,Mn 44～30 % ,Mn < 30 %的不同规格,不同用途的矿石,以减少选矿处理量,减少选矿损失,同时也降低采矿贫化率。

1995 年以后矿山实现用液压挖掘机取代电铲,用其灵活性,强大的挖掘能力在围岩松散地段直接掘土,尽量避免爆破以提高边坡稳固性,提高开采回采率,降低采矿贫化率。

2003 年前,矿区采用的主要设备为1 m3 电铲铲装,12 t 克拉斯自卸汽车运输,采场台阶高度为10 m ,年采剥总量在60 万t/ a 左右。

2003 年以后,矿区主要设备逐步更新为CAT330 液压挖掘机铲装,20 t 红岩自卸汽车运输,采场台阶高度为15 m ,年采剥总量在120 万t/ a 以上。

（2）地下开采
根据上述矿岩的物理性质、矿体的品位、赋存特点及本矿小型矿山的浅孔凿岩装备水平,矿山在地下开采中主要选用生产工艺简单、管理方便、采矿成本低的浅孔留矿法回采,普通漏斗自重出矿。

4. 2 选矿
锰品位低于30 %的矿石要通过选矿富集。

因矿石结构以粒状为主,易于与脉石分离,比磁化系数低,矿石密度高于围岩,脉石,易于肉眼辨认等特征,对不同矿石采用不同选矿流程: ①洗矿—手选流程,用于4 号品位Mn 10 %～17 %氧化锰矿石,原生锰矿石; ②洗矿—跳汰—强磁选联合流程,用于8 号点Mn 13 %～25 %氧化锰矿石; ③单一强磁选流程,用于Mn 26 %～30 %的氧化锰矿石; ④人工淘洗,用于处理Mn 10 %左右的矿石,此方法开创极低品位矿石的回收利用途径; ⑤干磁选流程,应用长沙矿冶研究院研制的PMHIS 系列干式永磁中强磁场磁选机处理矿山尾矿。

上述各种选矿流程对低品位的矿石分选富集后,可获得Mn 36 %～50 %的氧化锰精矿。

金属回收率可达75 %。

4.3 尾矿回收
采用焙烧还原浸取法和两矿加酸法分别对连城锰矿的综合尾矿进行提锰试验,结果表明,两种方法锰的浸出率分别达到93.56%、94.1%。

进一步将浸出的锰除杂、净化、结晶、制成硫酸锰,其质量达到GB1622-86标准的要求。

4. 4产品结构探讨
连城锰矿资源储量小,在社会主义市场经济条件下如果只沿袭采、选,不开发附加值较高的产品,企业将面临倒闭。

为此,企业近几年来根据资源特色,努力开发、探索新的利用途径。

4. 4. 1 氧化锰矿石
(1) 矿山生产的氧化锰矿石PPMn < 0.003 ,MnPFe > 6 ,属优质锰矿,是锰合金冶炼的好原料,因而企业将Mn 35 %～40 %的锰精矿作为冶金用锰矿石。

(2) 氧化锰矿石具有放电性能,尤其是中低压阶段放电、间歇放电时间长,利用这一特性,企业从70 年代开始生产天然放电锰粉,这一产品现仍然是企业的支柱,因其质量好,荣获“福建省优质产品”、“福建省地产最畅销产品”称号,深受广大用户青睐。

(3) 活性二氧化锰,是近年该矿新开发的产品。

它以企业优质二氧化锰矿粉为原料经还原—岐化—氧化重质—活化—漂洗—脱水—干燥—筛分—成品的工艺流程而制成。

企业所产的活性二氧化锰以①重负荷连续放电性能好,特别适用于P 型电池,C 型电池。

②堆实密度大,在1.8 gPcm3 以上。

③过电压小为特点。

该产品主要用于锌锰电池工业,亦可用于其他化学工业。

(4) 利用氧化锰矿石品位高,活性大,杂质低的优势,制造水质净化的环保产品。

4. 4. 2 混合原生锰矿石
该矿在开采设计中拟通过较为复杂的选矿流程分选出碳酸锰精矿和硫酸锰精矿,问题是碳酸锰精矿作为产品销售价格低而硫酸锰精矿目前尚无用户。

为此,必须探索新的产品走向,经与研究单位联合开发,确定以下研究作为该矿新产品方向。

(1) 高纯四氧化三锰。

用原生混合锰矿矿粉作为原料,经过浸出,化学除杂,氧化合成制取高纯四氧化三锰。

现小试样品可达化工部HGPT2835 -1997 标准优质品的要求。

目前,试验仍在继续进行之中。

(2) 高纯活性二氧化锰。

以原生混合锰矿矿粉为原料,通过化学方法制成高纯活性二氧化锰。

小试样品理化分解指标:MnO2 ≥91 % ,H2O ≤2 % , Fe≤0.01 % , Cu ≤0.001 % , Pb ≤0.001 % , Ni ≤0.000 5 % , Co ≤0.001 % , SO2 -4 ≤1.2 % , NH4 ≤0.005 % ,pH 值5 ～7 , 细度0.147 mm ≤0.50 % ,- 0.074 mm ≥85 % ,电性能指标:开路电压≥1.72 ,2Ω连放≥18 min ,3.9Ω连放≥450 min。

4. 4. 3 固体废料
固体废料包括选矿尾砂,开采剥离的废石(土) ,既是废料也是一种潜在的资源,对其利用拟从以下几个方面入手。

(1) 尾砂,采用干式磁选再次回收锰矿资源
(2) 用尾砂、废石(石灰石、火山熔岩等) 制造新型建材———微晶玻璃花岗岩。

企业曾委托有关科研部门以上述固体废料作为原料,成功地试制出具有连城锰矿资源特色的微晶玻璃花岗岩,其理化性能优于人造大理石、天然大理石,花岗岩等人造、天然石材。

(3) 烧制石灰,8 号点部分围岩为优质石灰岩,开采剥离后不用则成为废石排弃于废石场。

本地较缺石灰石,因而可利用排弃的石灰岩烧制石灰。

(4) 闭坑采场的排土场复垦后创办果林场,如种植印度青枣等。

4. 4. 4 其他资源利用
矿区内铅、锌、金、银、硫等有一定的含量或可作为找矿方向,通过技术、资金的引进,有望打破只生产单一矿产的局面,增强企业活力。

5. 矿区存在问题
(1)企业生产一直以采选为主,要进行资源深加工,技术人才严重缺乏,产品研究周期长,试验成功的产品要转化成生产力尚有一段距离。

(2)资金不足。

矿山现有产品价值不高,生产总量小,企业负担重,自有资金不多,开发新产品受到资金制约。

（3）在矿石回采过程中，围岩的崩落，导致矿石二次贫化严重。

【参考文献】
[ 1 ] 解世俊.金属矿床地下开采[ M] . 北京: 冶金工业出版社,1995.1
[ 2 ]林忠生.福建省连城锰矿矿山生产管理实践[ J ]中国锰业，2007，25（2）：40
[ 3 ]罗永灶.连城锰矿资源特点及利用探讨[ J ]中国锰业，2001，19（4）：31
[ 4 ] 郭遒熙.选矿厂辅助设备[M] . 北京:冶金工业出版社出版,1978.1
[ 5 ] 江文伟.连城锰矿兰桥矿区东采场采探结合的实践[J ].中国锰业,2005 ,23 (2) :43 - 44 [ 6 ]杨仲炳.连城锰矿兰桥矿区中区资源开采方案的选择[J ].中国锰业,2005 ,23 (2) :25 - 28。