遵义锰矿碳酸锰矿资源的利用前景及发展方向

摘要：遵义锰矿是国内锰矿资源量最为丰富的矿区之一，累计探明储量3500多万吨，经过50多年的开采，氧化锰矿资源已经开采完毕，剩下的全部为碳酸盐锰矿，目前保有工业储量在2300万吨以上，其中80%分布在遵义汇兴铁合金有限公司的长沟锰矿，经过50多年的艰辛探索和开发利用，积累了较为丰富的开发利用途径，其优质氧化锰矿资源，为国内诞生了第一炉硅锰、第一炉火法金属锰，也是国内放电性较好的放电锰粉之一。

关键词：锰矿碳酸锰矿；遵义矿区；磁浮选；土法焙烧；电解金属锰

中图分类号：P618

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）18

从上世纪80年代开始，随着氧化锰矿资源的枯竭，井下进入碳酸盐锰矿的开采时代，经过30多年的探索，先后进行过浮选、磁—浮选、干式磁选，也进行过直接焙烧和富锰渣冶炼，最近十年又用于电解金属锰和电解二氧化锰，本文就遵义锰矿碳酸盐锰矿的开发利用过程，针对的矿区锰矿资源特点，结合国内外的锰矿加工发展方向，对遵义锰矿的碳酸盐锰矿利用前景进行探讨。

遵义锰矿的资源特点：遵义锰矿为泻湖相沉积矿床，其层位为二叠系上统龙潭组（P3l）底部，为全球同一时代地质层位的典型矿床，由于其矿层顶底板均为粘土，在采矿过程中用电扒出矿时，导致矿层顶底板粘土及废石的大量混入，采矿贫化率高达15%以上，对于矿区厚顶粘矿段，目前尚留护顶矿开采，造成采矿损失率较大，全矿区回采率仅60%左右。其矿石矿物主要为菱锰矿、含锰菱铁矿和少量硅酸盐锰矿，其中碳酸盐锰矿占锰矿的比例在90%以上。脉石矿物主要为方解石、石英和硅酸盐矿物。矿区地质报告的锰22%、铁8%～10%、磷0.05%、硫3%～5%，为低磷高铁高硫贫锰碳酸盐矿床。碳酸锰矿石的烧失量为25%～30%，可溶于硫酸的二价锰占90%以上。

1　碳酸盐锰矿开发利用工艺回顾

1.1　磁浮选阶段

1983～1998年，原遵义铁合金厂选矿车间年处理矿石15万吨，入选锰品位18%～20%，选矿比1.3～1.4t/t，锰金属回收率60%～70%，锰精矿品位24%～26%，脱硫率达50%。由于选矿成本较高，综合锰回收率较低，经济效益较差，该工艺被迫在1998年全面停产。

1.2　磁选阶段

1998～2001年，原遵义铁合金厂选矿车间应用该工艺，由于提高锰品位有限、排污困难等因素，综合经济效益依然不太理想。遵义锰矿到长沙矿冶研究院还进行过干式磁选试验，代替手选废石，但由于矿石粘结性较强，难以进行自然分离，必须烘干方能进行磁选废石，选矿效果也不太理想。经过30多年各种选矿工艺的艰辛探索，遵义锰矿的碳酸盐锰矿选矿工艺已经全面报废。

1.3　土法焙烧

该工艺从80年代开始一直在小规模进行，主要从采出原矿中手选出部分高品位矿石（Mn22%～24%），通过土法焙烧，其焙烧矿品位Mn28%～30%，由于环境污染较大，手选富矿后的原矿品位更低，综合效益也不太理。

1.4　机制焙烧

随着环保的严格要求，加上锰矿资源的稀缺，从2005年起到2008年，遵义市周边相继建立了6处机烧厂，这些厂和遵义汇兴铁合金公司的烧结车间一起，年可烧结碳酸锰原矿50万吨以上。由于没有选矿工艺，大部分直接加工采出的碳酸锰原矿，由于采出碳酸锰原矿的锰含量仅15%～18%，其烧结矿Mn品位也仅20%～24%，难以满足冶炼锰系合金的要求，只能作为锰系铁合金冶炼的配矿用料，由于该工艺烧结环保技术较为先进，遵义市周边的几家烧结厂基本上能生存下来，只是由于钢铁行业的经济效益长期处于低谷，铁合金的效益也普遍下滑，市场对低品位烧结矿的需求有限，目前，这些烧结厂也基本处于停产阶段。

1.5　富锰渣生产

由于遵义锰矿的矿石为高铁贫锰碳酸盐矿石，其TFe含量在10%左右，由于碳酸盐矿物具有高达30%的烧失量，通过高炉冶炼进行Mn、Fe分离，经过遵义锰矿28m3高炉的生产（1998～2005年），取得了较好的效果，从资源的综合利用角度来看，该生产工艺的Mn、Fe资源都得到充分利用。达到富锰降铁的目的，由于入炉锰矿石品位要求较高，块度要求较严，对于碳酸锰原矿难以大规模应用。

1.6　电解金属锰生产

随着国内电解金属锰工艺的迅猛发展，遵义锰矿是国内大型碳酸锰原料基地，由于该矿区的碳酸锰在硫酸中的可溶性较高，近年来，除遵义天磁锰业、新地锰业和亿方锰业的电解金属锰生产线外，广西来宾、贵港，重庆秀山等地，也大量使用遵义锰矿的高铁菱锰矿进行电解金属锰和电解二氧化锰的生产，目前，国内最大锰化工企业，广西中信大锰股份有限公司，已经控股遵义汇兴铁合金集团公司及下属的长沟锰矿，广西大兴和贵州遵义的上亿吨碳酸锰资源已经被中信大锰垄断，未来数年，中信大锰控股的遵义汇兴铁合金公司准备在遵义市南部的苟江工业园区建设6万吨的电解金属锰生产线。到时遵义锰矿的碳酸锰矿石将全部用于这条电解金属锰生产线，可能还要外购部分矿石。

纵观30多年遵义锰矿碳酸锰矿石的加工过程，经过艰辛探索和各种工业试验，最后走向以电解金属锰和直接烧结为主的两种加工模式。随着这两种加工模式的推进，对井下采矿方法的改进也将产生较大影响。

首先，对于直接烧结，必须要求井下采出矿石的Mn品位在18%以上，才可保证烧结矿的Mn品位在23%以上，可以基本满足非标铁合金的原料要求。

其次，对于电解金属锰生产，国内外对于碳酸盐锰矿的Mn品位要求在15%以上即可，有些Mn品位甚至降到12%也可利用。主要取决于金属锰和硫酸的价格，一旦遵义锰矿的采出Mn品位下限控制在15%，对于含Mn22%的大型碳酸盐锰矿山，其贫化率可以大幅度放宽，回采率将显著提高，井下产量可以大幅度提高，开采成本可以大幅度下降，采场安全可以得到更大保障。

2　碳酸盐锰矿的综合利用探索

第一，遵义锰矿的矿层赋存条件，矿层底板为0.1～0.2m的粘土和炭质页岩，电扒出矿时不可避免地混入矿石之中，随着坑口出矿Mn品位的降低，关键在于矿层顶板的控制和管理，上世纪80年代，对采出矿石品位要求较严，贫化率控制在8%，坑口出矿Mn品位达到19%左右，随着开采深度的增加，深部顶板破碎严重，矿区西部将顶板全部开采出来，其贫化率有时高达30%；在矿区东部，为了控制顶板粘土不冒落，留下厚0.5m以上的护顶矿，回采率仅60%左右，而且产量低，安全程度得不到保障，片帮冒顶致人死亡的事故时有发生。一旦采出矿石Mn品位要求放松，西部可以维持现有采矿方法，既可以提高产量，也可保障安全。东部的采矿方法可以由现在的房柱法调整为削壁充填法，因为东部走向长达2km的矿体，矿层厚度在3m左右，矿层顶板粘土与矿层的Mn品位是渐变的过渡关系，如果采出矿石的Mn品位降低到15%，可采矿层厚度可以达到3.5～4m，可以先剥离顶板粘土，再进行起底出矿，东部回采率可以提高20%以上，由于剥离粘土后的顶板较为坚硬和稳定，采场安全也得到有效保障。

第二，结合贵州省开阳磷矿磷石膏进行井下采空区充填试验的成功，遵义锰矿未来的生产也以电解金属锰为主，生产过程中也将产生大量流动性较好的锰石膏，这些锰石膏也可以用管道输送到采空区充填，即可保证顶板和地面的安全，等到锰石膏脱水硬化后，还可进行矿柱回收，对于保证矿山地表安全，提高回采率，其意义非常重大。当然，该方法还需要从技术、经济、环境进行充分论证，由于该方法决定着电解金属锰生产线的建设地点，必须优先考虑，如果进行井下充填，那最好建在遵义锰矿矿区之内。既可以节约大量运费，也可以保证采空区地表的安全，还可提高井下回采率。

第三，调整矿区战略，加大周边及深部碳酸盐锰矿的勘查，由于碳酸盐锰矿的工业品位下降，原来未能大规模利用的矿石均可开发利用，矿界内数百万吨Mn12%～15%的远景资源量也可开发利用，随着矿石价格的不断提高，海拔400m以下的矿体（埋深500m）也可开采利用，因此，遵义锰矿的保有资源量可以大幅度提高，整个深溪向斜（铜锣井背斜南东翼）、舟水桥向斜、冯家湾向斜均有二叠系上统龙潭组（P3l）地层分布，目前贵州省中天城投股份有限公司和贵州省地矿局102地质大队已经勘查小金沟矿段（沙坝矿段延伸段），获取资源量1800多万吨（已经评审通过），国家地勘基金已立项投资对深溪向斜进行整装勘查，大量民间资金对矿区进行风险勘查，未来数年，遵义锰矿的碳酸盐锰矿资源量可以达到上亿吨，成为国内巨型碳酸盐锰矿基地。

作者简介：吴谋勇（1963-），苗族，贵州天柱人，遵义黔地源矿产勘查有限责任公司地质工程师，研究方向：地质技术。