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河南省方城县I-XI号矿区萤石矿开发利用前景分析

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河南省方城县I-XI号矿区萤石矿开发利用前景分析

(河南省有色金属地质矿产局第四地质大队,河南 郑州 450000) 摘 要:文章就I-XI号矿区萤石矿分布情况作了介绍, 并对该矿的开发前景做了分析,同时还对市场消费结构与消费量进行了测评。 关键词:萤石矿;矿体特征;河南方城 中图分类号:P619.21+5(261)? 文献标识码:A?? 文章编号:1007—6921(2019)17—0006—03

1 绪论

萤石是制取含氟化合物的主要原料,又因其具有熔点低的特点而被广泛应用于冶金行业,在 水泥、玻璃、陶瓷、塑料行业也有重在要用途。由于我国经济一直保持较快的增长速度,各 行业对萤石的需要量不断增加,供需矛盾日趋紧张,矿产品价格不断上扬。方城县是河南省 的重要萤石产地,已探明两个中型矿。I-XI号矿区找矿工作始于20世纪50年代末,进行过正 规的1∶20万区域地质测量。1976年河南省地质局地质九队与武汉地院配合,开展了四里店 —拐河地区1∶25 000地质测量工作。迄今,已发现金属、非金属矿(化)点十几处,多数矿 点已进行过检查,2019年3月由河南省有色金属地质矿产局第四大队承担方城县I-XI等十余 个萤石矿区勘查工作;大致查明了矿区萤石矿体的规模形态、产状和分布情况及矿石品位、 物质成分、结构构造、自然类型、加工技术性能;了解了区内地质构造对矿体的影响。估算 萤石矿资源量,提出可供开发利用的矿段,进行矿床技术经济评价概略研究,同时了解矿区 水、工、环地质;对该区萤石矿的开发利用前景进行分析研究。 2 矿区地层

本区位于方城—南召、鲁山多金属成矿带的北带,伏牛山花岗岩基的北东测。区域内岩脉发 育,有中基性火山岩,镁质碳酸盐岩及泥质、炭质岩石发育,围岩蚀变明显。已知矿床、矿 点及矿化点十余处。以萤石、白云岩、滑石及金为主,其次有铜、铅、锌多金属矿(化)点, 另有石煤(其中含钒)、黄铁矿、铁锰等。白云岩、滑石、萤石、金大都产于白云石大理岩中 。

根据矿区地层出露情况,分为上元古界震旦系中统长岭组第Ⅳ(Z2C4)上部和第Ⅴ段(Z2C5)下部。矿区地层受区内倒转向斜构造控制,其走向大体呈NW—SE方向延伸,倾向20~ 50°左右。倾角55~70°左右。3 矿体特征及矿石质量

I-XI号矿区萤石矿脉分布于震旦系中统上部长岭组第Ⅳ段(Z2C4)白云岩及白云石大 理岩中。该岩层受断层及伴生的次一级小断层的断裂作用,形成了与区内地层走向一致的北 西—南东断裂破碎带。区内萤石矿脉,近东西向沿断裂贯穿矿区。

矿石的矿物成分简单,有用矿物以萤石为主,偶见辉钼矿。脉石矿物在富矿中以石英为主, 在贫矿石中以方解石、白云石为主。次要脉石矿物有绢云母、白云母、金云母、黝帘石、绿 帘石、斜长石、微斜长石。微量矿物及副矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、金红石、磷灰石 、赤铁矿、褐铁矿。萤石以紫色、灰白色为主,少量白色、浅绿色、浅蓝色。萤石有早晚两 期,早期者少量自形粒状和大量半自形粒状态,多为紫色、灰白色,粒径一般0.5~1.5mm, 最大者3mm。后期者为交代其他矿物或充填矿石裂隙中为他形,呈白色、浅绿色、浅蓝色。 石英多是热液形成。少量产围岩中的石英,均为他形粒状。方解石、白云石多是围岩中矿物。部分方解石呈细脉充填或交代其他矿物。为后期热液形成。白云母、绢云母、金云母呈 分散状或细脉状两种方式存在。

矿石多为半自形细粒结构,这类结构的矿石占80%以上,次要结构有交代残余结构、半自形 —他形粒结构、自形—半自形粒状结构、碎斑结构。主要构造为块状构造,次为条带状构造 、条纹状构造、角砾状构造。根据矿石结构、构造不同,矿石可划分块状矿石、条带状矿石 、条纹状萤石和角砾状矿石四个类型。

本区萤石矿石,大部分是块状富矿,采出后不用 选矿即可作熔剂使用或向外出售,可达5级品以上指标。矿石经手选后,可以提高出售级别 ,手选后尾矿与贫矿需选矿后方能利用。外围黑山寨选矿试验结果可供参考:原矿品位84.5 %,精矿品位CaF297 64%,回收率74.15%,产率64.11%的良好结果。 4 资源量估算

根据I-XI号矿区萤石矿体产状稳定、呈规则的脉状,形态变化不大,相邻剖面基本对应,探矿工程规则排列,勘探线平行等特点,选用 平等断面方法进行资源量估算(见表1)。

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该成矿带发现的萤石矿体一般长约280~510m,呈脉状产出,倾向南东(15~46°),倾角5 5~72°,一般68°,厚度1.07~5.03m。估算萤石(334)?类资源量16.66万t,加上临近 拐河矿区预计矿石储量在30万t以上。 5 开发利用前景分析 5.1 资源概况 世界萤石矿产(床)分布广泛,但主要集中在中国、墨西哥、南非等少数几个国家 。据美国地调局统计,截至1998年底,世界萤石储量2.2亿t,另外从磷块岩中可回收的萤石 资源还有3.3亿t。 中国萤石资源十分丰富,全国20多个省(区)均有不同规模的萤石矿床,其中大型矿床30多 处,中型矿床70多处。截至2019年底,我国萤石资源储 量:以矿物量计193个矿区,资源储量10 723.8万t;另外内蒙古白云鄂博伴生萤石(CaF2) 资源储量 13 183 万t。我国萤石储量远大于世界其他各国萤石储量,居世界首位。 河 南省萤石资源也相对丰富,已发现大、中、小型矿床(点)及矿化点80余处,集中分布在大 别山的新县、罗山地区,毛集—竹沟地区,拐河—独树地区以及栾川—嵩县等几个集中区内 。矿化均属与燕山期花岗岩有关的中低温热液充填脉型,其产状呈陡倾斜脉状产于花岗岩及 附近围岩中;矿体形态取决于断裂性质,从简单规则的单脉至各种不规则的复脉和透镜状均 有。目前已探明储量矿区10处,其中大型矿床2处,中型矿床3处;其余为小型矿床。累计探 明储量CaF 2487.7万t,到2019年底尚有资源储量184.9万t,在全国各省市中居第8位。

5.2 开发利用现状

世界萤石生产矿山在各大洲均有分布,但主要集中在亚洲,特别是其 东部地区。1995年以来,世界萤石产量逐年增加,世界萤石成品产量1997年已增加至419.2 万t。

中国是世界最大的萤石生产国之一,年产量约占世界总产量的一半左右,特别是90年代以来 ,我国萤石矿的生产得到迅速发展,乡镇民营小矿的开采更使我国萤石产量急剧增加,1995 年我国萤石原矿产量达674.2万t,成品产量335 4万t,创历史最高水平,到1997年萤石产 量原矿388.6万t,成品矿200万t。

萤石是河南省开发利用程度较高的非金属矿种,曾经是河南省主要的出口创汇矿产品,已开 采利用的储量占累计探明储量的54%左右,目前已利用矿区资源储量占总资源储量的83.1%, 并且众多的乡镇个体采矿已把相当多的矿点开采利用。但近年来河南省萤石开发呈逐年下降 趋势,1996年河南省有各类萤石矿山企业281座,年产矿石量达58.37万t,到2019年仅有各 类萤石矿山77座,从业人员 2 335 人,年产矿石量19.487万t,工业总产值 2 763.93 万元,矿山企业利润总额163.98万元。

I-XI号矿区以前因地质工作程序较低,民采一般集中在地表出露的矿点,近年来,由于 我国矿产管理部门依法取缔了一批无证民采硐口,仅有几家小型矿山在硐采。 5.3 消费结构与消费量

萤石主要用于冶金、钢铁和化工等部门,它的三大传统消费市场是:氢氟酸、氟化铝和钢铁 工业的助熔剂,此外还可用于电弧焊、焊条、玻璃、陶瓷器具,生产镁和钙金属、绝缘纤维 玻璃、熔炼锌、普通水泥的添加剂等。目前世界萤石总消费量约450万t左右,主要消费国 是美国、中国、日本和前苏联地区,1997年仅美国和日本萤石消费量就达111.4万t。

我国目前萤石的主要消费领域是钢铁工业、炼铝工业、化学工业、水泥和玻璃工业等,国内 萤石年消费量约120万t左右,其消费结构大致为钢铁工业占32.9%、炼铝工业13.5%、化学 工业22.7%、建材业30.9%。 5.4 矿产品市场形势分析

世界萤石产量的74%来自中、蒙、墨和南非4国,这些国家也是世界萤石主要出口国。工业发 达国家,特别是钢铁、原铝和氟化物生产大国,如美国、日本和西欧等,每年都需要进口大 量萤石,以满足国内市场需求,因此,萤石的国际贸易,主要是在工业发达国家与发展中国 家之间进行的;近年来,世界萤石 贸易市场的格局已基本确定,形成了固定的供需关系。上世纪80年代以来,由于世界经济不 景气,萤石产量和需求量均大幅度下降,到1994年产量达最低点,从1995年起,世界萤石产销出现回升局面,并呈稳步增长态势。受需求增长的影响 ,国际市场萤石价格也呈上升趋势。虽然,随着环保意识的加强,特别是限制生产和使用CF CS的蒙特利尔协议的实施,使得世界萤石市场上酸级萤石的需求受到一定影响,导致世界萤 石总需求量和总消费量不会再有太大的增长而继续拉动国际市场萤石价格上升,但由于世界 最大的萤石供应国中国将加强萤石出口许可证和出口许可证配额管理,提高出口配额有偿使 用费,未来国际市场萤石价格将继续保持上升趋势。

我国是世界上最大的萤石生产国之一,每年萤石原矿产量在400万t左右,虽然随着我国钢 铁、炼铝等工业发展,国内需求量不断增加,但其需求量远不能改变我国萤石产量远大于国 内消费量的状况。目前国内消费量仅占其产量的一半不到,每年总产量的一半以上出口到其 他国家,所以国内萤石的生产销售明显受国际市场的影响。 近年来,随着世界萤石需求量增加﹑价格上升,国内萤石 价格也呈连续上涨趋势,如:内蒙 古四子王旗产二级萤石块矿(CaF2>85%),1994年报价仅21.8元,到1996年该品级萤石 报价已升至389元。2019年国内市场萤石价格为:河南西峡产CaF 280%~95%、260~450 元,预计未来萤石价格每年上涨幅度在5~10%左右。

我国是世界上最主要的萤石出口国,出口量100万t以上,约占世界萤石产量的30%,主要出 口到美国、日本、韩国、印度、台湾省和澳大利亚等国家和地区。特别是美国和日本,1997 年美国进口萤石53.6万t、日本进口萤石57.4万t,其中从中国进口量分别为35.1万t、49 .1万t。两国从中国进口萤石量占当年中国萤石出口总量的65.1%。

萤石也是河南省传统出口的非金属矿种,但近年来出口量相对较少,2019年出口3 631t,仅 占当年总产量的1.86%。 5.5 需求预测

在世界萤石的三大传统消费领域中,钢铁和冶金工业对冶金级萤石的需求保持稳定,虽然随 着未来经济的增长仍会有一定的发展,但对萤石需求的增幅不会太大。在化学工业方面,虽 然受蒙特利尔协议的制约,HCFC的市场已经由于碳氢化合物在家用制冷业、氨在工业制冷中 的使用量的增加而丢失了相当大的市场份额,但是随着炼铝工业,Flouvo—ETHERS和其他新 型氟化物生产的发展以及氟聚合物和熔剂应用的增加,特别是中国等发展中国家对萤石需求 的全面增长,世界制酸级萤石的需求很可能会有所上升。使世界萤石总需求量仍呈增长趋势 。

在今后20~30年内,我国经济仍处于快速发展阶段,由于基本建设的需要,对萤石的需求量 会持续增长,特别是建材工业、化学工业、炼铝工业对萤石的需求量将明显增加,据有关人 士预测,我国2019~2019年萤石的需求量如表2。

河南省炼铝业、氟化工极盛,平板玻璃产量占全国总产量的13.4%(2019年),水泥产量居 全国第五,陶瓷业也较发达,每年约需8~10万t萤石,随着河南省炼铝、玻璃、水泥等工 业的发展,到2019年仅河南省萤石需求量可能达11~13万t。

740)this.width=740\对国民经济建设保证程度的分析

目前为止,河南省有各类萤石矿山77处,实际采矿能力26.94万t/年,以此开采规模:目 前河南省资源储量大约可保障我省萤石开采数年,考虑到未来随我省炼铝、水泥、玻璃等工 业发展,对萤石需求的增加,河南省萤石保有储量已明显不足,无法保证河南省2019~2019 年生产之需。 5.7 开发利用前景分析

非金属矿产开发工业是国民经济的先导行业,非金属矿为许多产业部门的发展提供了重要的 物质支持,随着国民经济的迅猛发展,钢铁工业、炼铝工业、化学工业、水泥和玻璃工业对 萤石的需求也不断提高,缺口较大;方城拐河——四里店一带萤石资源比较丰富,水、工、 环地质条件较好,交通及地理位置便利,水、电、劳动力充足,开发利用萤石矿具有得天独 厚的优越性 ,方城县矿业经济基础十分薄弱,财力有限,首先筹建萤石原矿生产企业,增 大矿产品的后续加工能力,提高矿产品的附加值积累资金,进行适度规模的矿产品深加工; 萤石同其他非金属矿一样具有多用、增值快的特点,深加工产品带来的经济效益会十分显著 ;开发利用不应以造成环境污染为代价,要坚持资源效益与经济效益、社会效益、环境效益 的协调统一,将资源优势转化为经济优势,为地方及国民经济建设提供可靠的可供开发利用 的矿产基地。

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