遼陽(yáng)市鐵礦資源及綜合開發(fā)利用分析

劉彥忠　馬明偉　王　輝　李樹德

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了遼陽(yáng)市鐵礦資源狀況、潛力、開發(fā)現(xiàn)狀，分析了鐵礦資源深加工方向，提出了開發(fā)戰(zhàn)略方向及措施。

關(guān)鍵詞：“鞍山式”、“熱應(yīng)型”、“變質(zhì)型”鐵礦；直接還原鐵(海綿鐵)；粉末冶金技術(shù)；鐵礦梯級(jí)加工；聯(lián)產(chǎn)系列產(chǎn)品增值

1遼陽(yáng)市鐵礦資源現(xiàn)狀

我市的鐵礦資源極其豐富，現(xiàn)為遼陽(yáng)優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，截止2007年底，共有21個(gè)礦區(qū)，累計(jì)探明鐵礦石資源儲(chǔ)量25.26億噸，保有鐵礦石資源量20.73億噸，分別占全省14.66%、16.80%，居全省第二位。有大型鐵礦床6處，中型鐵礦床7處，小型鐵礦床7處，礦點(diǎn)45處。它們分布在煙龍山、馬耳嶺紅旗堡子、棉花堡子、盤道溝、條子溝-黑石砬子、大汪溝、大河沿、賈家堡子、多口峪弓長(zhǎng)嶺一、二、三礦區(qū)、老嶺-八盤嶺、八盤嶺、何家堡子等地。

區(qū)內(nèi)的鐵礦主要為沉積變質(zhì)型，屬“鞍山式”鐵礦，其次是產(chǎn)于元古界遼河群里爾峪組的“熱應(yīng)型”、“變質(zhì)型”，另外還有震旦系的“宣龍式”鐵礦。

其中，“鞍山式”鐵礦以礦體厚度大，品位貧為特點(diǎn)，平均Tfe含量為30%，但在弓長(zhǎng)嶺鐵礦床二礦區(qū)和老嶺-八盤嶺礦區(qū)內(nèi)，低品位的磁鐵鐵礦體內(nèi)還蘊(yùn)藏豐爐和高爐富礦，平均Tfe含量為54%，探明資源儲(chǔ)量8668萬(wàn)噸，保有資源儲(chǔ)量5667萬(wàn)噸。

2遼陽(yáng)市鐵礦資源潛力分析

弓長(zhǎng)嶺鐵礦礦區(qū)周邊及深部區(qū)資源潛力較大，預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源儲(chǔ)量3億噸。其中，弓長(zhǎng)嶺鐵礦床二礦區(qū)和老嶺-八盤嶺礦區(qū)深部，分別距地表800米、500米。經(jīng)鉆探工程控制和開采還發(fā)現(xiàn)了30-60米厚的磁鐵礦體，預(yù)測(cè)富礦資源儲(chǔ)量3000萬(wàn)噸。

燈塔雞冠山和柳河子一帶太古界茨溝組和大峪溝級(jí)巖系分布區(qū)還有較大的鐵礦找礦潛力，投入一定的地質(zhì)工作后，可能發(fā)現(xiàn)一批新礦體，找礦將會(huì)有新的突破。近來(lái)在燈塔的銀匠、大汪溝及棉花堡鐵礦區(qū)內(nèi)，外圍及深部已相繼發(fā)現(xiàn)大小鐵礦體數(shù)十個(gè)。

隨著當(dāng)前對(duì)鐵礦石需求量增大和選礦工藝的改進(jìn)，元古界遼河群里爾峪組產(chǎn)出的“變質(zhì)型”低品位TFe12-18%的鐵礦石也顯得特別重要，這種鐵礦的鐵礦物顆粒大，磁性好，礦石硬度不大易于破碎，大面積出露于地表易于開采，受地層層位控制，產(chǎn)出較穩(wěn)定，目前已發(fā)現(xiàn)三條含鐵帶，推測(cè)鐵礦遠(yuǎn)景資源儲(chǔ)量3-5億噸。

3遼陽(yáng)市鐵礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

這些礦產(chǎn)地現(xiàn)多已開發(fā)，大多露天開采。只有弓礦公司井下礦為為地采，遼陽(yáng)鐵礦山現(xiàn)已成為了鞍鋼和本鋼鐵礦石、鐵精粉供應(yīng)基地，其供給情況直接決定了兩大鋼鐵公司的鋼鐵產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，并形成了以鋼鐵工業(yè)為中心的礦山、選場(chǎng)、球團(tuán)及其相關(guān)的加工企業(yè)，這些企業(yè)2007年產(chǎn)值達(dá)78億元，占遼陽(yáng)工業(yè)總產(chǎn)值8.75%。

但在本區(qū)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)冶煉等深加工企業(yè)，民營(yíng)企業(yè)開發(fā)利用鐵礦石資源深加工的較少，沒(méi)有進(jìn)行諸如海綿鐵、粉末冶金方面的深加工企業(yè)。

4鐵礦資源深加工方向分析

鐵礦石經(jīng)過(guò)破碎、磨碎、選礦等加工處理過(guò)程，出產(chǎn)鐵精礦粉，是進(jìn)一步冶煉生鐵、煉鋼的主要原料。鐵精礦粉品位一般要求TFe≥65%。為了提高煉鐵高爐利用系數(shù)，提高效率，目前先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)要求優(yōu)質(zhì)鐵精礦粉達(dá)到TFe≥67%以上。

4.1 鐵精礦生產(chǎn)直接還原鐵(海綿鐵)

(1)直接還原鐵概念及其用途

直接還原法是指在低于熔化溫度之下將鐵礦石還原成海綿鐵的煉鐵生產(chǎn)過(guò)程，其產(chǎn)品為直接還原鐵（即DRI），也稱海綿鐵。該產(chǎn)品未經(jīng)熔化，仍保持礦石外形，由于還原失氧形成大量氣孔，在顯微鏡下觀察團(tuán)形似海綿而得名。海綿鐵的特點(diǎn)是含碳低（＜1％），并保存了礦石中的脈石。這些特性使其不宜大規(guī)模用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，只適于代替廢鋼作為電爐煉鋼的原料，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材不可少的高級(jí)原料。對(duì)提高鋼材質(zhì)量、增加鋼材品種、改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)起著十分重要的作用，同時(shí)為鋼鐵生產(chǎn)降低能耗節(jié)約外匯及提高礦山經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)礦山自我發(fā)展能力有著深遠(yuǎn)的意義。若經(jīng)二次還原還可供粉末冶金原料，因而具有巨大的后續(xù)深加工潛力。

(2)直接還原鐵產(chǎn)品廣闊的市場(chǎng)需求

根據(jù)國(guó)家冶金局的統(tǒng)計(jì)，2005年我國(guó)廢鋼需求總量為6300萬(wàn)t，全年鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)廢鋼1800萬(wàn)t，社會(huì)產(chǎn)廢鋼3800萬(wàn)t，進(jìn)口廢鋼1100萬(wàn)t，總體資源偏緊，為直接還原鐵的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了廣闊市場(chǎng)。我國(guó)目前正常冶煉的廢鋼缺口達(dá)700萬(wàn)t以上。如按30%的比例計(jì)算直接還原鐵的話，僅缺口部分就需要210萬(wàn)t的直接還原鐵，甚至700萬(wàn)t的缺口完全可以用直接還原鐵彌補(bǔ)，1100萬(wàn)t的進(jìn)口量更可以用直接還原鐵替代，所以直接還原鐵的總需求量是十分巨大的。生產(chǎn)直接還原鐵在我國(guó)才剛剛起步，許多鋼廠正在逐步認(rèn)識(shí)它、使用它，特鋼廠更是離不開它。

直接還原法已有上百年的發(fā)展歷史，但直到20世紀(jì)60年代才獲得較大突破。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，其生產(chǎn)工藝日臻成熟并獲得長(zhǎng)足發(fā)展。當(dāng)前世界上直接還原鐵量的90％以上是采用氣基法生產(chǎn)的。我國(guó)天然氣主要供應(yīng)化工和民用，不可能大量用于鋼鐵工業(yè)。由于我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)豐富，20世紀(jì)90年代以來(lái)煤基直接還原法已在天津、遼寧、吉林、山東等地形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。

國(guó)家發(fā)改委已將直接還原鐵項(xiàng)目列為鼓勵(lì)投資方向。

4.2 粉末冶金技術(shù)極其地位和作用

含鐵量超過(guò)97％以上也屬于海綿鐵，但應(yīng)用于粉末冶金領(lǐng)域，其形狀分塊狀和粉狀（一次還原鐵粉），如深加工還可做二次還原鐵粉，其含鐵量將達(dá)到99％以上，價(jià)格也相應(yīng)較高。

粉末冶金工業(yè)快速發(fā)展，粉末冶金制品用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，從普通機(jī)械制造到精密儀器；從五金工具到大型機(jī)械；從電子工業(yè)到電機(jī)制造；從民用工業(yè)到軍事工業(yè)；從一般技術(shù)到尖端高技術(shù)，均能見到粉末冶金工藝的身影，已經(jīng)成為機(jī)械工業(yè)、冶金行業(yè)的主要輔助產(chǎn)業(yè)。

粉末冶金技術(shù)與傳統(tǒng)的金屬材料成型方法相比，具有成型精確，組分可任意設(shè)計(jì)，材料組織均勻、節(jié)省原材料、能源消耗少、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，因此只從技術(shù)發(fā)明以來(lái)，便獲得迅速的發(fā)展。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決新材料問(wèn)題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

4.3 鐵礦梯級(jí)加工與聯(lián)產(chǎn)系列產(chǎn)品增值情況

由鐵礦生產(chǎn)選礦開始的梯級(jí)加工與聯(lián)產(chǎn)系列產(chǎn)品比價(jià)情況：

鐵礦(TFe>30%，100元/t)：鐵精礦粉：直接還原鐵：粉末冶金：制品=1：10：(15～20)：(20～30)：(50～200)。

5 鐵礦資源的節(jié)約與綜合開發(fā)利用方向、戰(zhàn)略與策略

5.1 鐵礦梯級(jí)加工與聯(lián)產(chǎn)系列產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈

由于本區(qū)鐵精礦粉主要供鞍鋼、本鋼使用，在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增值量較小，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)具有很大潛力。按照區(qū)域生產(chǎn)力布局政策，本區(qū)建設(shè)生鐵、煉鋼等產(chǎn)業(yè)可能性不大。但是根據(jù)市場(chǎng)需要，利用高品位鐵精礦粉梯級(jí)加工與聯(lián)產(chǎn)海綿鐵及其粉末冶金系列產(chǎn)品，是一條可行之路。發(fā)展策略是：利用本區(qū)控制的資源，確定經(jīng)濟(jì)規(guī)模的鐵礦選礦能力，生產(chǎn)高品位鐵精礦粉(TFe>68%)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展，重點(diǎn)開展深加工，既不同鞍鋼爭(zhēng)原料，又可以為鞍鋼、本鋼生產(chǎn)代替煉鋼用廢鋼的海綿鐵；同時(shí)深加工發(fā)展粉末冶金產(chǎn)業(yè)，與沈陽(yáng)裝備制造業(yè)配套。實(shí)現(xiàn)區(qū)域優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，促進(jìn)地區(qū)鐵礦資源節(jié)約與綜合利用。

5.2 建立“選礦—海綿鐵—粉末冶金—制品示范工程”

以年產(chǎn)鐵精礦粉50萬(wàn)t規(guī)模的企業(yè)為基礎(chǔ)，建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)t以上的海綿鐵生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)產(chǎn)值銷售額將到達(dá)9億元，建設(shè)年產(chǎn)20～25萬(wàn)t粉末冶金制品的示范企業(yè)，將會(huì)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]《遼陽(yáng)市礦產(chǎn)資源節(jié)約綜合利用專題研究報(bào)告》，遼陽(yáng)市國(guó)土資源勘查規(guī)劃院，2008年12月.

[2]《遼陽(yáng)市礦產(chǎn)資源供需形勢(shì)分析及總量調(diào)控專題研究報(bào)告》，遼陽(yáng)市國(guó)土資源勘查規(guī)劃院，2008年12月.

作者簡(jiǎn)介：劉彥忠，地質(zhì)高級(jí)工程師，現(xiàn)工作單位為遼陽(yáng)市國(guó)土資源勘查規(guī)劃院，從事地勘工作20余年。

馬明偉，現(xiàn)工作單位為遼陽(yáng)市國(guó)土資源勘查規(guī)劃院，副院長(zhǎng)，從事礦山管理工作25余年。王輝，現(xiàn)工作單位為遼陽(yáng)市國(guó)土資源局，地質(zhì)工程師，從事地勘工作15余年。

李樹德，現(xiàn)工作單位東北煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)，副總工程師，地質(zhì)高級(jí)工程師，從事地勘工作20余年。