貴州水城縣龍場鈦礦的賦存特征及潛力分析研究

邢顯波

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局二總隊，貴州六盤水553000）

純金屬鈦在正常的條件下呈銀白色，鈦礦資源廣泛的分布在地殼中，在地殼中的含量高于銅、錫等金屬元素，低于鈣、鐵、鋁等，按重量比例計算鈦元素能夠占地殼總重的0.6%以上。常溫、常壓條件狀態下，鈦金屬的熔點在1725℃，具有高強的耐熱性和可塑性、強度高、密度小等物理性能，在軍事、化工、機械等領域有著重要的作用。全球鈦資源十分稀缺，鈦資源僅分布在有限的三十幾個國家，而卻大部分都集中分布在中國、澳大利亞、印度、美國、南非、加拿大等國家。其中，美國和澳大利亞的賦存形式以砂礦為主，中國和印度的賦存形式主要以巖礦為主，而南非砂礦和巖礦同時存在，并且具有較高的儲量。目前，在世界經濟衰退的影響下，鈦產品及鈦礦石的價格也在逐漸下跌，但我國產出的鈦礦質量較高，所以相反，其價格略有上漲，尤其我國出產的鈦精礦、金紅石有更好的發展趨勢[1]。在貴州省水城縣龍場地區發現了新的鈦資源，所以，對其成因、儲量、找礦標志進行探明具有非常重要的經濟意義。

1 中國鈦礦資源儲量與分布

美國在2014 年對全球地質資料勘察結果中顯示，全球鈦資源的賦存量共計7×108t，而我國鈦礦資源的儲量最為豐富，占據世界榜首，鈦礦石儲量能夠達到2×108t 以上，是全球總量的28%。目前，我國在不斷使用各種勘探方法探明和開發鈦資源的分布情況，現已探明開發了21個區域，共開礦108處，這些已被探明的鈦礦主要分布在河北省、海南省、廣東省、四川省、云南省、廣西省等地，其中四川省鈦礦資源的賦存量最為豐富。根據我國2011 年全國礦藏勘察資料顯示，已經探明的原生鈦鐵礦共計45處，主要分布于河北省和四川省，這兩個區域也是我國鈦礦資源的主要賦存地[2]。我國鈦鐵砂礦主要分布在廣西省、廣東省和海南省，共計85 處，總賦存儲量可達到500×104t 以上。含鈦金紅石礦經濟價值高，但比較稀缺，主要分布在山西省、河南省和湖北省等地，全國賦存儲量僅200×104t。

2 貴州省水城縣龍場鈦礦區域地質環境

龍揚鄉總占地面積為101.36km2，坐落在貴州省水城縣南部，南高北低，高低海拔差約764m，最高位置海拔為1644m，最低處海拔為880m。東北側臨近埡都—紫云深大斷裂地帶，古生界至中生界沉積地層齊全，具有較厚的碳酸鹽巖層，地層運動比較穩定，處亞熱帶高原季風氣候帶。在貴州省水城縣進行初始地質勘探時期，在龍揚鄉探測出6個鈦礦體，都分布在二疊系玄武巖組上部，以碎粉、碎粒和層狀形式賦存。礦體基巖的風化程度與走向和產狀等基礎條件間的存在聯系非常密切[3]。

3 礦體、礦石特征

由貴州省有色金屬和核工業地質勘查局二總隊提交，普查目的為貴州六盤水東宏礦業有限公司提供普查區內鈦礦賦存情況及資源量。野外普查年限為2015年12 月～2016 年5 月，完成鉆探進尺1238.25m、探槽86.02m3、剝土101.3m、老硐31.2m，目前地勘費總投入212.11萬元。龍揚地區鈦礦的主要組成結構為脈石礦物和石油金屬礦物，在脈石礦物中包含復雜的成分，由8種礦物結構組成，其中石英、褐鐵礦、粘土這三類物質占總質量的98%。通過進行直接視覺觀察分析，礦石大部分呈紅褐色和灰白色，礦石被風化效果明顯，許多礦石呈泥質結構或杏仁狀；還有少許礦石中含有黑色鐵質，并以條狀浸染或者脈狀形式存在。礦區屬風化殘積型礦床，勘探類型以Ⅰ為主。初步確定共有6個礦體，單工程礦體厚0.68～10.4m，平均厚5.54m。礦區水文地質條件簡單，開采方式為露天開采。礦石類型主要為金紅石、銳鈦礦，單工程見礦品位TiO2為6.70%～8.12%，平均品位7.41%。勘探程度質量符合規范要求，基本滿足普查設計需要，估算鈦礦礦石資源量（333）+（334？）共計768.56×104t，TiO2金屬賦存量52.53×104t，其中333為585.80×104t，金屬量39.63×104t，334?為182.76×104t，金屬量12.9×104t。

根據巖礦鑒定及階段性選冶試驗資料，初步確定礦區鈦礦石由金屬礦物及脈石礦物組成。主要有8種礦物組成，以粘土礦物為主，褐鐵礦礦物次之，再次為石英等。上述三種礦物占礦石礦物總量的98%以上，具體礦物成分見表1。

表1 鈦礦礦石礦物成分

4 選礦階段試驗及結果

在勘查區西南部龍場街附近取選冶試驗樣1 件送昆明冶金研究院進行試驗，本階段選冶試驗采用重磁選試驗研究和浮選試驗研究兩種進行試驗。為方便起見，試驗過程中的產品名稱代號定義為：原礦為Y，精礦為K，中礦為n，尾礦為X，試驗編號為LPS-阿拉伯數字-產品代號，如：LPS-1-K、LPS-1-X、LPS-1-Y等[4]。

4.1 重磁選試驗研究

無論是通過提高磨礦細度或者提高磁場強度，精礦產品中TiO2均未得到富集，在低磁場強度下，弱磁產品中鈦含量反而降低，說明礦物中的鈦礦物基本沒有磁性，通過磁選方法無法實現鈦礦物的分選。在粗粒級時，搖床和螺旋溜槽重產品都有少量鈦的富集，但富集比較低，沒有實際工業價值。隨著磨礦細度的增加，重產品中鈦品位逐漸降低，回收率逐漸降低。因此，重選方案不適用于該礦物的分選[5]。

4.2 浮選試驗研究

（1）捕收劑遴選試驗。使用脂肪酸鹽和羥肟酸鹽作捕收劑，選擇性都較差，精礦品位較低；使用膦酸脂類捕收劑選擇性和捕收性能都不如脂肪酸類。在經過對多種捕收劑進行驗證試驗后，經過多次論證得到多元復配捕收劑KMH2，在浮選該類型鈦礦物時取得相對較好的指標，TiO2品位達到21.06%，回收率達到48.76%。因此，采用KMH2為該礦物的浮選捕收劑。

（2）鈦精礦多元素考察。通過對KMH2為捕收劑進行浮選所得產品進行多元素考察。從鈦精礦多元素分析可知，以高嶺石為主的脈石礦物已經大量脫出，含鐵礦物呈現明顯富集，Fe2O3含量達到53.61%。只要能夠有效脫出Fe2O3，那么鈦品位將自然得到大幅提高。因此，采用KMH2為捕收劑得到的浮選精礦主要是鐵鈦混合精礦，礦物中的含鋁硅酸鹽礦物已基本得到分離，下一步的工作是如何有效脫出鐵礦物，得到合格的鈦精礦。

（3）提鈦降鐵全流程攻關試驗。選擇合適的第二種抑制劑D2來抑制鐵礦物浮選鈦礦物，強化混選捕收劑KMH2在鐵鈦分離過程中降低對鐵的選擇性而鈦不損失，或者還有更好的捕收劑對鐵不起捕收作用而只捕收鈦，這都是本礦區對于鈦礦選冶性試驗將面臨的全新問題，通過實驗中抑制劑條件試驗看出，在鐵鈦分離時，選擇COMS作鐵的抑制劑，分離效果相對較好，鈦品位達到32.68%。但鈦的回收率只有35.23%。通過對鈦精礦和鐵精礦的考察，發現鈦在鐵精礦里的損失率較高。

5 結語

根據此次普查工作取得的成果資料，龍揚地區內鈦礦資源量達到大型礦床規模。初步確定該區域鈦礦礦物為金紅石，是我國為數不多大型金紅石礦。根據勘查區礦體品位、全球鈦礦分布情況、目前價格走勢及市場對鈦的需求情況，總體來說勘查區內鈦礦資源對礦山發展將取得一定效益，能更好地帶動周邊經濟的發展，為更多人提供就業崗位。