高田

陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二一四大隊(duì) 723200

任何一種礦產(chǎn)的工業(yè)利用，都要經(jīng)過從地質(zhì)勘查、設(shè)計(jì)建設(shè)到生產(chǎn)等三個(gè)階段。每一階段都可能需要進(jìn)行礦石加工選冶性能試驗(yàn)。選冶性試驗(yàn)成果，是礦床評(píng)價(jià)和選礦廠設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。選冶性試驗(yàn)成果的可靠性，取決于礦石樣品的代表性。礦樣代表性差，不僅會(huì)影響礦床評(píng)價(jià)和選礦廠設(shè)計(jì)的質(zhì)量，甚至?xí)菇ǔ傻倪x礦廠不能正常生產(chǎn)，達(dá)不到預(yù)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，造成資金的浪費(fèi)和礦產(chǎn)資源的損失。因此，選冶性試驗(yàn)礦樣的采取，必須先制定正確的采樣設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)有關(guān)采樣規(guī)定、規(guī)范的要求進(jìn)行。

以下筆者就陜西省某釩鉬礦體選冶試驗(yàn)樣品采樣設(shè)計(jì)，對(duì)編制過程中應(yīng)注意的問題做一淺析。

1 礦體地質(zhì)概況

該區(qū)地層屬中上志留統(tǒng)磨壩組（S2-3m），分七個(gè)巖性段。

該釩鉬礦體賦存于測(cè)區(qū)中上志留統(tǒng)磨壩組第三巖性段（S2-3m3）中，該巖性段主要分布于礦區(qū)中南部，約占工作區(qū)面積12%。主要巖性為炭質(zhì)絹云母石英片巖、方解黑云母石英片巖、黑云母陽起石片巖夾富炭石英巖、硅質(zhì)灰?guī)r等。巖層?xùn)|部多為北傾，西部多為南傾，傾角60°～90°，厚度470m。與下伏第二巖性段（S2-3m2）呈整合接觸，上覆第四巖性段（S2-3m4）呈斷層接觸。

該釩鉬礦體分布于礦區(qū)10～3號(hào)剖面之間。地表出露標(biāo)高800～947m，走向80°～105°，控制走向長度800m，傾向延深290m。地表至815m中段，傾向北，傾角80°～90°；815m中段以下，傾向南，傾角80°～90°；走向呈東西向波狀彎曲，似層狀。含礦巖性為方解黑云母石英片巖。

該釩鉬礦體落實(shí)（332+333+3341）資源量見表1-1。

其中釩礦體最大厚度15.80m，礦體平均厚度6.77m，V2O5品位一般在0.877%～1.143%，礦體平均V2O5品位為1.082%。鉬礦體最大厚度10.36m，平均厚度2.59m，Mo品位一般在0.06%～0.088%。

該釩鉬礦體中釩礦體比鉬礦體規(guī)模大,單釩礦體資源量占釩礦體總資源量的10.3%,釩鉬共生礦體占釩礦體總資源量的89.7%。

2 礦石特征

2.1 礦石的礦物組成

脈石礦物主要有石英，一般為小顆粒，粒度0.02～0.07mm，含量變化20～50%。黑云母呈細(xì)小片狀，定向排列，地表多變化為綠泥石、有時(shí)為陽起石所代替。黑云母含量變化10～30%。方解石都呈結(jié)晶顆粒，順片理，多定向，呈條帶狀，地表肉眼觀察似“眼球”。一般1.5×2mm，地表多風(fēng)化呈蜂窩狀構(gòu)造，呈斜切或橫穿。副礦物有榍石，一般為細(xì)小顆粒，呈分散狀，最多可達(dá)3%～5%。綠簾石和黝廉石，一般為細(xì)小顆粒，分布不均，前者為黃色具斑雜狀干涉色，后者為一級(jí)灰干涉色。炭質(zhì)為細(xì)分散的散點(diǎn)狀、塵狀，分布在黑云母內(nèi)或部分方解石內(nèi)，量少。

礦石中釩鉬存在形式較復(fù)雜。其中金屬礦物主要為：釩云母、鈣釩鈾礦、釩鋅鉛礦、硫化鉬、三氧化鉬、鉬酸鈣等。黃鐵礦，常為小顆粒，有時(shí)順片理呈條帶狀，分布不均勻。磁黃鐵礦分布普遍，黃銅礦中見閃鋅礦，呈固熔體分離的乳濁狀結(jié)構(gòu)。閃鋅礦顆粒比黃鐵礦稍大。非金屬礦物主要有石英、方解石、綠泥石、陽起石等。

表1-1 釩鉬礦體資源量統(tǒng)計(jì)表

表4-1 該釩鉬礦體不同礦石類型礦樣重量分配表

表4-2 該釩鉬礦體不同品位區(qū)間礦樣重量分配表

表4-3 該釩鉬礦體設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

2.2 礦石的化學(xué)成分

1、礦石中V2O5品位一般在0.877%～1.143%，平均V2O5品位為1.082%；Mo品位一般在0.06%～0.088%，平均品位0.076%。礦化較均勻，但地表由于受淋失作用品位降低，其影響厚度約20m。

2、礦體伴生有益元素有鎳、銀，其中鎳平均品位為0.110%，銀平均品位為5.7×10-6，均未達(dá)到伴生元素利用標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 礦石類型

釩鉬礦體中依釩、鉬共生情況可分為釩、鉬共生類型及單釩類型兩種

3 采樣設(shè)計(jì)

3.1 樣品代表性要求

選礦試驗(yàn)礦樣代表性最根本的要求，就是所采取和配制的礦樣與今后礦床開采時(shí)送往選礦廠選別的礦石性質(zhì)基本一致。

應(yīng)滿足如下要求：

①根據(jù)不同類型和品級(jí)的礦石分別采??；

②不同類型和不同品級(jí)的礦樣重量比，與礦床內(nèi)不同類型和不同品級(jí)礦石儲(chǔ)量的比例基本一致，以確保所采的樣品在礦石類型、品級(jí)及空間分布等方面具有充分的代表性。

③考慮開采時(shí)的貧化可摻入一定量的圍巖及夾石，廢石混入率按10%～25%確定，使試樣的品位略低于勘查區(qū)（段）的平均品位。

④礦樣主要組分的平均品位、品位波動(dòng)情況和可供綜合回收成分的含量，應(yīng)與礦床相應(yīng)范圍內(nèi)的類型和品級(jí)礦石的基本情況一致。

⑤從礦體頂?shù)装鍑鷰r和夾石中采取的礦巖樣種類、成分和比例應(yīng)與礦床開采時(shí)的實(shí)際情況基本一致。

3.2 礦樣重量要求

選冶實(shí)驗(yàn)樣需要的礦樣重量的確定，主要取決于下述因素：礦石類型和性質(zhì)，試驗(yàn)類型、規(guī)模和深度，選礦方法和工藝流程的復(fù)雜程度，試驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格和能力，試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等。

根據(jù)選礦試驗(yàn)要求的試驗(yàn)礦樣重量，并考慮裝運(yùn)損失量、加工化驗(yàn)消耗量以及最終配樣和縮分要求等因素所需要的富余量進(jìn)行計(jì)算，確定采出礦樣的重量。計(jì)算公式如下：Q=KD2

式中Q-礦樣（具有代表性）最小重量，kg；d-礦樣中最大顆粒粒徑，mm；

K-礦石性質(zhì)系數(shù)，與礦石的種類、有用礦物含量、嵌布粒度、密度和分布的均勻程度等有關(guān)。K值應(yīng)通過試驗(yàn)方法求得，本次設(shè)計(jì)K值暫取0.5。

通過計(jì)算本次設(shè)計(jì)所采礦樣最小代表重量約為5000kg。

4 采樣布設(shè)

4.1 采樣布設(shè)原則

選冶實(shí)驗(yàn)樣品的采樣布設(shè)首先要考慮礦石類型、工業(yè)品級(jí)等差異性對(duì)選礦試驗(yàn)和未來礦山開采可能產(chǎn)生的影響，確定采樣重量的總體比例；然后考慮不同塊段資源儲(chǔ)量的代表性，及其所涉及探礦工程中礦石的品位情況，確定具體采樣工程位置；在具體工程中，依據(jù)礦石類型、工業(yè)品級(jí)等差異性確定的采樣重量，確定具體采樣位置和采樣重量；依據(jù)以往勘查報(bào)告中確定的礦石體重，結(jié)合采樣重量、采樣工程規(guī)格和采樣點(diǎn)樣長，初步計(jì)算采樣規(guī)格。

4.2 采樣重量分配

1)采樣配重要素確定

根據(jù)礦石的工業(yè)品級(jí)、不同礦石類型、主要伴生組分的含量及分布等不同特征，及其對(duì)選礦試驗(yàn)可能產(chǎn)生的影響和未來礦山開采的實(shí)際情況，確定采樣配重要素。

該釩鉬礦體采樣配重主要考慮礦石類型和礦石品級(jí)兩種主要因素。

該釩鉬礦體礦石類型分為釩鉬共生礦體和單釩礦體；礦石品級(jí)以V2O5品位為主分為4個(gè)品位區(qū)間，即：小于0.500%（圍巖及夾石）、0.500%～0.877%、0.877%～1.143%、大于1.143%。

2)采樣重量分配

依據(jù)不同類型礦石和不同品級(jí)礦石資源量所占總資源量的比例分配采樣重量。

（1）依據(jù)釩鉬共生礦體和單釩礦體分配采樣重量見表4-1。

（2）依據(jù)礦石品級(jí)分配采樣重量見表4-2。

4.3 采樣位置確定

1）采樣位置確定的原則

①采樣工程應(yīng)分布在礦體的各部位，不能過于集中。沿礦體走向的兩端和中部，以及沿傾斜方向的淺部和深部，都應(yīng)布置采樣點(diǎn)，同時(shí)也應(yīng)照顧到主要儲(chǔ)量分布地段及首采地段。

表5-1 該釩鉬礦體設(shè)計(jì)各采樣點(diǎn)的采樣規(guī)格及采樣重量

②選擇采樣工程時(shí)，應(yīng)考慮能代表不同礦石類型和工業(yè)品級(jí)，并照顧到各類型、各工業(yè)品級(jí)礦石的物質(zhì)組成和礦石性質(zhì)等方面的一般特征。

③采樣點(diǎn)的數(shù)量，應(yīng)盡可能多些。充分利用已有的勘探工程和采礦工程，選擇其中對(duì)礦石類型和工業(yè)品級(jí)揭露最完全的工程點(diǎn)作為采樣工程點(diǎn)。

④礦體頂?shù)装鍑鷰r采樣點(diǎn)應(yīng)布置在與礦體接觸處和開采時(shí)圍巖崩落厚度的范圍內(nèi)。

⑤在選擇采樣點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮施工和運(yùn)輸條件。在不影響礦樣代表性的前提下，選擇施工及運(yùn)輸條件較好的地點(diǎn)作為采樣點(diǎn)。

2）采樣點(diǎn)確定

根據(jù)確定的采樣工程，確定采樣工程中采樣位置樣號(hào)見表4-3。

3）設(shè)計(jì)各采樣點(diǎn)的采樣重量及采樣規(guī)格

在采樣設(shè)計(jì)的配樣計(jì)算和采樣施工中，擬定或采出的礦樣平均品位與其所代表的礦石的地質(zhì)平均品位之間，允許有一定的波動(dòng)范圍。通常情況下，對(duì)主要有用組分，允許向下波動(dòng)。

5 配樣計(jì)算

通過反復(fù)增減法進(jìn)行配樣計(jì)算，根據(jù)礦石類型及不同品位區(qū)間初步選定的各采樣點(diǎn)及分配的礦樣重量，用重量加權(quán)法計(jì)算全部礦樣主要組分V2O5的平均品位，使礦樣各采樣點(diǎn)重量分配比例滿足表4-1、表4-2的要求，其主要組分V2O5的平均品位符合該釩鉬礦體平均品位1.082%±0.15。

通過配樣計(jì)算，各采樣點(diǎn)采樣重量及采樣規(guī)格見表5-1。

6 結(jié)語

為保證試樣的代表性，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾點(diǎn)著重考慮：

1）試樣的主要化學(xué)成分（主要有用組分及伴生有益、有害組分）的品位應(yīng)與所代表的礦體（礦床）基本一致。試樣主要組分的實(shí)際品位與采樣設(shè)計(jì)品位之間的允許誤差范圍應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

2）試樣的礦石類型、礦物組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有用礦物粒度和嵌布特性應(yīng)與所代表的礦體（礦床）基本一致。

3）試樣的物理化學(xué)性質(zhì)，如礦石的泥化、風(fēng)化、碎散程度等，應(yīng)與所代表的礦體（礦床）基本一致。

4）試樣中配入的近礦圍巖、夾石的組成和性質(zhì)，以及配入的比例（即廢石混入率）應(yīng)與礦山開發(fā)時(shí)的實(shí)際情況基本一致。

5）采樣時(shí)，分別采取各類型（礦層）各品級(jí)的礦石和近礦圍巖夾石，組合混合試樣時(shí)，各類型（礦層）各品級(jí)的礦石重量比例應(yīng)與所代表的礦體（礦床）中各類型（礦層）、各品級(jí)的礦石的儲(chǔ)量比例基本一致。

6）采樣點(diǎn)數(shù)目應(yīng)根據(jù)礦石復(fù)雜程度、礦化均勻程度、試驗(yàn)工作深度并考慮施工和運(yùn)輸?shù)染唧w情況而定。

7）試樣的代表性不足或完全不符合要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)采或重采樣品。

[1]陜西省沉積釩礦地質(zhì)勘查暫行規(guī)定

[2]陜西省XX縣XXX地區(qū)以鉬為主多金屬礦普查報(bào)告

[3]陜西省XX縣XXX地區(qū)以鉬為主多金屬礦補(bǔ)充勘查報(bào)告

[4]郭秀平，張潔.礦石加工選冶性能試驗(yàn)樣品的采取.河北地質(zhì)，2009年第1期

[5]地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范.DZ0130-1～DZ0130-13-94