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黑色金属矿床

作者:汇感百科  阅读:次  类别:中国百科

    通常指铁、锰、铬、钒、钛等金属矿床。又称铁及铁合金金属矿床。

    铁矿床  铁主要用于冶炼生铁和炼钢。主要工业矿物有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿。可供直接冶炼用的矿石质量要求:炼钢用矿石含全铁TFe≥56~60%,炼铁用矿石TFe≥50%,对硫、磷、二氧化硅及其他杂质含量均有一定限制。当矿石含量低于上述要求时,则需经过选矿提高品位后才能利用。铁矿床类型较多,主要的有以下几类。①沉积变质条带状铁矿床。约占世界铁矿总储量的一半,绝大多数产在前寒武纪变质岩系中。矿床呈稳定层状,多层出现,层厚,规模大、中、小均有,大者储量数十至数百亿吨。矿石矿物一般以磁铁矿、赤铁矿为主,其次假相赤铁矿和菱铁矿较多。一般为贫矿,TFe20~40%,SiO240~50%,硫、磷及其他杂质含量较低。在中国称作鞍山式铁矿(图1)。俄罗斯库尔斯克、美国苏必利尔湖、加拿大拉布拉多等都有著名的大矿床。这类矿床中也有大规模高质量的富矿床,矿石品位可达 TFe55~69%,其成因有次生风化(图2)、热液改造,也有原生沉积等。其中最著名的是澳大利亚的哈默斯利,巴西的米纳斯吉拉斯、卡拉雅斯等铁矿床,富铁矿石都在 100亿吨以上。②岩浆型铁矿床。因富含钒、钛又称钒、钛磁铁矿床。产于辉长岩-橄辉岩系中,矿体呈层状或似层状,多层产出于层状杂岩体中,矿石矿物为钛磁铁矿、钛铁矿及磁铁矿,矿石品位变化大,TFe20~30%,伴生 TiO25~12%,V2O50.19~0.28%。中国四川攀枝花铁矿(见彩图)是这类矿床的典型代表,规模很大。储量达50亿吨以上的瑞典基律纳磷灰石-磁铁矿床,多数人认为也属于岩浆矿床。③接触交代夕卡岩型-热液型铁矿床。在中国居重要地位,被称为大冶式铁矿,产于中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带或外接触带,矿体形态变化较大,一般为中、小型,大型矿床储量可达1亿吨以上,矿石矿物有磁铁矿、假相赤铁矿、赤铁矿、菱铁矿,氧化带形成褐铁矿,品位较富,含铁量常在40%以上。④火山成因铁矿床。分陆相和海相两个亚类:与陆相火山岩有关的铁矿床,产在闪长玢岩系的火山岩及次火山岩中, 与钠交代作用有关,以磷灰石-阳起石(或方柱石-磁铁矿建造为最常见,矿石品位中等,规模亦较大,中国的玢岩铁矿是其典型代表;与海相钠质火山岩有关的铁矿床,如中国云南大红山铁矿,其中富矿较多。⑤沉积型铁矿床。海相沉积的赤铁矿或菱铁矿床,成层状,品位中等,规模亦较大,如中国宣龙式、宁乡式铁矿,西欧的洛林铁矿、乌克兰的刻赤铁矿等。

    

    

    

钒钛磁铁矿

    锰矿床  锰是重要的铁合金原料, 用来冶炼锰铁及硅锰系列合金, 也直接用于炼钢炼铁。矿石质量要求:氧化矿贫矿Mn≥20%,富矿≥30%,碳酸锰贫矿Mn≥10~15%,富矿≥25%,要求矿石中磷铁含量低,P/Mn≤0.005,Mn/Fe≥4。主要的矿床类型有 3类。①沉积锰矿床。主要是海相沉积,是中国的主要矿床类型。锰矿层产在沙、泥质、硅质、碳酸盐质地层中,单层或多层出现,延长数千米至数万米,厚1米至数米,矿石矿物为硬锰矿、软锰矿、褐锰矿、菱锰矿等。多为贫矿,含Mn20~25%。中国有大型的广西下雷锰矿床及遵义、湘潭等锰矿,乌克兰的尼科波尔、格鲁吉亚的恰图拉、澳大利亚的格鲁特等均属特大型矿床。②沉积变质锰矿床。成矿时代多属早前寒武纪,系产在砂、泥质、碳酸盐质地层中的沉积锰矿经变质形成,是世界上锰矿的主要类型。分两种,一种可直接利用的矿床,矿石矿物为褐锰矿、方铁锰矿、黑锰矿等,如南非及印度的富锰矿,品位多为40~50%;另一种则变质较深,生成了锰硅酸盐矿物如蔷薇辉石等,一般需经次生风化富集后才成工业矿床,矿石矿物为软锰矿、硬锰矿,品位可高达50~60%,如加蓬及巴西的锰矿床。③风化锰矿床。含锰岩系或锰矿床经风化作用后生成的次生氧化锰矿床,一般均为富矿,品位在30~55%之间,矿石矿物为各种硬锰矿及软锰矿,多产于红土化地层中,矿床规模小、中、大均有。中国有广西木圭、平乐锰矿和湖南零陵东湘桥锰矿等。1970年以来,在印度洋、太平洋和大西洋等洋底发现的广泛分布的锰结核,含铁、铜、钴、镍、铅等多种金属,储量巨大,估计在30000亿吨以上,是一种极有远景的潜在资源。

    铬矿床  铬主要用于冶金工业,是冶炼铬铁、硅铬合金、金属铬的矿物原料,也用于耐火材料及化学工业。几乎所有的铬矿床都与镁铁和超镁铁质岩浆岩有成因上和空间上的联系,也有少量砂矿床。其矿石矿物有铬铁矿、镁铬铁矿、铝铬铁矿及富铬尖晶石等。冶金用的铬矿石质量要求:Cr2O3≥32%,需选矿的贫矿,Cr2O3≥8~10%,矿石中的铁含量不宜过高,要求Cr2O3/FeO>2.5。用于耐火材料的铬铁矿石则无此要求。岩浆成因铬矿床按其形成时的大地构造环境可分为两类。①与大陆裂谷带层状镁铁和超镁铁质岩浆岩体有关的矿床。以南非布什维尔德铬矿床为代表(图3),

    

南非布什维尔德杂岩体中层状铬铁矿体 1冲积层 2斜长岩 3异剥辉长岩 4铬铁矿层 5古铜易剥辉石岩

    该杂岩体出露面积达 67300平方公里,为一层状大岩盆,岩层总厚约8000米,由超基性-基性-中酸性岩组成,铬铁矿层产于下部辉石岩和斜长岩中,单层厚0.2~2米,有10余层,Cr2O3含量在45%左右,矿石储量在1.5亿吨以上,是世界上储量和产量最大的矿床。除产铬铁矿外,还有钒、钛、磁铁矿矿层,铜、镍硫化物矿层以及铂矿层。②产于蛇绿岩中的铬铁矿,也称为豆荚状铬铁矿。矿体呈囊状和透镜状,在岩体中成群产出,一般产于超镁铁质杂岩体中的纯橄榄岩或斜方辉橄岩中,多受岩体构造控制,少数呈似层状和脉状。矿石质量一般较好,以镁铬铁矿居多,铬铁比值较高,Cr2O335~45%,甚至>50%。前苏联的肯皮尔赛矿是其典型代表,中国西藏罗布莎矿床及新疆、内蒙古、甘肃等地的矿床均属此类。

    钒矿床  钒主要用于冶金工业。主要含钒矿物有钒钛磁铁矿、含钒磁铁矿和含钒赤铁矿。钒大多数作为伴生元素产于钒钛磁铁矿矿床和黑色页岩、磷块岩、原油和沥青砂中,约占世界总储量的90%,其中63%在钒钛磁铁矿矿床中,因而综合回收要求的品位不高,一般V2O5在0.1~0.5%以上。独立矿床有中国江西、湖南、湖北到陕西的寒武纪黑色页岩-石煤层中的钒矿。美国科罗拉多高原的钒、钾铀矿床也是钒的较重要来源。

    钛矿床  钛主要用于化学工业及冶金工业。主要矿石矿物是钛铁矿和金红石,主要矿床类型有:①钒钛磁铁矿矿床;②与斜长岩有关的赤铁矿-钛铁矿矿床,如加拿大魁北克省的阿拉尔德湖矿床;③海滨砂矿和冲积砂矿;④火山沉积及变质矿床。此外,产于美国弗吉尼亚州与斜长岩有关的钛铁磷灰岩脉,矿石为钛铁矿-金红石-磷灰石。

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