样品采集篇(10)
上期刊登了样品采集篇第五节矿产勘探阶段的采样工作的上半部分,本期刊登其下半部分。 第五节矿产勘探阶段的采样工作(下)
4剥层法采样在坑道采样中的应用
剥层法采样是沿着矿体出露部分,凿下一薄层的矿层或一小段细脉状矿脉作为样品。采样的 长、宽规格一般没有严格规定,要视矿体厚度而定。当采样的矿体厚度较薄时,凿取矿层面 积 就要大些,反之亦然,一般以能获得一个样品规定的质量为准。在采样中,采样的范围均有 较严格的控制,通常限定在层状矿体的顶、底板之间或脉状矿体的二侧围岩之间,不得超出 边界,以免混入围岩,影响矿石品位。剥层法采样在沿脉坑道中也要按一定的间隔进行,因 此在采样之前要预先考虑好采样间距问题。采样点最好布置在同一个水平面上,以便比照查 对。若是矿体中存在不同的矿石类型,在剥层法采样时也应将它们区分开,分段采样,以便 准确估算资源储量。
5全巷法采样在坑道采样中的应用
6矿石经济技术试验样品的采集
在矿石经济技术试验中,采样工作十分关键,一定要采集矿区中具有代表性的矿石类型,或 能覆盖全矿区的最主要矿石类型进行试验。矿石经济技术试验可分为选矿与冶炼两大部分, 其中以矿石可选性试验最为重要,是矿床能否开发利用的决定性因素。因为,当矿石在现代 工业技术水平上是不可选的或选矿回收率很低时,对它开发也就无从谈起了。矿石可选性试 验在总体上可分为实验室试验、半工业性选矿试验和工业性选矿试验3个层次。其中工业性 选矿试验主要是在选矿厂投产后进行,地质勘探阶段一般不采用,因而在矿产勘查中可选性 试验主要是前两者,并以实验室试验为主。实验室试验有实验室流程式试验和实验室扩大连 续试验之分。实验室流程式试验是在矿石物质组分、化学成分以及矿石矿物粒度大小、嵌布 特征等研究基础上进行的选矿工艺性能研究,可大致确定精矿品位和尾矿品位及其回收率等 选矿指标、选矿流程和伴生组分利用的可能性。实验室扩大连续试验是在实验室流程式试验 的基础上,进一步检验选矿各项指标及其流程可靠性而进行的连续性稳定试验,以保证工艺 流程 的稳定性。半工业选矿试验只有在实验室试验结果存在疑点,或矿石选矿流程较复杂,或采 用新设备、新流程时采用,需要摸拟工业生产方式进行一定时间的连续性选矿试验,检验其 实际效果;而对于工艺流程比较成熟的方法,一般不需要进行半工业选矿试验。这就是“规 范”中所说的“必要时应进行半工业实验”的原因。对于矿石可选性试验结果,实验室要提 交正规试验报告,在报告中必须注意2个问题:
(1) 关于选矿回收率问题。若是报告中的选矿回收率不十分理想,没有达到工业利用回 收率90%的要求,这时勘查单位必须冷静分析,千万不要重蹈计划经济时代的旧辙,一轰而 下,下马散伙。因为近年来的选冶技术发展很快,有资质的老牌实验室对成型的工艺流程有 其成熟的经验,但未必都跟得上日新月异的创新浪潮,而一些创新型企业比这些老牌企业能 更快地占领技术高地。因此,在这种情况下,应多进行市场咨询,多找几家试验单位,以求 突破,千万不要被一家实验室的试验结果钉死在十字架上。目前,不少过去因回收率达不 到要求而一时无法利用的勘探矿床,经市场咨询后,找到创新企业,使矿床重新焕发了活力 。这种例子己不是个别的了。
(2) 关于矿石品位问题。在选矿报告中将会提出“原矿的最低可采品位”的要求,其意思 是当原矿品位达到这个标准时,才能获得合于工业要求的选矿回收率,否则是不可能的或要 增加成本。然而,我们在矿产勘查中是依据行业规范标准确定的矿石工业品位来圈定矿体的 ,这就会出现矿石工业品位与“原矿的最低可采品位”未必一致的现象,因为前者是针对国 家当前科学技术水平而设定的;后者是依据具体矿区技术经济条件而确定的。例如,目前行 业规范中硫化物铜矿的工业品位是0.4%,但大多数矿区依据经济技术条件,其“矿石的最 低 可采品位”均要在0.6%以上,才能维持生产;如铅锌矿的国家工业指标是w(Pb+Zn )=2%,但实际上,w(Pb+Zn)>4%才能获利,否则无法开工。因此,在最终勘探报告 中对此应有明确响 应,通常是在征得有关部门同意后,按经济技术指标和可行性论证的结论对矿体进行重新圈 定,估算其资源储量,作为矿山建设设计的依据。
7矿石物相分析样品的采集
在确定矿石自然类型方面,物相分析方法是在矿石镜下鉴定和研究的基础上,对样品进行化 学分析,确定矿石矿物的相态,并以不同相态的比例作为划分矿石自然类型的依据。物相分 析的样品可以从勘查工程中直接采集,也可利用测定化学成分样品的副样,甚至也可以与化 学成分样品的测定同时进行。样品采集后应立即送往实验室,尽量做到采样与分析及时进行 。过去有的勘探队为保证物相分析的正确性,配备了专门的交通工具,样品采集后立即送去 化 验,以免样品氧化,影响结果。物相分析的项目主要是矿化主元素及其不同相态的含量,如 硫化态、氧化态、硅酸态、硫盐态、自然态、胶状态等的含量及其分配值和分配率,但不同 矿种对各种相态要求不同。如铜、铅、锌矿石,主要分析出硫化态和氧化态等相态含量;镍 矿石主要分析硫化态和硅酸态等相态含量;锡矿石主要分析氧化态、硫化态、硅酸态和胶状 态等相态含量;锑矿石主要分析氧化态、硫化态、硫盐态和自然态等相态含量;铁矿石一般 将其中含铁矿物分为磁性铁、硅酸铁、碳酸铁、硫化铁和赤(褐)铁;锰矿石中需要分出碳酸 锰、硅酸锰、氧化锰的含量。
物相分析通常是从主矿体的主剖面开始工作,然后从主矿体逐渐向外推进,并且在圈定矿石 自然类型及其空间分布时,一定要参考矿区的水文地质资料,特别是潜水面水文地质资料, 同时要充分考虑矿区断裂构造的影响,以便对矿石自然类型分布做出合理的解释,否则将会 出现原则性错误。21世纪初有一中资企业拟到海外收购一处铜矿床,派出人员在野外踏勘了 几天,看到满山遍野的孔雀石、蓝铜矿,十分惊喜,认为矿化范围较广,矿石品位较高,于 是按国内铜矿边界品位0.3%,结合对方提供的矿区地质资料,在没有进行矿石物相分析,也 没有详细了解氧化矿石利用现状的情况下,估算了该区铜的资源储量为120万吨,并报回国 内。国内老总们看到矿床规模大、价位低,有点动心,因而要求立即编写报告,上报待批。 但报告却没有通过评审,以没有提供矿石学及其物相分析资料,矿石相态不清;不能用原生 硫化矿石工业品位圈定氧化矿石的矿体;氧化铜矿石开发利用的可行性没有得到论证3条 意见将报告否定了。后来查阅有关资料,表明该地区断裂构造发育,氧化带深度可达数百米 ,而氧化铜矿石工业品位当地定为15%~21%,经前人部分开发,现资源储量所剩无几。这位 粗心的外派人员差点使该中资企业落入陷阱,教训深刻。关于有害组分问题,在物相分析中 主要了解它在不同相态中的含量及其分配值,以便工业部门采取技术手段进行处理,因为微 量的有害组分将可能破坏炉体以及产品的结构与质量,如铁矿石中的锡,在炼钢中能使炉顶 结瘤,破坏炉体结构及其稳定性;铁矿石中的磷,在炼钢中能使钢铁产品变脆。因而产业部 门在没有获得有效处理办法之前,绝不会贸然利用,如中国华北与华南各有一处锡铁矿床, 由于在勘探期间物相分析没有及时跟进,虽然完成了勘探工作,然而却长眠于地下将近30年 ,直至现在才见端倪。中国北方有个磁铁矿矿床,矿石中的磷灰石呈极细小的毛发状,当今 的技术水平还无法使之分离,该矿床只得成了“呆矿”。
8矿石密度与湿度的样品采集
在矿床勘探中,除测定矿石密度外,还需测定矿石湿度。矿石湿度是指自然状态下单位质量 矿石中所含的水分,以含水量与湿矿石的质量百分比表示。测定矿石湿度的样品也是以钻孔 岩芯和露头标本采样为主,测定的目的是对矿石分析化验结果进行校正,因为在实验室测定 的矿石品位是代表烘干后的干矿石品位,而不是自然状态下的湿矿石品位,特别是潮湿多雨 的低纬度地区、水文地质复杂和构造发育地区,对矿石品位的影响尤其明显,因而矿石湿度 的测定通常是定点,并按不同季节与深度连续进行测定,以保证资源储量估算的正确性。
在矿床勘探中,为了可行性评价,还要进行水文地质、工程地质和环境地质工作,并采集相 应的样品。有关这方面的内容将在另处叙述。