1.国外锰矿开采技术综述。国外主要产锰国凭借其矿床产状、产状、厚度、规模等优越条件,控制了大部分锰矿石产品的国际贸易。锰矿开采技术的发展方向是:大型化、高度机械化、连续化和自动化的开采和剥离(采掘)作业,以及辅助作业的广泛机械化和自动化。在露天矿山,一般同时采用三种采矿方法:非运输采矿法、运输排土采矿法和运输采矿法。目前,国外锰矿生产主要来自露天矿山。主要的锰生产国是前苏联、南非、澳大利亚、加蓬、巴西和印度。这些国家的锰矿年产量超过100万吨,约占世界锰矿产量的85%。二。国外几个主要国家锰矿开采方法及锰矿开采技术现状(一)前苏联锰矿开采情况前苏联是世界上最大的锰矿生产国,年产商品锰矿1000多万吨。锰矿开采主要集中在乌克兰的尼科波尔和格鲁吉亚的查图拉。这两个矿区的产量约占前苏联锰矿总产量的95%。其中,尼科波尔矿区的锰矿产量约占前苏联总产量的70%。该地区有Orzhonikidze和Marganetz两家锰矿开采公司,有10个露天矿山和19个地下矿山,露天矿山开采的矿石约占70%。露天矿多采用多步采剥法。每级台阶高10~35m,该区露天矿埋深约80m。覆盖层主要由大型轮斗挖掘机剥离,每台挖掘机年产量可达550万平方米。采用内排土场,剥离工艺大致如下:厚度约80m抛至工作面后方的内排土场。第二步用轮斗挖掘机剥离,矸石经排土栈桥和轮斗挖掘机接力排入排土场,堆放在下一步排出的矸石上。第三步,用斗式挖掘机剥离岩石,皮带连接到排土栈桥,送到内排土场。尼科波尔矿露天矿生产能力一般为150 ~ 200万t/a,最高可达250万t/a,人年均效率2,300 ~ 2,800,格鲁吉亚查图拉矿区是前苏联第二大锰产区,约占苏联锰总产量的25%。这个矿区有24个地下和露天矿山,80%的矿石来自地下矿山。边缘采用露天开采法开采。恰图拉矿床开采条件良好,含矿地层近水平。地下开采一般可采用平硐开拓,矿体顶底板稳定。矿区主要采用柱式开采(壁式开采):长柱式(长壁式开采)和短柱式(短壁式开采和进路式开采)。厚35m,顶板稳定,矿体结构单一,不需选矿开采的煤层采用长矿柱法。其他由250~300米长的采矿桁架开采。实现基本机械化开采。㈡南非的锰矿开采。南非锰储量世界第一,产量世界第一。南非的两家主要锰生产公司是萨曼科尔公司和联合锰矿公司(As-soman)。萨曼柯是目前世界上最大的单一锰矿生产商,主要锰矿有:马马特旺达,产能210万t/ a,距离金伯利市约180km的马马特属南非北开普省管辖。是库鲁曼地区卡拉哈里锰矿南端储量最大的锰矿,已探明总储量5.65亿吨。据介绍,卡拉哈里锰矿长约45km,宽5~10km,潜在资源储量约102亿t,是目前世界上最大的锰矿。目前该地区不断发现新的锰矿资源,控制了全球锰矿资源的80%以上,其中萨曼克直接或间接控制了50%以上,质量(技术指标见表1)也很好。
表1卡拉哈里锰矿区矿石质量
该矿区原生含锰层状细粒钙质沉积岩产于Fuerwat含铁建造底部,与含铁层呈瓦状。在铁矿层底部100米的厚度范围内,有三个含锰层:下部含锰层厚25米,中间层薄且不连续,上部含锰层厚6米。一般来说,接缝稳定,连续性好。从矿物学角度看,该区锰矿复杂多变,锰矿物有棕锰矿、方铅矿、黑锰矿、菱锰矿、锰尖晶石等十七种。【接下来】矿区一般海拔1200m,属于丘陵地区,气候类似小高原。方圆200公里范围内地形比较平坦,灌木和灌木丛,年降雨量少,气候炎热。从地理上看,矿区内有南非国家铁路(SAR ),该铁路穿过马马特到达韦塞尔矿,然后穿过900公里到达矿石出口港伊丽莎白港。道路也很方便。矿内除沙质路面外,干线公里数普遍多于二级公路,交通十分便利。目前矿区是南非乃至世界上最大的锰矿产区,有多个大矿在生产,分别由萨曼科尔公司和阿索曼公司控制和经营。矿石年产量估计超过800万吨。萨曼柯公司在卡拉哈里锰矿区拥有并经营四个矿山,南端为王,北端为韦塞尔,相距约45公里。矿山行政中心位于中部的Hotazel镇,距离库鲁曼市约60公里。马马特王锰矿于1964年投产,属露天开采。该矿锰矿床为卡拉哈里锰矿,设计采剥比为1:3。锰矿主要是原生棕色锰矿和少量的方镁石、黑锰矿和碳酸盐,是冶炼铁合金的优良原料。该矿每年生产210万吨锰精矿,其中约50万吨出口到世界各地,其余用于国内生产锰产品,劳动生产率为每人每年10000吨。马马特王锰矿矿石储量及质量见表2。
表2马马特王锰矿矿石储量及质量
采用公路汽车运输开拓的方法,从矿体裸露端沿埋深方向开挖。由于地形平坦,剥离的岩土将由重型卡车(载重80t)运至界外,现场逐层堆放或缓慢运至采矿空区回填。射孔爆破后,矿石由汽车运至位于矿区的破碎站进行局部破碎,然后由长约2km的带式输送机送至选矿厂进行集中筛分。马马特王锰矿十分珍惜矿产资源,利用先进的计算机建立了各种矿石参数的等密度线。该技术可以实现矿山根据预定的产品质量和进度,有选择地开采不同的工作面,保证开采出来的矿石的混匀程度完全符合技术要求。据说韦塞尔锰矿用这种方法可以把矿石品位提高到50%以上。此外,马马特王锰矿通过工艺回收了大部分5mm以下的粉矿作为烧结原料。韦塞尔锰矿概况:韦塞尔位于卡拉哈里锰矿的最北端,是我国已探明锰矿储量(A+B级)最大的矿区(1.35亿吨)。这种矿石质量好,品位高。wessel的锰矿储量和质量如表3所示。
表3韦塞尔锰矿储量和质量
Wessel矿采用地下开采,方法应为房柱式。主煤层距地表300m以内,有两条煤层,上层厚约6m,下层厚约4m。矿石通过两个出口运出,下层开采的锰矿由深300米、直径4.2米的竖井提升,上层开采的矿石由斜井的带式输送机(能力1000吨/小时)运出。韦塞尔的采矿方法很简单。由于矿体厚,倾角缓,可通过大型设备(25t采装设备)进入矿房。一般矿房14×14m×5m,矿柱6× 6 m,岩石崩落采用中深孔爆破,孔径3.2cm,孔深3 m,每个工作面6孔一次装药爆破。崩矿运至破碎站集中破碎、提升运输。矿石年产量100万吨,回收率85%。此外,南非另一家大型锰矿生产商联合锰矿公司在卡拉哈里矿床有三个大型地下锰矿正在开采,总产能约400 t/a,由于矿体赋存条件相同,采矿方法与韦塞尔相似。这里不一一描述。【下一篇】三。澳大利亚的锰矿开采。澳大利亚的锰储量居世界第三,全国储量约5.4亿吨。资源主要分布在北部和西部。其中,北部格鲁特岛的锰矿储量约为4.3亿吨,约占全国储量的80%。其余主要位于西澳大利亚的皮尔巴拉和皮克希尔。此外,在南澳大利亚、昆士兰和新南威尔士也有少量的矿床。20世纪60年代以前,澳大利亚的锰矿主要产自分散在全国各地的小型次生氧化锰矿床,锰矿产量很少。但自20世纪60年代格鲁特岛锰矿投产以来,该国产量和出口量大幅增长,迅速成为锰矿生产和出口大国,并已取代前苏联成为第二大锰矿出口大国。目前每年出口成品矿约200万吨,自用较少。澳大利亚最大的锰矿是格鲁特岛锰矿,最初由澳大利亚Brokenshire公司(B.H.P)的全资子公司格鲁特岛矿业有限公司(Gemco)开采。与后来的英国锰业巨头Billiton合资,产量和出口量占澳大利亚绝大部分。该矿位于澳大利亚北部的格鲁特岛,距离澳大利亚东海岸48公里,拥有自然条件良好的港口,地理位置优越。该矿为原生氧化锰矿,锰的含量(质量分数)为40% ~ 50%,Fel% ~ 6%,al2o 31.5%,M (Mn)/M (Fe) 15~20。目前矿山有三个大型空场,设备大型化。装载设备为大型液压轮式装载设备,铲斗容量为5.6m3,运输设备为大型电动车,采挖能力为450 ~ 500万t/a,由于矿体平缓浅,采场一般只布置一个台阶。采场各项技术参数优化优于国内,管理相对规范。精矿生产能力为230 ~ 250万吨/年,精矿粒度为1 ~ 75毫米,锰含量为40%~50%。矿产品一般出口,少部分用于巴西B.H.P (IV)锰矿控股经营的塔斯马尼亚公司Temco烧结,巴西锰矿资源丰富,预计储量1.86亿吨,居世界第五位。其锰资源分布广泛,我国大部分州都有锰分布。主要的锰矿床分布在阿马帕、马托格罗索、米纳斯吉拉斯、帕拉、巴迪亚和戈亚斯。Ama的主要锰矿床是Serra Do Novio锰矿床。矿石类型为氧化锰矿和原生锰矿。氧化锰矿中锰含量≥40%,原生锰矿中锰含量为25%~31%。矿石储量约8000万吨。其中氧化锰矿3000万吨,原生锰矿5000万吨。Cera Donavio锰矿由Ecomi公司控股经营,是目前巴西主要的锰矿生产商,开采规模150万吨/年,矿山为露天开采,原矿平均品位(质量分数)为:Mn41%,Fe7.5%,A12O39.5%,SiO26.4%。开采出来的矿石有10%是大块的,用机械大锤粉碎,然后拉到选矿厂。该矿主要生产冶金块矿和化学锰矿(含锰48.85%,氧化锰270.99%)。托马索州有乌鲁克姆锰矿,是目前巴西主要的锰矿产地。矿石类型为氧化锰矿,矿体厚度1~2m,平均含量(质量分数)为:锰45.6%,铁0.1%,硅21.25%,氧化铝31.74%,氧化钙0.20%,氧化镁0.12%。预计储量5900万吨(但据说实际储量远不止这些,现在远景储量正在勘探中)。采用地下采矿法,生产能力为20万吨/年,成品矿石含锰46%。卡拉加斯锰矿是20世纪90年代崛起的巴西锰矿生产商,是目前巴西最重要的锰矿。矿的浅部是氧化锰,深部是碳酸锰。矿区分为三个矿床,即Ijalap High School Sur、Britirama和Serra Duseleno。储量分别为4430万吨、1200万吨、300万吨,合计约6000万吨,平均含量Mn40%、Fe2%、P0.08%、SiO2 22%、A12O39%。该矿归亚马逊矿业公司(AMS)管辖,由凝乳公司投资建设。目前,该矿的生产能力为350万吨/年。该矿的开采在地下进行。由于生产能力大,后期投资大,该矿设备规模大,设备先进,生产效率高。其矿产品大部分出口,其余用于巴西黑色金属和电解二氧化锰的国内生产。