卿得成

（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙 410007）

浅谈我国某金红石矿采样设计

卿得成

（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙 410007）

选矿试验采样设计是一项复杂而又重要的工作，确保试样的代表性是采样设计工作的关键。本文以我国某金红石矿为例，根据矿床地质特征和矿石的性质，综合考虑影响矿石代表性的各种因素，对其进行了采样设计，以确保能够采出满足试验要求、且具有带表性的试验样品。对类似项目具有一定的指导和借鉴意义。

采样设计；矿石类型；配样计算；试验样品；代表性

金红石是已知70多种含钛矿物中最重要的钛矿物之一，主要成分是二氧化钛，不仅是生产金属钛、钛合金的原料，而且还广泛应用在化学工业领域。近年来，随着我国钛工业的飞速发展，对其原材料金红石需求量急剧增加，因此，合理开发该矿产资源，势在必行[1,2]。

本次进行采样设计的我国某金红石矿床属于受变质岩浆矿床，为确定其选矿工艺流程、技术经济指标，提高金红石的选矿回收率，降低生产成本，进一步开展选矿工艺研究，需要进行采样设计。该项目资源量较大，试验需要采集的试验样品重量较大，为确保试验样品具有较强的代表性，能够满足试验要求，本次采样设计需细致研究相关地质基础资料以及规范，同时还需结合采矿、选矿等专业的相关要求。

1 采样设计依据

（1）项目地质勘探报告。

（2）项目相关选矿试验报告。

（3）项目预可行性报告。

（4）采矿专业提出的岩石混入率6%。

（5）选矿等专业及合作试验单位提出的采样重量和矿样配比要求。

2 矿床地质状况

2.1 矿体分布、形态、产状及规模

该金红石矿为受变质岩浆矿床。矿区出露地层为上太古界五台群碾子沟组和冰林沟组。矿区基本构造形式为一向南-南西倾斜、倾角20°～60°，一般30°～40°的单斜构造，断裂构造不发育，构造较简单。

该矿床自-3勘探线至31线矿体长约1700 m，其中Ⅰ号矿体为主矿体，地表出露长度约900 m，略呈一反“S”形，西段倾向S，中段倾向W，东段倾向SW，倾角多为30°～40°；倾斜延深一般300～500 m，最大800 m；矿体埋藏标高，最低1380 m，最高1912 m；矿体呈似层状、多层状、透镜状产出，其厚度沿走向、倾向都有一定变化。该矿床共分为8个矿体，估算的资源量共2843.75万t，TiO2平均品位2.13%，其中Ⅰ号矿体资源量2830.98万t，占总储量的99.55%。其他均为小矿体。

2.2 矿物成分

矿区矿石工业矿物较单一，主要为金红石，其次有钛铁矿和磁铁矿。该矿金红石呈黄褐、红褐、褐及黑褐等色，以自形、半自形粒状、短柱状嵌布于直闪石、钙镁闪石等脉石矿物之间，少部分呈包体产出。脉石矿物主要为直闪石、钙镁闪石和透闪石。次为普通角闪石、绿泥石、滑石等。

矿区金红石单矿物分析结果为：TiO298.11%、Fe2O30.76%、Al2O30.35%、V2O50.18%、MnO 0.013%。

2.3 矿石结构构造

金红石矿石结构主要有粒状变晶结构，交代残余结构、柱状结构、粒状结构、鳞片状变晶结构、纤维状变晶结构及放射状结构等。矿石构造简单，主要为浸染状，其次有条带状、层纹状和片状构造等。

2.4 矿石类型

根据金红石矿石的矿物组合特征，矿石自然类型共分为5种类型，其中钙镁闪直闪岩型为主要类型。

3 试验样组成的确定

3.1 矿石类型分布频率统计

按照选矿试验要求，本次采样综合矿样确定在代表首采期五年，日处理原矿5000 t的范围。矿石量参照本矿区预可研设计，综合矿样代表13线至29线1836 m标高以上露采场内矿石810万t，该矿床划分了强风化带与中～弱风化带，下面分别对强风化带和中～弱风化带中各类型矿石的样品长度，进行统计计算（表1、表2）。

表1 强风化带不同类型矿石比例统计表Table 1 Statistical table of the proportion of different types of ores in intensely weathered zone

表2 中～弱风化带不同类型矿石比例统计表Table 2 Statistical table of the proportion of different types of ores in medium to weak weathered zone

从表1、2可知，钙镁闪直闪岩型矿石在强风化带和中～弱风化带中类型分布所占比例为94.75%、96.66%，所以本次采样设计试验样品主要由钙镁闪直闪岩型矿石组成。

3.2 各类型矿石不同品位区间样长分布频率统计

（1）强风化带钙镁闪直闪岩型矿石（表3）

表3 强风化带钙镁闪直闪岩型矿石金红石TiO2品位区间比例统计表Table 3 Statistical table of the proportion of TiO2interval ratio of calcium and magnesium flash anthophyllite ores in intensely weathered zone

（2）中～弱风化带钙镁闪直闪岩型矿石（表4）

3.3 矿体顶、底板围岩及夹石金红石TiO2品位统计

表4 中～弱风化带钙镁闪直闪岩型矿石金红石TiO2品位区间比例统计表Table 4 Statistical table of the proportion of TiO2interval ratio of calcium and magnesium flash anthophyllite ores in medium to weak weathered zone

矿区共有8个矿体，矿体直接顶、底板为钙镁闪直闪岩和斜长角闪岩。矿体夹石主要为石英滑石片岩、石英直闪岩和伟晶岩（表5）。

表5 矿体顶、底板围岩及夹石金红石TiO2品位统计表Table 5 Statistical table of TiO2of roof, bottom plate surrounding rock and stone of orebody

采样设计试验样品综合考虑到矿区5种类型矿石在强风化带、中～弱风化带分布，矿体顶、底板围岩及夹石金红石TiO2品位，以及6%废石混入率。经计算，试验综合矿样入选品位为金红石TiO22.11%。

4 采样点布置与配样计算

4.1 采样点布置

（1）为使采出矿样品位分布，能客观反映矿床内原地矿石品位的分布状况，避免采样点数量太少，导致采出矿样品位代表性不足现象的发生。采样点布置前，应按一定品位区间统计样品长度分布频率并计算各区间矿石平均品位，为采样点布置提供依据。

（2）采样点的数量，应以满足矿样代表性和矿样总重量要求为基本前提[3]。主要矿石类型或品级，一般应有3～4个采样点。对工艺性质稳定、容易选别的矿石，采样点可适量减少，反之，应视情况增加。

（3）布置的采样工程应尽可能控制多个类型或品位区间的矿石。本次采样设计考虑到该矿床的强风化带和中～弱风化带中5种矿石类型的分布、主要矿石类型的6个不同品位区间样长分布频率以及顶底板围岩与夹石品位。

（4）采样点（工程）的布置，应注意在所代表区域内空间分布的代表性，并以近期开采地段为主[4]。

（5）尽可能利用已有勘探、采矿工程进行采样。无适当工程可利用时，在不影响矿样代表性的条件下，优先选择交通运输方便、工程量少、作业安全、易于施工的地点布置新的采样工程。

综合以上采样点布置的原则，本次采样点（工程）主要布置在13线CK1301、15线CK1502、TC18、23线CK2301、27线TC27，共四条勘探线的三个钻孔、二条探槽。共布置采样点45个，另外还布置了60个备用采样点，以确保能采集具有足够代表性的综合矿样。

4.2 配样计算

配样计算的目的，是为了获得符合相应代表性要求的选矿试验样品。为此，必须使设计配置的综合矿样，尽可能客观反映所代表范围内原地矿石质量变化状况。本次采样设计配样计算的主要依据如下：

（1）对矿床划分了强风化带与中～弱风化带。然后，按两带内矿体面积计算出前者占13.15%，后者为86.85%的量比关系；

（2）分别对强风化带和中～弱风化带中各类型矿石的样品长度，进行统计计算。结果见表1、表2，从表中可以看出，该矿床主要矿石类型为钙镁闪直闪岩型矿石。

（3）对强风化、中～弱风化带中钙镁闪直闪岩型矿石类型，按TiO2含量0.4～0.6%划分区间，分别计算了不同品位区间的矿石样长比例和金红石TiO2的平均品位，计算结果见表3、表4。按照强风化带与中～弱风化带的比例关系、各种矿石类型分布频率，以及金红石TiO2（%）品位区间比例。计算出各品位区间和岩石的采样重量，以及各品位区间矿样品位要求。然后用重量加权法计算出综合大样的平均品位。配样计算结果见表6。

（4）强风化和中～弱风化钙镁闪直闪岩型矿石每个品位区间布置3～4个采样点，其他次要类型和岩石布置1～2个采样点。矿样配制的平均品位计算公式为：

表6 某金红石矿选冶试验采样设计配样计算表Table 6 Sample mixing calculation table of sampling design for one rutile mine

式中：

Cd—矿石样的平均品位，%；

Ci—i采样点的矿石品位，%；

Qi—i采样点初步确定的矿石采样重量，t；

Qk—矿石样的总重量，t；

配样计算是一个繁琐、重复的过程，当配出矿样的品位与采样要求相差较大时，应改变某些采样点的采样重量，或者重新选择一些采样点，然后再进行计算，如此重复数次，直至两者基本一致，本次采出矿样品位与综合大样矿石品位之间，允许有±0.1～0.2%（金红石TiO2）的波动范围。

5 结束语

选矿试验采样设计是一项复杂而又重要的工作，确保试样的代表性是采样设计工作的关键[5]。如果试样缺乏代表性，会导致选别成果不能满足设计建设的需求，贻误了建设时机，拖长建设周期。本文采样设计综合考虑矿床的5种矿石类型，不同品位区间分布频率以及样点布置和配样计算等几个方面。保证试样的代表性，满足选冶试验要求。为该矿山的建设发展提供了基础支撑。

[1]吴贤，张健，等.我国金红石矿产资源分布、开发及技术现状[J]，稀有金属，2007，31(6): 146-148.

[2] 赵一鸣.金红石矿床的类型、分布及其主要地质特征[J]，矿床地质，2008，27(4): 520-521.

[3] 莫全伟，邵一，等。黑色冶金矿山企业地质设计[M].

[4] GB 50830-2013，冶金矿山采矿设计规范[S].

[5] GB/T 25283-2010，矿产资源综合勘查评价规范[S].

Discussion on Sampling Design for One Rutile Mine in China

Qing Decheng
(Zhongye Changtian International Engineering Co.,Ltd.,Changsha Hunan 410007)

Sampling design of mineral processing experiment is a complicated and important work, The sample representativeness is the key to the sampling design.This paper will take one rutile mine in China for example.Samples to meet the test requirements and representativeness based on the geological characteristics, ore features of the deposit and other factors.It will give some guidance and reference for similar projects.

sampling design; ore types; sample mixing calculation; test sample; representativeness

P618.47

B

1672-5603（2016）04-080-4

*第一作者简介 卿得成，男，1982年生，工程师，主要从事矿山地质设计工作。E-mail: 77026513@qq.com

2016-10-16；改回日期：2016-11-21。