劉仲紅，李小林，李書(shū)濤，黃家凱，申 文

(1.湖北省國(guó)土資源廳礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心，湖北武漢 430071;2.湖北省地質(zhì)礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，湖北武漢 430022;3.湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430034)

0 引言

磷礦是生產(chǎn)磷肥和磷化工的主要原料，世界上磷礦石的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中80%用于農(nóng)業(yè)，其余的用于提取黃磷、磷酸及制造其他磷酸鹽等產(chǎn)品。磷礦石是一種不可再生的礦產(chǎn)資源，合理開(kāi)發(fā)和利用磷礦，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

中國(guó)磷礦資源豐而不富，貧礦多富礦少，已探明儲(chǔ)量居世界第三。在已查明的磷礦資源儲(chǔ)量中，97.5%為中低品位磷礦，其中85%以上為沉積型膠磷礦，開(kāi)采、選礦難度較大［1］。

中國(guó)磷礦礦石類(lèi)型主要有硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖、硅質(zhì)磷塊巖，鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖和磷灰石。硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖資源儲(chǔ)量約占磷礦資源儲(chǔ)量的一半。目前，中國(guó)可生產(chǎn)肥料的富礦(30%品位)工業(yè)儲(chǔ)量只有11.08億t，主要集中在云、貴、川、鄂等四省八大磷礦區(qū)。

由于磷礦屬于戰(zhàn)略資源，富礦將越來(lái)越少，未來(lái)中國(guó)磷肥和磷化工行業(yè)將面臨嚴(yán)峻的富磷礦石原料危機(jī)。因此，提高磷礦資源的“三率”，是磷礦企業(yè)目前面臨的重大課題。

1 磷礦資源分布?湖北省礦產(chǎn)資源年報(bào)，湖北省國(guó)土資源廳，2013年。

湖北磷礦資源比較豐富，到2012年底，全省累計(jì)查明磷礦石資源儲(chǔ)量50.92億t，保有磷礦石資源儲(chǔ)量45.11 億 t，位居全國(guó)第一。

湖北磷礦主要分布在宜昌—興山—神農(nóng)架一線和鐘祥—南漳一線。按照全省磷礦床產(chǎn)出的自然地理位置，共劃分為宜昌、荊襄、神農(nóng)架—?？怠ⅩQ峰、大悟、黃梅六大礦集區(qū)?湖北省礦產(chǎn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告，湖北省礦產(chǎn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查項(xiàng)目辦公室，2012年。(圖1)。

湖北磷礦企業(yè)主要有宜化、興發(fā)化工、黃麥嶺磷化、洋豐磷化、祥云磷化、荊襄磷化、鶴峰磷化、廣元化工等集團(tuán)公司。

宜昌磷礦區(qū)作為省內(nèi)磷礦基地之一，位列全國(guó)八大磷礦區(qū)第三位。主要分布在夷陵、興山、遠(yuǎn)安三縣區(qū)交界處，由16個(gè)礦床(段)組成。探明保有磷礦資源儲(chǔ)量28.03億t，占湖北省保有總儲(chǔ)量54%，位列第一。2010年發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)安楊柳礦區(qū)初步探明儲(chǔ)量達(dá)4.29億t，磷礦石的平均品位為25.46%，其中Ⅰ級(jí)品礦石量占30%。為中國(guó)發(fā)現(xiàn)的單一礦區(qū)最大規(guī)模磷礦。此外，?？悼h磷礦遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約10億t，探明保有資源儲(chǔ)量6.22億 t，平均品位23.64%;鐘祥市荊襄磷礦累計(jì)探明保有磷礦資源儲(chǔ)量6.38億t;均位于中國(guó)八大磷礦之列。

2 磷礦開(kāi)采現(xiàn)狀

湖北省磷礦大多為淺海沉積磷塊巖礦床，少數(shù)為沉積變質(zhì)型磷灰?guī)r礦床，屬中低品位礦。從磷礦開(kāi)發(fā)利用的總體來(lái)看，采量過(guò)大，保護(hù)欠缺，原礦多，選礦少，粗加工多，精細(xì)化工少，低檔產(chǎn)品多，高附加值少，小礦山多，大型礦山少［2］。

2.1 礦山企業(yè)現(xiàn)狀

湖北磷礦的開(kāi)發(fā)利用始于20世紀(jì)50年代，發(fā)展于80年代。90年代初期，全省磷礦企業(yè)約600多家，開(kāi)采秩序呈混亂狀態(tài)。2005年以來(lái)，經(jīng)過(guò)省國(guó)土資源管理部門(mén)的治理整頓，取締了非法開(kāi)采礦山，關(guān)閉了一批不符合開(kāi)采要求的小礦山，到2012年全省磷礦企業(yè)已降到104家，年產(chǎn)礦石量1 823.93萬(wàn)t，工業(yè)總產(chǎn)值49.1億元，磷礦產(chǎn)品銷(xiāo)售收入45.96億元，利潤(rùn)總額24.9億元。

圖1 湖北省磷礦資源分布圖Fig.1 Distribution of phosphate rock resources in Hubei Province

2.1.1 宜昌、神農(nóng)架—?？盗椎V集區(qū)

該礦集區(qū)磷礦礦山選礦廠配套建設(shè)水平較高。目前共有19家礦山(采礦權(quán))建設(shè)有配套選礦廠(圖2)，平均選礦能力30萬(wàn)～60萬(wàn)t/年。受選礦成本影響，選礦企業(yè)對(duì)外購(gòu)原礦品位要求較高，對(duì)低品位礦報(bào)價(jià)較低，無(wú)配套選礦廠的礦山在不能盈利的情況下則選擇采富棄貧，因此絕大多數(shù)選礦廠不能實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)。實(shí)際平均選礦能力只有設(shè)計(jì)產(chǎn)能的50%或更低。其余采礦權(quán)中，有23家礦山(采礦權(quán))采用人工手選礦，有50家礦山(采礦權(quán))直接出售品位達(dá)標(biāo)的原礦，大量低品位礦沒(méi)有采出，造成了資源浪費(fèi)。

圖2 神農(nóng)架—宜昌—?？档貐^(qū)磷礦選礦廠分布直方圖Fig.2 Histogram of phosphate dressing plant distribution of Shennongjia-Yichang-Baokang area

2.1.2 荊襄磷礦集區(qū)

該礦集區(qū)磷礦配套選礦廠建設(shè)齊全。區(qū)內(nèi)7家大中型磷礦礦山共有5家建設(shè)有自身選礦廠，選礦廠平均選礦能力60萬(wàn)～120萬(wàn)t/年。小型礦山則多為直接出售原礦。

2.1.3 大悟—黃梅磷礦集區(qū)

該礦集區(qū)黃麥嶺磷化工集團(tuán)責(zé)任有限公司屬大型國(guó)有采、選、加工一體化磷化工企業(yè)，其選礦體系建設(shè)完善，建有年采選100萬(wàn)t配套工程。大悟黃麥嶺磷礦與徐家河磷礦均位于黃麥嶺磷礦區(qū)內(nèi)，二者共用黃麥嶺磷礦選礦廠;塔販磷礦位于黃梅縣塔販磷礦區(qū)，建設(shè)有配套的選礦廠。

2.2 磷礦加工現(xiàn)狀［3］

現(xiàn)有磷礦粉加工企業(yè)83家，主要分布在宜昌、保康、鐘祥三大礦區(qū)，從事加工高品位磷礦石粉。圍繞磷礦開(kāi)發(fā)利用興起的加工企業(yè)分為兩類(lèi):一是國(guó)家計(jì)劃項(xiàng)目，規(guī)模比較大，但數(shù)量少;二是地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)、集體、個(gè)體開(kāi)辦的企業(yè)，其規(guī)模小，但數(shù)量多。在磷礦石粗加工方面，全省礦山企業(yè)建選礦廠的有5家，其中有荊襄磷化工集團(tuán)王集選礦廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為采選150萬(wàn)t/年，于1987年底建成，為國(guó)家投資項(xiàng)目，在完成生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)入正常小規(guī)模生產(chǎn)后，由于種種原因，選礦廠已停產(chǎn)。宜昌富磷集團(tuán)花果樹(shù)磷礦重介質(zhì)選礦廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力20萬(wàn)t/年，在完成試生產(chǎn)后，受市場(chǎng)沖擊，一直未能轉(zhuǎn)入正常選礦生產(chǎn)。目前，唯有黃麥嶺磷化工集團(tuán)真正實(shí)現(xiàn)了礦肥和礦化工結(jié)合。

3 “三率”調(diào)查現(xiàn)狀?湖北省重要礦產(chǎn)資源“三率”調(diào)查與評(píng)價(jià)報(bào)告，湖北省國(guó)土資源廳，2013年。

3.1 開(kāi)采回采率

湖北磷礦資源賦存有以下特點(diǎn):一是以中低品位礦石為主，I級(jí)品礦石僅占保有資源儲(chǔ)量總量的5.05%;二是以難選膠磷礦為主，其資源儲(chǔ)量占全省查明資源儲(chǔ)量的92%;三是工業(yè)礦層多，埋深大，開(kāi)采技術(shù)條件復(fù)雜。近10年通過(guò)大力開(kāi)展科研，推廣采礦新技術(shù)，開(kāi)采回采率大幅提高，平均達(dá)到75.43%。詳見(jiàn)表1。

不同開(kāi)采方式采礦回收率分別為:露天采礦回采率93.20%，地下開(kāi)采采礦回采率平均74.31%，露天—地下聯(lián)合開(kāi)采方式采礦回采率平均75.93%。影響采礦回采率的因素主要是技術(shù)條件，多層礦、埋深大(埋深600～1 000 m)的礦床采礦回采率較低;而開(kāi)采方式、礦山規(guī)模對(duì)采礦回采率的影響較小。

表1 湖北省磷礦生產(chǎn)礦山開(kāi)采回采率統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of phosphate recovery rate of Hubei

3.2 選礦回收率

不同規(guī)模選礦廠選礦回收率則不同。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，大型選礦廠選礦回收率平均67.74%，中型選礦廠選礦回收率平均81.79%，小型選礦廠選礦回收率平均 88.53%，見(jiàn)表 2。

表2 湖北省磷礦資源不同規(guī)模選礦廠選礦回收率統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of recovery rates of phosphate in Hubei Province in different scale dressing plants

影響選礦回收率的因素是選礦方法和礦石類(lèi)型。磷灰?guī)r型磷礦石屬易選礦，采用浮選方法選礦回收率高;磷塊巖型磷礦石屬難選礦，選礦方法有重介質(zhì)選礦、浮選選礦，其中浮選流程有正反浮選、雙反浮選、單—反浮選三種。硅酸鹽型礦石以及含硅較高的混合型礦石，采用重介質(zhì)選礦或重介質(zhì)聯(lián)合流程選礦方法，亦能獲得較好的選礦回收率。對(duì)于碳酸鹽巖型、混合型礦石，只能采用浮選流程，但選礦回收率≥75%。不同礦石工業(yè)類(lèi)型選礦回收率見(jiàn)表3。

3.3 綜合利用率

湖北省與磷礦共伴生資源主要為硫、氟、鉀等。其中硫主要分布于大悟黃麥嶺磷礦區(qū)，其綜合利用率為75.58%。保康地區(qū)馬橋磷礦區(qū)中賦有含鉀頁(yè)巖，礦山在磷礦開(kāi)采過(guò)程中已綜合回收利用。此外，宜昌、神農(nóng)架—保康地區(qū)磷礦中伴生有用元素氟，但目前氟元素在磷礦加工過(guò)程中沒(méi)有綜合回收利用。

表3 湖北省磷礦資源不同礦石工業(yè)類(lèi)型選礦回收率統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of recovery rate of different industrial type of ore on phosphate resources in Hubei Province

4 影響磷礦“三率”指標(biāo)因素分析?湖北省磷礦資源開(kāi)發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)研究，湖北省地質(zhì)調(diào)查院，2012年。

4.1 開(kāi)采回采率影響因素分析

影響湖北省磷礦回采率水平的因素是多方面的，有礦石質(zhì)量、資源稟賦條件、工程地質(zhì)條件等自然客觀原因，也有磷礦石市場(chǎng)價(jià)格、磷礦一般工業(yè)指標(biāo)等管理方面原因，還有礦山企業(yè)采礦方法、采富棄貧的主觀原因。具體有以下幾方面:

4.1.1 開(kāi)采方式與采礦方法

開(kāi)采方式與采礦方法決定了開(kāi)采回采率的大小，不同的開(kāi)采方式、采礦方法開(kāi)采回采率差異明顯。

磷礦開(kāi)采方式分兩種即地下開(kāi)采與露天開(kāi)采，其中97%的礦山為地下開(kāi)采，露天開(kāi)采的僅有3家礦山。地下開(kāi)采出于地壓管理的需要，必須留存一定的礦柱，在采用常規(guī)的采礦方法情況下，開(kāi)采回采率理論值上限為80%左右。露天開(kāi)采由于無(wú)需考慮地壓等因素，開(kāi)采回采率遠(yuǎn)高于地下開(kāi)采，一般能達(dá)到90%以上。

采礦方法有淺孔房柱法、中深孔房柱法、淺孔留礦法和充填法等。

淺孔房柱法是湖北省磷礦礦山應(yīng)用最廣的采礦方法。出于安全生產(chǎn)管理的需要，正常情況下房柱法采礦留設(shè)的礦柱一般損失約19% ～26%的資源儲(chǔ)量，設(shè)計(jì)開(kāi)采回采率平均為74%～81%。

中深孔房柱法是湖北省磷礦礦山另外一種重要采礦方法。由于磷礦層厚度變厚，留設(shè)的礦柱橫截面積也相應(yīng)變大，相應(yīng)的回采率降低。當(dāng)磷礦層呈巨厚層狀，在同一礦層內(nèi)需要按不同中段分層采礦時(shí)，還需留設(shè)水平礦柱，則回采率降低更多。

淺孔留礦法一般要求磷礦層傾角＞55°以上，且要適合從下向上開(kāi)采;充填法通常采用選礦廠產(chǎn)生的尾渣大范圍回填采空區(qū)，并用混凝土加固。充填法要求磷礦層具有一定的傾角，且回填成本高。目前湖北省僅宜昌江家墩磷礦采用充填法采礦。

4.1.2 工程地質(zhì)條件

湖北省磷礦礦層頂板多為白云巖、硅質(zhì)巖，巖石能干性強(qiáng)，能承受較大的壓強(qiáng)而不產(chǎn)生落頂、垮塌等危害。工程地質(zhì)條件良好的地區(qū)，磷礦層頂板地層中裂隙少，這類(lèi)礦山開(kāi)采過(guò)程中只需按正常標(biāo)準(zhǔn)留設(shè)礦柱。用淺孔房柱法開(kāi)采的平均回采率能達(dá)到74%～78%，部分礦山甚至能達(dá)到80%以上。

工程地質(zhì)條件差的地區(qū)，磷礦層頂板受斷層影響裂隙發(fā)育，礦山地表的危巖、滑塌體也是影響工程地質(zhì)條件的重要因素。此類(lèi)礦山開(kāi)采過(guò)程中留設(shè)的礦柱需比正常標(biāo)準(zhǔn)要多、礦柱的橫截面積需比正常標(biāo)準(zhǔn)要大，部分礦山甚至需要留設(shè)連續(xù)礦柱。因礦柱占用了更多的資源儲(chǔ)量，能回采的礦石量則相應(yīng)減少。此類(lèi)礦山平均回采率為60%～70%。

4.1.3 磷礦石質(zhì)量

磷礦石質(zhì)量也是影響礦山開(kāi)采回采率的主要因素之一，主要體現(xiàn)在不同礦石自然類(lèi)型其開(kāi)采回采率差異較大。湖北省磷礦石自然類(lèi)型中硅質(zhì)磷塊巖、硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖、鈣鎂質(zhì)磷塊巖是沉積磷塊巖型磷礦的主要礦石自然類(lèi)型，而磷灰石巖則是沉積變質(zhì)型磷灰?guī)r磷礦的自然類(lèi)型。鶴峰風(fēng)化型磷礦從成分上看屬于硅質(zhì)磷塊巖的一種，只是其物理狀態(tài)較松散。

硅質(zhì)磷塊巖多為泥質(zhì)、砂質(zhì)頁(yè)巖與含磷條帶互層組成的磷礦層。這類(lèi)礦石因采用重選能較好選礦，且磷塊巖多賦存于靠近底板的磷礦層中，除去采礦時(shí)的自然損失外，回采也應(yīng)較高。但目前礦山開(kāi)采平均回采率只在61%左右，這與設(shè)計(jì)開(kāi)采回采率相差較大，其主要原因是礦山棄采較低品位(P2O5低于18%)的礦石造成的。

硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖通常是品位較高的富礦。P2O5平均品位可達(dá)28% ～30%，這類(lèi)礦石一般無(wú)需選礦，礦山能直接出售原礦，除去礦柱損失的資源儲(chǔ)量外，實(shí)際回采率能達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)值，一般在78%以上。

鈣鎂質(zhì)磷塊巖主要賦存于白云質(zhì)條帶磷塊巖礦層中，其品位一般較低，P2O5品位12% ～22%，因白云石體重與磷礦石體重接近，難以用重選法選礦。因此無(wú)配套浮選廠的磷礦礦山企業(yè)往往選擇20%以上的品位礦石開(kāi)采，用來(lái)與高品位富礦配礦。對(duì)品位較低的礦石則棄采，此類(lèi)礦石的平均回采率一般低于50%。

磷灰石因經(jīng)變質(zhì)作用后容易選礦，且礦石物理結(jié)構(gòu)疏松，破碎成本低，盡管P2O5品位低(最低可利用品位可達(dá)8%)，開(kāi)發(fā)利用仍能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。此類(lèi)礦石的開(kāi)采回采率均能達(dá)到或接近設(shè)計(jì)值，目前湖北省大悟、黃梅地區(qū)磷礦礦山主要為露采，開(kāi)采回采率能達(dá)到90%以上。

4.1.4 磷礦層發(fā)育程度

磷礦礦層的發(fā)育程度對(duì)礦山開(kāi)采回采率也造成一定影響。最適宜礦山生產(chǎn)的磷礦礦層厚度為1.5～3 m，過(guò)薄或過(guò)厚都會(huì)使開(kāi)采回采率降低。

湖北省磷礦礦層一般較穩(wěn)定，但由于沉積環(huán)境的變化，磷礦礦層的發(fā)育程度也呈現(xiàn)區(qū)域性變化。磷礦層厚度逐漸變薄甚至尖滅的地段，當(dāng)厚度＜1.0 m以后礦山企業(yè)開(kāi)采基本不能盈利，因此選擇棄采。磷礦層變厚以后，采區(qū)地壓管理的難度相對(duì)增大，為確保頂板安全，礦柱橫截面積必須增大，從而導(dǎo)致礦柱占用更多資源儲(chǔ)量，相應(yīng)開(kāi)采回采率則降低。正常情況下，當(dāng)磷礦層厚度在4～10 m開(kāi)采回采率一般降低3%～5%，厚度在10～20 m磷礦層開(kāi)采回采率一般降低5%～10%，厚度在20 m以上的磷礦層開(kāi)采回采率一般降低15%以上。

4.1.5 磷礦工業(yè)指標(biāo)

按照磷礦地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T0209—2002)，磷塊巖礦床一般工業(yè)指標(biāo)如下:邊界品位(P2O5)≥12%;最低工業(yè)品位(P2O5)≥15% ～18%。但湖北省此類(lèi)磷礦在以往勘查過(guò)程中采用的工業(yè)指標(biāo)多為:邊界品位(P2O5)8%，最低工業(yè)品位(P2O5)12%，并按P2O512% ～18%、18% ～22%、≥22%三個(gè)區(qū)間分別計(jì)算資源儲(chǔ)量，并將三類(lèi)資源儲(chǔ)量全部納入查明資源儲(chǔ)量的范圍，其結(jié)果是查明資源儲(chǔ)量中有較大比例的低品位磷礦。

礦山實(shí)際選礦過(guò)程中普遍反映，在現(xiàn)有磷礦石銷(xiāo)售價(jià)格下，當(dāng)P2O5品位低于18%以后，選礦廠無(wú)法盈利，將虧本經(jīng)營(yíng)。因此選礦廠對(duì)購(gòu)入的原礦要求P2O5品位≥18%，且購(gòu)入價(jià)格較低。在這種情況下，無(wú)配套選礦廠的礦山開(kāi)采P2O512%～18%的極低品位礦存在著矛盾。如果不采，礦山總體開(kāi)采回采率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)值，將面臨國(guó)土資源管理部門(mén)處罰;如果開(kāi)采，P2O512% ～18%的極低品位礦沒(méi)有銷(xiāo)路，甚至P2O518%～20%的低品位礦都面臨虧本開(kāi)采的危險(xiǎn)。在這種情況下，礦山企業(yè)往往采富棄貧，造成資源浪費(fèi)。

4.1.6 磷礦石市場(chǎng)價(jià)格

磷礦石市場(chǎng)價(jià)格是決定磷礦礦山開(kāi)采回采率大小的根本因素，市場(chǎng)價(jià)格的波動(dòng)直接影響礦山企業(yè)利潤(rùn)。通過(guò)調(diào)查分析，筆者認(rèn)為市場(chǎng)價(jià)格影響開(kāi)采回采率并不是價(jià)高回采率就好這樣簡(jiǎn)單的相關(guān)關(guān)系。

上世紀(jì)90年代末—本世紀(jì)初，磷礦礦石價(jià)格經(jīng)歷了市場(chǎng)的低谷，原礦石價(jià)格不足150元/t，磷礦山處于嚴(yán)重虧損狀態(tài)，開(kāi)采出大量的礦石找不到銷(xiāo)路，這種狀態(tài)下的磷礦礦山不可能有開(kāi)采低品位礦的積極性，礦山開(kāi)采回采率處于最低點(diǎn)。

2003以來(lái)，磷礦石價(jià)格一路上漲，在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使下，大量的磷礦礦山一哄而上，其中不乏無(wú)證開(kāi)采、濫采亂挖的礦山，無(wú)序經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下的礦山回采率也受到較大制約。通過(guò)近年來(lái)國(guó)土資源部門(mén)的大力整合，這種現(xiàn)象得到了極大的遏制，省磷礦開(kāi)發(fā)的秩序得到好轉(zhuǎn)。

從上述可以看出，磷礦石由于市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)影響了礦山開(kāi)采回采率。

4.1.7 礦山企業(yè)采富棄貧

礦山企業(yè)，尤其是私營(yíng)企業(yè)，追求利潤(rùn)最大化是其最大的動(dòng)力。如果政府缺乏嚴(yán)格管理資源利用效率的有效措施，礦山企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中采富棄貧就不可避免。尤其是在現(xiàn)行的一些不合理稅收政策下，如高品位原礦與中低品位原礦收取相同的資源補(bǔ)償稅、中低品位原礦選礦后的精礦再次重復(fù)征稅等，更是促使礦山企業(yè)采富棄貧。如何正確引導(dǎo)礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)貧富兼采是一個(gè)值得深入研究的課題。

4.2 選礦回收率影響因素分析

影響造礦回收率的主要因素是選礦方法。湖北省變質(zhì)磷灰?guī)r型磷礦選礦回收率方法已成熟，黃麥嶺化工集團(tuán)在工藝方法的選擇與實(shí)際生產(chǎn)中均嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求，選礦回收率良好。因此，目前影響湖北省磷礦選礦回收率的主要是沉積磷塊巖型磷礦。根據(jù)宜昌磷礦、荊襄磷礦、?？盗椎V幾個(gè)礦區(qū)的選礦研究成果資料，湖北省中、低品位磷礦石的選礦方法有以下幾種:

重介質(zhì)選礦方法 該方法對(duì)于條帶狀的硅酸鹽型礦石、含硅較高的混合型礦石，其選礦效果較好。宜昌花果樹(shù)重介質(zhì)選礦廠的工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)成果，為宜昌磷礦、興神磷礦等礦區(qū)的選礦奠定了基礎(chǔ)，選礦回收率在71.69%以上。

直接正浮選選礦方法 適用于碳酸鹽礦物含量低的磷灰石類(lèi)礦石，湖北省黃麥嶺磷礦即采用此方法選礦，選礦回收率可達(dá)85.75%。

單一反浮選選礦方法 該方法適用于碳酸鹽型為主的礦石，例如荊襄磷礦區(qū)、?？蛋字窳椎V區(qū)比較適合該方法。據(jù)化工部連云港設(shè)計(jì)研究院對(duì)保康白竹磷礦的研究，選擇單—反浮選的選礦方法，能達(dá)到Ⅰ級(jí)品磷精礦制肥要求。如果考慮進(jìn)一步提高磷精礦品位，雖然在經(jīng)濟(jì)上目前效益較差，但在選礦技術(shù)上也是可行的，選礦回收率可達(dá)87.64%。

正—反浮選選礦方法 該方法主要用于沉積型硅鈣(鎂)質(zhì)、混合型磷塊巖，能適應(yīng)和處理P2O515% ～26%，MgO ＜6%，SiO2＜30%的中、低品位磷塊巖礦石，選礦回收率可達(dá)81.07%。

雙反浮選選礦方法 該方法適用于白云石、長(zhǎng)石含量較高的膠磷礦，入選原礦中含硅量不能高于14%，但對(duì) MgO的去除率很高，選礦回收率可達(dá)85.84%。

重介質(zhì)聯(lián)合流程選礦方法(重介質(zhì)+反浮選)該方法適用于鈣鎂質(zhì)、硅鈣質(zhì)、硅酸鹽型及碳酸鹽礦物含量超過(guò)50%的混合型礦石的選礦。根據(jù)宜昌磷礦、?？盗椎V選礦研究成果，用重介質(zhì)+反浮選聯(lián)合流程選礦能取得比較明顯的效果。其優(yōu)點(diǎn)是選礦回收率高，可達(dá)86.23%以上，并能獲得高品位優(yōu)質(zhì)磷精礦，該方法的不足是選礦成本較高。

擦洗脫泥選礦方法 適用于沉積風(fēng)化自溶性—半自溶性磷礦石，例如鶴峰磷礦，目前主要開(kāi)采風(fēng)化磷礦，根據(jù)其礦石的自然類(lèi)型，絕大多數(shù)可以直接使用或經(jīng)簡(jiǎn)單的擦洗脫泥，即可直接用于生產(chǎn)普通鈣鎂磷肥產(chǎn)品，選礦回收率可達(dá)90%以上。

4.3 綜合利用率影響因素分析

湖北省磷礦多數(shù)礦區(qū)在開(kāi)采、選礦階段一般無(wú)可綜合回收利用的共伴生礦產(chǎn)。宜昌—?？档貐^(qū)磷礦中伴生有用元素氟，氟元素在下游加工過(guò)程中綜合回收利用獲得氟硅酸鈉。?？档貐^(qū)馬橋磷礦區(qū)朱家坡磷礦賦存有能綜合回收利用的含鉀頁(yè)巖，礦山在磷礦開(kāi)采過(guò)程中已綜合回收利用，用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥的原料。大悟縣黃麥嶺磷礦變質(zhì)磷灰?guī)r中存在可綜合利用的硫、氟等有用元素，黃麥嶺磷礦在深加工過(guò)程中已全部實(shí)現(xiàn)綜合回收利用，其經(jīng)濟(jì)效益較好，是全省資源綜合利用的典范。

5 磷礦“三率”指標(biāo)建議

通過(guò)全省大中型磷礦礦山“三率”實(shí)際指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，在綜合分析影響磷礦“三率”指標(biāo)因素的基礎(chǔ)上，針對(duì)省磷礦開(kāi)發(fā)利用情況，提出“三率”參考指標(biāo)建議，以提高磷礦資源利用效率。

5.1 開(kāi)采回采率指標(biāo)建議

5.1.1 全省磷礦開(kāi)采回采率指標(biāo)建議

為了便于政府切實(shí)有效地監(jiān)管磷礦資源，針對(duì)不同地區(qū)、不同采礦方法、不同磷礦礦層及工程地質(zhì)條件，對(duì)磷礦開(kāi)采回采率指標(biāo)提出建議(表4)。

采用地下開(kāi)采的，工程地質(zhì)條件較穩(wěn)定的礦區(qū)開(kāi)采回采率指標(biāo)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)水平，工程地質(zhì)條件穩(wěn)定的地區(qū)提高1%～2%，工程地質(zhì)條件不穩(wěn)定的地區(qū)降低15% ～20%。

礦區(qū)內(nèi)磷礦層厚度出現(xiàn)變薄至＜1.0 m，采區(qū)平均回采率可降低1% ～2%;厚度為1.0～4 m，開(kāi)采回采率達(dá)到設(shè)計(jì)水平;厚度為4～10 m，開(kāi)采回采率平均可降低3% ～5%;厚度為10～20 m，開(kāi)采回采率平均可降低5% ～10%;厚度為20 m以上，開(kāi)采回采率平均可降低15%以上。

表4 全省不同地區(qū)磷礦開(kāi)采回采率指標(biāo)建議一覽表Table 4 The different regions of phosphate mining recovery rate index list

5.1.2 提高磷礦開(kāi)采回采率的措施

提高湖北省磷礦開(kāi)采回采率的核心是提高礦山企業(yè)貧富兼采的積極性。通過(guò)綜合運(yùn)用行政手段、稅收手段、鼓勵(lì)政策、戰(zhàn)略統(tǒng)籌等方法，提高礦山開(kāi)采回采率。

(1)試點(diǎn)推廣充填開(kāi)采法。充填開(kāi)采法具有回采率高，能充分利用選礦產(chǎn)生的尾渣等特點(diǎn)，鄂東南地區(qū)部分大型國(guó)有礦山(如銅綠山鐵銅礦)已成熟運(yùn)用此法采礦并獲得了較好的效果。采用充填法在一定程度上會(huì)增加礦山企業(yè)的采礦成本，包括注入充填膠結(jié)物、重新編制采礦設(shè)計(jì)方案等，但該方法能最大限度的利用不可再生的礦產(chǎn)資源，并且能解決選礦廠尾渣堆放影響環(huán)境、增加地質(zhì)災(zāi)害隱患等問(wèn)題，因此建議對(duì)留存有較多品位高的富礦礦柱利用此法回采。

采用充填法開(kāi)采要求礦山綜合考慮礦層產(chǎn)出條件、充填尾渣來(lái)源等問(wèn)題，尤其是充填尾渣，如果礦山無(wú)配套選礦廠，需要從較遠(yuǎn)的其它選礦廠運(yùn)輸尾渣顯然是不合理的。因此建議就地取材，符合開(kāi)采條件的礦山先行試點(diǎn)，然后在區(qū)域上逐步推廣。建議政府對(duì)采用新方法采礦的礦山企業(yè)，從“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”、“示范工程”等專(zhuān)項(xiàng)方面予以支持。

(2)推行全層開(kāi)采。強(qiáng)制推行全層開(kāi)采是提高湖北省磷礦回采率的基本方法。政府要加強(qiáng)磷礦礦山全層開(kāi)采的抽查力度，定期組織技術(shù)人員到礦山生產(chǎn)井巷內(nèi)實(shí)地檢查開(kāi)采情況，對(duì)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有采富棄貧現(xiàn)象的礦山予以處罰，浪費(fèi)資源嚴(yán)重的，暫停其采礦資格并要求整改，多次整改后仍不符合要求的，通報(bào)批評(píng)，其采礦許可證可不予延續(xù)。

(3)統(tǒng)籌建設(shè)選礦廠。布局合理的選礦廠是礦山中低品位原礦全部入選的必要條件。要盡量減少礦石的運(yùn)輸費(fèi)用，同時(shí)考慮選礦尾渣用于充填法采礦回填，要求對(duì)口礦山中低品位原礦做到100%入選。

選礦廠的經(jīng)營(yíng)主體、入選礦石收購(gòu)成本、原礦最低品位、選礦工藝也是統(tǒng)籌建設(shè)選礦廠需要著重考慮的因素?，F(xiàn)行的礦山企業(yè)建設(shè)配套選礦廠的模式存在“買(mǎi)不起，賣(mài)不起”的矛盾，即對(duì)選礦廠來(lái)說(shuō)，原礦價(jià)格太高了買(mǎi)不起;對(duì)無(wú)選礦廠的礦山來(lái)說(shuō)，原礦價(jià)格低了賣(mài)不起。因此突破選礦廠的經(jīng)營(yíng)主體是解決這一對(duì)矛盾的有效途徑。建議由具有技術(shù)實(shí)力、資金雄厚的礦山或下游磷化工、磷肥企業(yè)參與收購(gòu)或統(tǒng)籌建設(shè)選礦廠，通過(guò)“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”、“示范工程”等專(zhuān)項(xiàng)及稅收政策方面予以補(bǔ)貼，提高原礦收購(gòu)價(jià)格，降低原礦最低收購(gòu)品位，采用最適合的選礦工藝，提高選礦廠和礦山利用中低品位礦石的積極性。

(4)差異化征收資源補(bǔ)償費(fèi)與資源稅。富礦與貧礦征收同等稅費(fèi)是促使礦山企業(yè)采富棄貧的又一重要問(wèn)題。政府征收資源補(bǔ)償費(fèi)與資源稅采用一刀切，簡(jiǎn)單化地按照占用資源儲(chǔ)量的數(shù)量多寡定稅費(fèi)，造成了事實(shí)上的鼓勵(lì)多開(kāi)富礦、少開(kāi)貧礦的局面。

建議政府深入研究資源補(bǔ)償費(fèi)與資源稅的征收機(jī)制，做到中等品位的資源按正常標(biāo)準(zhǔn)征收，高品位的富礦按一定比例多收，低品位礦按一定比例少收，低于一定品位的完全免收，以鼓勵(lì)礦山企業(yè)貧富兼采的積極性，利用稅收經(jīng)濟(jì)杠桿推動(dòng)貧富兼采。

(5)取消重復(fù)稅費(fèi)?，F(xiàn)行的稅費(fèi)征收中存在重復(fù)收稅的現(xiàn)象。如礦山開(kāi)采的中低品位原礦出廠時(shí)要征收一次相應(yīng)的稅費(fèi)，通過(guò)選礦廠選礦后的精礦出廠后還要征收一次相同名目的稅費(fèi)，這無(wú)形中增加了選礦的成本，打擊了中低品位礦石入選的積極性。建議政府按照國(guó)家稅費(fèi)政策，落實(shí)相關(guān)部門(mén)的稅費(fèi)征收細(xì)則，消除重復(fù)征收的現(xiàn)象。

(6)控制開(kāi)采總量、試點(diǎn)磷礦石儲(chǔ)備戰(zhàn)略。為了構(gòu)建健康的磷礦開(kāi)采秩序，建議政府加強(qiáng)宏觀調(diào)控，根據(jù)國(guó)內(nèi)國(guó)際磷精礦需求量的變化逐月、逐季度、逐年地制定磷礦開(kāi)采總量計(jì)劃，各礦山嚴(yán)格按照開(kāi)采計(jì)劃出礦。磷精礦市場(chǎng)價(jià)格降低時(shí)，適當(dāng)削減開(kāi)采總量，并對(duì)超出市場(chǎng)需求量的礦石予以?xún)?chǔ)備，磷精礦市場(chǎng)價(jià)格升高時(shí)，將以往儲(chǔ)備的礦石投放到市場(chǎng)，使磷礦原礦的售價(jià)波動(dòng)幅度小于磷精礦的波動(dòng)幅度，確保磷礦礦山企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

5.2 選礦回收率指標(biāo)建議

5.2.1 湖北省磷礦選礦回收率指標(biāo)建議

通過(guò)調(diào)查分析湖北省大中型磷礦礦山選礦方法與技術(shù)指標(biāo)后，針對(duì)不同選礦方法提出了選礦回收率指標(biāo)。

重介質(zhì)選礦 適合處理?xiàng)l帶狀、含鎂較低的硅質(zhì)、硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖，建議選礦回收率指標(biāo)定為82%。

直接正浮選 適合處理變質(zhì)型磷灰?guī)r，建議選礦回收率指標(biāo)定為86%。

單—反浮選 適合處理鎂含量較高的硅鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖膠磷礦，建議選礦回收率指標(biāo)定為83%。

正—反浮選 適合處理硅、鎂含量較平衡的硅鈣(鎂)質(zhì)、混合型磷塊巖膠磷礦，建議選礦回收率指標(biāo)定為82%。

雙反浮選 適合處理鎂含量高、硅含量低的鈣(鎂)質(zhì)磷塊巖膠磷礦，建議選礦回收率指標(biāo)定為86%。

重—浮聯(lián)合選礦 適應(yīng)礦石類(lèi)型范圍廣，建議選礦回收率指標(biāo)定為86%。

擦洗脫泥選礦 適合處理風(fēng)化型磷礦原礦，建議選礦回收率指標(biāo)定為90%。

5.2.2 提高磷礦選礦回收率的措施建議

(1)提高中低品位原礦入選比例。如前所述，從選礦的角度來(lái)看，要提高湖北省磷礦資源利用率，除了需要針對(duì)不同的礦石類(lèi)型選擇合適的選礦工藝以外，如何做到中低品位礦石應(yīng)選盡選是一個(gè)非常重要的課題。

目前湖北省無(wú)配套選礦廠磷礦礦山，中低品位礦石的處理途徑有兩條:一是與高品位富礦配礦出售;二是直接棄采。前者雖然利用了中低品位的礦石，但這種方法無(wú)異于飲鴆止渴，降低了高品位富礦本身的價(jià)值;后者則直接浪費(fèi)了寶貴的磷礦資源。

建議政府出臺(tái)相關(guān)管理措施，富礦可直接出售原礦，中低品位的貧礦全部進(jìn)入選礦廠選礦后出售磷精礦。要求符合選礦要求的中低品位原礦應(yīng)選盡選，入選比例達(dá)到100%，逐步減少富礦與貧礦配礦，堅(jiān)決杜絕采富棄貧的行為。

(2)采用新的選礦工藝。①重—浮聯(lián)合選礦工藝。重—浮聯(lián)合選礦工藝適用礦石類(lèi)型范圍廣，利用重選預(yù)選減少入浮選量，一定程度上可以降低選礦成本，減小浮選對(duì)環(huán)境的污染，建議神農(nóng)架—宜昌—?？档貐^(qū)試點(diǎn)采用該方法。②浮選柱。浮選柱在浮選流程中的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代后期，加拿大徹底解決了浮選柱的發(fā)泡裝置及其控制系統(tǒng)。目前，除國(guó)外已廣泛應(yīng)用外，浮選柱在江西德興銅礦、湖南柿竹園多金屬礦、鞍鋼弓長(zhǎng)嶺鐵礦等有色金屬、冶金行業(yè)已成功應(yīng)用，國(guó)內(nèi)一些學(xué)校、科研單位也研究過(guò)浮選柱在磷礦選礦中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的浮選機(jī)相比，浮選柱在浮選中具有分選性能好、能耗低、占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是浮選的選擇性高，預(yù)期能明顯提高磷礦浮選的效果。建議湖北省技術(shù)力量強(qiáng)的大型磷礦企業(yè)利用其工業(yè)化生產(chǎn)的新成果。

5.3 綜合利用率指標(biāo)建議

湖北省只有少部分礦區(qū)在開(kāi)采、選礦階段有可綜合回收利用的共、伴生礦種。宜昌—保康地區(qū)磷礦中伴生有用元素氟，在下游加工過(guò)程中可綜合回收利用獲得氟硅酸鈉;?？档貐^(qū)馬橋磷礦區(qū)朱家坡磷礦存在能綜合回收利用的含鉀頁(yè)巖，礦山在磷礦開(kāi)采過(guò)程中已綜合回收利用，作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥的原料;大悟縣黃麥嶺磷礦變質(zhì)磷灰?guī)r中存在綜合評(píng)價(jià)的硫、氟等有用元素，黃麥嶺磷礦在深加工過(guò)程中已全部實(shí)現(xiàn)綜合回收利用，其經(jīng)濟(jì)效益良好。同時(shí)鑒于綜合利用率在計(jì)算方法的定義上尚存在較大分歧，因此湖北省磷礦不適合建立綜合利用率具體指標(biāo)。

［1］ 彭三國(guó)，姚敬幼.湖北磷礦資源的保護(hù)［J］.中國(guó)礦業(yè)，2005，12(12):30－33.

［2］ 劉乃富.湖北省磷礦開(kāi)采現(xiàn)狀與展望［J］.化工礦物與加工，2004(5):22－26.

［3］ 劉乃富.湖北省中低品位磷礦合理利用的分析與建議［J］.化工礦物與加工，2005(11):1 －4.