锰矿石是钢铁工业的重要原料,随着中国钢铁工业的飞速发展,中国的锰业也得到突飞锰进的发展。锰矿资源的勘查、开采和深加工利用不断发展,尤其是电解金属锰产业的发展引起了人们的广泛关注。
一、锰矿的特点及分布
1.1 锰矿资源的特点
中国锰矿资源的特点可以概括为“贫、薄、杂、细”。
2002年底的统计数据表明,在全国锰矿石基础储量中,富锰矿(氧化锰矿含Mn≥30%,碳酸锰矿含Mn≥25%)基础储量只占全国基础储量的8%,贫锰矿占92%,富锰矿基础储量只占全国资源的6.7%。
资源量位居全国第一的广西省2004年的统计表示碳酸锰矿占了全省锰矿资源储量的67.48%,氧化锰矿石只占32.52%,且多属铁锰矿石(占18.82%)。
由于矿层薄,锰矿开采成本高;矿石品位低、含杂质高、料度细带来技术加工性能差,大部分富锰矿石在利用时仍需经选矿加工。碳酸锰矿石由于含磷偏高,不适合直接冶炼锰系合金。
目前,锰矿资源中碳酸锰矿资源占全国锰矿资源四分之三以上。
1.2 锰矿资源的分布
中国锰矿资源分布很广但不平衡。据2004年锰矿基础储量统率计表示,广西、湖南、贵州、重庆、湖北、云南、辽宁七省市的锰矿资源储量占到了全国资源储量90%多,尤其以广西和湖南两省为最多,锰矿基础储量占全国68%,因而在锰矿资源开采方面形成了以广西和湖南为主的格局。值得注意的是湖北近二年基础储量、资源量增长很快,替代了四川成为了锰矿资源的主要省份。
我国锰矿区数量多,但规模都比较小,矿床规模多为中小型。至2002年末,237处锰矿区中,大型锰矿床只有7处,其中资源超过1亿吨的仅1处,中型锰矿52处,小型锰矿178处,大、中型锰矿床的资源占全国总资源的88%。
二、锰矿的勘查及开发利用
2.1 锰矿勘查
中国钢铁工业的快速增长及锰系合金出口的增长对锰矿石的需求逐年增加,除了增大进口锰矿石数量之外,中国政府每年都投入锰矿勘探费用增加锰矿资源的勘探数量。
中国锰矿储量中,已经过勘探占45.8%,经过详查的资源占48.4%,普查的只占5.8%,即能够开发利用的和基本可供开发利用的锰矿资源占94.2%,中国锰矿的地质工作程度很高,勘查深度王航过到300-500m。
从1984年至2000年,平均每年投入1758.38万元,探明资源12724.5kt,1990年前锰矿地质勘探年均综合成本为0.82元/吨,1990-1995年为1.89元/吨,1995-2000年为1.92元/吨。
由于锰矿资源在发展钢铁工业中的重要作用,中国政府已经把锰矿列入“战略性矿产资源”中,采用了多种形式加大锰矿资源的勘查力度,2003年企事业投入的风险勘查显著封增大,获得的资源量也是从1984年以来的最高值。
尽管中国每年锰矿资源消耗非常大,但是由于地质工作者的不懈努力,锰矿的保有基础储量及资源量还继续增长,勘探的资源增加和开采的消耗几乎保持同等速度,2004年的资源增长大于资源的消耗。
2.2 锰矿石的开采
中国现有锰矿山600余家,绝大多数是小型矿山。历年来,80%以上锰矿产量来自地方中小矿山及民采矿山,产量超过100kt仅25家,总生产能力12000kt,2004年产量达10150kt,其中,碳酸锰矿石占45%,氧化锰矿石占55%,2005年锰矿石产量约10750kt。
当前,由于中国的锰矿山多为小矿山,加上矿层薄,多数矿山的开采回收率低,仅55%,产量规模在100kt以上的矿山开采回收率能达到70-75%,最好的回收率能达到85%以上。
矿山开采除了广西大新锰矿、天等锰矿和福建连城锰矿等几个锰矿外,都是采用地下采矿。锰矿山的生态环境、安全生产等方面现在已经有了很大改善,对于部分小矿山而言,仍然存在较多的问题,需要进一步努力改进。
为了提高成品矿的品位,最大限度地满足深加工产品的要求,在机械选矿富集方面做了大量研究,先后对重选、浮选、磁选以及细菌选矿等都进行了研究,在磁选方面取得了很好的成效,先后有五种机型用于生产,现在DPMS系列圆筒型永磁强磁选机已在中信大锰矿业有限责任公司、云南斗南锰矿、福建连成锰矿等矿山得到推广应用,精矿品位可以提高3-5%,连成的氧化锰矿可以提高10%以上。
中国还有效地解决了铁锰矿低富集问题,2004年生产了1400多kt含Mn35%左右的富锰渣,为冶炼硅锰铁合金提供了优质原料。
2.2 锰矿石的消耗
中国已经是全球硅锰铁合金、碳素锰铁、电解金属锰、电解二氧化锰、硫酸锰等锰矿深加工产品的最大生产国,锰系合金是最大的锰矿消耗领域,我国锰系铁合金的产量每年在200万吨以上,2004年超过了350万吨,按每吨矿耗2.5吨计算,每年至少需要锰矿石500万吨。由于我国锰矿品位低,不能完全使用国产矿生产,必须搭配一部分进口富矿生产,尤其在锰矿缺乏地区,进口锰矿石配入比例都非常大,在中低碳锰铁的生产中几乎100%的依赖进口。我国锰系铁合金的生产特点决定了我国必须大量进口锰矿。而其它锰矿深加工产品基本上利用国内低品位矿石生产,电解二氧化锰全部采用低品位的碳酸锰矿石生产,95%的电解金属锰采用碳酸锰矿石生产,硫酸锰则用含Mn35%的氧化锰矿石生产。因此电解金属锰成为了国产锰矿石重要的消耗领域。
三、中国电解金属锰产业的发展及展望
至2005年底,中国已投产的电解锰企业达156家,生产能力为1118kt,企业数量比2004年增加15家,生产能力增加192.5kt,增长20.79%。在建企业还有20家,生产能力190kt。2005年中国电解锰产量达到了569.9kt,占全球产量的90%。
中国的电解锰企业绝大多数采用低品位的碳酸锰矿石作为原料,每生产一吨产品要消耗7-8吨原料,每年消耗的成品矿石在5000kt左右,如果开采回收率低的话,每生产1吨矿石要消耗近2吨资源。因此,电解金属锰的发展一方面解决了国内低品位碳酸锰矿石的开采利用,另一方面电解金属锰产量的不断增长,引发资源开采过度,资源浪费严重。
国家对资源消耗性电解金属锰业及锰系合金的限制性政策措施的不断落实,可以说中国钢铁工业的未来也就是锰矿业的未来。如果2010年我国粗钢产量达到保持目前的产量水平的话,则需要消耗国产锰矿成品1000多万吨。为了满足我国钢铁工业的可持续发展,今后我们要多找富矿、节约资源,提高锰矿的开采回收率,切实保护好生态环境仍是中国锰矿山的努力方向。