白云岩开发利用方案.docx

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白云岩开发利用方案

***********************

白云岩矿矿产资源开发利用方案

*******************有限责任公司

二○一二年三月

****************************

白云岩矿矿产资源开发利用方案

（建设规模：

90×104t/a）

提交单位：

********************

冶炼有限责任公司

法定代表人：

***

编制单位：

****************

法定代表人：

*****

项目负责人：

***

编制时间：

二〇一二年三月

附表：

综合技术经济指标表

附件目录：

1、工程设计证书

2、编制人员名单表

一、概述

**********受******************有限责任公司的委托，承担了《********************白云岩矿矿产资源开发利用方案》的编制工作。

**********************白云岩矿矿业权拟属********************有限责任公司，项目性质属新建项目。

*****************有限责任公司于****年***月**日依法取得*************采矿许可证，证号为**************。

矿区面积*****km2，开采标高*******m，有效期限自2011年4月21日至2014年3月15日，但以前在采矿权范围内只作过普查地质工作，为了更好地了解其采矿范围内矿体的规模、形态、产状、矿石质量及提高储量，矿权人委托************在原普查的基础上进行了地质详查工作。

此次详查的矿区范围由两个采区8个拐点圈定，矿区面积0.2748km2，开采标高为1342-1417m，各拐点编号及坐标见表1-1。

矿区拐点坐标一览表表1-1

拐点

一矿区（1980西安坐标系）

二矿区（1980西安坐标系）

X

Y

X

Y

1

4407537.51

37538733.03

4407153.51

37538429.02

2

4407633.51

37539339.03

4407205.51

37538629.03

3

4408153.51

37539339.04

4407223.51

37538629.03

4

4408153.51

37539029.01

4407353.52

37538429.03

矿区面积：

0.2530

矿区面积：

0.0218

2012年3月，*****************编制完成了《***************白云岩矿详查报告》。

截止2012年3月15日，***************矿区共探明资源量（122b）+（333）+（334）?

矿石量2003.19×104t，其中控制的经济基础储量（122b）类型矿石量1070.05×104t，推断的内蕴经济资源储量（333）类型矿石量694.75×104t，预测的资源量（334）？

类型矿石量238.39×104t。

控制的经济基础储量与推断的内蕴经济资源储量总矿石量（122b+333）为1764.80×104t，SiO2平均品位2.02%、Al2O3+Fe2O3平均品位0.87%、K2O+Na2O平均品位0.36%、CaO平均品位27.07%、MgO平均品位21.57%。

依据矿山资源条件、开采技术条件，结合矿山内外部条件，以市场需求为导向，通过技术经济分析论证，推荐矿山建设规模为年处理矿石量90×104t，年工作日300天，矿山总服务年限为20年，产品方案为镁合金。

根据矿体赋存条件，经比较方案推荐矿山采用露天开采方式，公路开拓汽车运输方案。

矿石综合回采率95%，采矿损失率5%，综合贫化率5%。

采出矿石SiO2平均品位1.92%、Al2O3+Fe2O3平均品位0.83%、K2O+Na2O平均品位0.34%、CaO平均品位25.72%、MgO平均品位20.49%。

根据矿石性质及工业性能利用试验报告，开发方案推荐选冶工艺流程为：

白云石经煅烧、磨粉后压团，然后在高温下还原得到粗镁；粗镁在精炼炉中经过一系列的工序得到镁合金；镁合金经过压铸、压延、表面处理等工艺得到最终合格镁合金产品。

开发方案编制范围包括采矿工程、选冶工艺和相应的公用辅助设施等，并估算项目总投资及预期的经济效益。

方案编制深度按国土资源部《关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知》（国土资发[1999]98号）和*******国土资源厅《关于进一步加强矿产资源开发利用方案编制及审查工作的通知》（内国土资字[2006]867号）进行。

为科学、合理的开发利用矿产资源和主管部门对矿山监管提供参考依据。

（一）矿区地理位置及交通

***************白云岩矿位于***************政府所在地城关镇240°方向，直距23km，行政隶属于***********管辖。

矿区分为二块：

一矿区地理坐标为：

东经********～**********

北纬**********～***********

二矿区地理坐标为：

东经**********～**********

北纬**********～***********

矿区位于*****************************************，与黄河西岸的*******************，矿区向西4公里与国道G109相通，向东1公里与老国道G109相通，东距***************32公里并与国道G209相通。

矿区北侧有*********--*************铁路通过，最近的火车站为**********车站，距矿区只有15km，交通运输方便（见交通位置图）。

交通位置图

（二）自然地理与经济环境

1、自然地理

*****************白云岩矿区所在区域属***高原与黄土高原交接地带，海拔高程990—1500m，相对高差100-300m，属中山区，岩石裸露中等。

属黄河水系，黄河于区西侧自北向南奔腾而下。

区内除黄河、*******为常年流水外，其余皆为季节性河流，雨季流水，平时一般均为干涸。

在黄河两岸以及黄河以东地区，多为深沟峡谷，沟深多在30-100米间，属“V”形谷，地貌特征由东南向西逐渐降低。

本区为典型大陆性气候。

冬季严寒，夏季酷热，具有气候干燥、降雨量稀少、冬春两季多风、日照充足、蒸发量大等特点。

据********县气象站近年资料，年最低气温为摄氏零下29°C，最高气温为摄氏零上37.1°C，一月份平均零下10.8°C，七月份平均零上22.4°C，年平均气温7.5°C。

年降水量421毫米，主要集中在七、八、九三个月，年蒸发量2470毫米。

全年平均日照2900小时。

冬春两季多六、七级风，风速一般5-7米∕秒，最大风速18米∕秒，以北及西北风为主。

无霜期135天，冰冻期由每年的11月底至翌年的4月，最大冻土深度为1.56m。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001）地区地震动峰值加速度为0.10g，对照烈度Ⅶ级，矿区所在地新构造不发育，属地震活动微弱区。

2、经济环境

矿区所在地*******县总人口14万，是以蒙古族、汉族为主体，满、回等多民族聚集区，劳动力丰富。

经济是以农业为主，兼有牧业，城镇有部分加工业和少量制造业，农业机械化程度较低，工业正处于起步阶段。

近年来矿产资源开发正进入高速发展阶段，当地政府依托资源优势，以园区建设为载体，以重点项目为切入点，水泥、陶瓷、金属镁、电石等为主体的工业经济迅速发展。

矿业开发带动了地区经济，矿山周边的农民成为新型矿工，加快了农村经济的发展。

（三）矿山建设条件

1、交通运输条件

矿区北东距***********镇约21km为草原路，南东距********市290km均为柏油路相连，********铁路从经*******通过，G303和G306公路从**********通过，区内交通较为方便。

2、供电供水条件

矿区离最近输变电线不到1km，据此架设线路引入矿区可满足矿山生产、生活用电需求。

矿区濒临黄河，*********水库蓄水后，黄河水位提高，矿山用水可用水泵提水上山，十分方便。

所以，************白云岩矿床矿山（镁厂）用水条件良好，水资源充足，可以满足矿山日常生产、生活用水的需求。

3、其他条件

矿区处于G109国道旁，东距G209国道30公里，西距S103省道28公里，正在建设中的荣（城）-乌（海）高速也紧邻矿区。

紧邻鄂尔多斯煤、气田，煤、电、气充足。

矿区大部分生产物资及生活用品可从*********县或********市外购，矿区投资和建设环境良好。

（四）编制依据

1、1999年4月，国土资源部《关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知》（国土资发［1999］98号）；

2、2006年9月29日，************《关于进一步加强矿产资源开发利用方案编制及审查工作的通知》（内国土资字[2006]867号）；

3、2012年3月，**************编制的《******************白云岩矿详查报告》；

4、2012年3月，*****************提交的《*****************白云岩矿区冶镁用白云岩矿石工业利用性能试验报告》；

5、委托方提供的其它相关资料。

二、矿产品需求现状及预测

（一）镁金属资源形势预测及开发前景

镁是常用金属中最轻的一种，密度1.74g/cm3，比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢。

就目前而言，镁的应用主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域，分别占消费总量的43%、35%、13%。

同时还用在稀土合金、阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等广泛领域。

其中镁合金的应用前景最为广阔，由于镁合金具有较好的加工性能、重量轻、韧性大、屏蔽性良好以及较好的抗震减噪性能，被广泛应用于航空航天、汽车零部件、3C产品（计算机、通讯、消费电子产品简称）等军用工业、民用工业的各个领域。

镁铝合金是当今世界发展、应用最快的轻合金，其轻质、高强度和美观的特性，使其用途广泛、用量剧增，大到卫星、飞机、汽车，小到计算机、手机、相机，甚至一些小五金。

同时由于镁合金具有极强的可在回收利用特征，以及其生产利用过程中具有“一次污染、终身洁净”的优点，越来越受到人们的青睐，应用范围正在迅速拓展，用量也在急剧增加。

据预测，通用汽车和福特汽车公司预计在今后20年内每辆汽车的镁合金用量将从现在的3公斤提升到100公斤。

另外镁合金在电气和家电，尤其是3C以及航空航天领域的应用量也将呈现大幅度增长的势头，具有广阔的市场发展前景。

世界镁的消费区域主要集中在北美和欧洲地区，其消费量约占全球消费量的3/4。

镁的生产方法主要有两大类，即氯化熔盐电解法和热还原法（皮江法等）。

当前，西方发达国家已基本不进行对环境影响较大的原镁生产，而进行具有优良特性的镁合金的研究与开发。

世界产量目前为50—60万吨，正处于迅速增长阶段。

国际上原镁生产以中国、加拿大、澳大利亚、独联体国家为主。

以2002年为例，世界原镁产量分布：

中国27万吨，加拿大11.7万吨，美国4.5万吨，挪威4.2万吨，俄罗斯4万吨，以色列2.7万吨，法国1.7万吨，乌克兰1.5万吨，巴西1.2万吨，哈萨克斯坦1万吨，塞尔维亚1.5万吨，印度900吨。

我国具有丰富的镁资源，原镁产能、产量和出口均居世界首位。

已探明的菱镁矿储量为27亿吨，白云石储量40亿吨，青海柴达木盆地的33个盐湖中共含镁盐约31.5亿吨。

今后国家将大力发展金属镁的生产及应用，宁夏作为西部大开发中重要的冶镁基地，政府计划于“十一五”末金属镁的产量将达到20万吨，而冶镁用白云岩做为当地主要的产镁原料，*******乡*******白云岩矿必将是其重要的资源基地，因此开发该区的冶镁白云岩十分必要，前景较为广阔。

（二）开发利用方案采用的价格

从现今国内外镁金属矿产保有储量日趋减少，工业发展消费水平却不断提高的形势来看，矿产品供不应求的形势不久将日趋严峻，矿产品价格近期即会有所提高。

参考2010年-2011年来我国镁合金的最新行情价格动向，预测未来该矿镁合金价格为18000元/t。

三、矿产资源概况

（一）区域地质概况

本区大地构造位置处于华北地台北缘、内蒙台隆，古生代地层区划属于华北地层大、晋冀鲁豫地层区、大青山地层小区。

中、新生代地层区划属于陕甘宁地层区、鄂尔多斯地层分区、********地层小区。

*******地层小区，包括*****************************一线以南的广大地区。

其分布则又以黄河为界；东部以寒武系、奥陶系分布最广，中、上石炭统次之；西部以二迭系最为发育，中、上石炭统和白垩系次之。

第三系上新统广覆全区。

区内奥陶系发育，主要由一套白云岩、灰岩主成。

尤其是下奥陶统地层（冶里组），该区主要分布的为结晶白云岩，并且有些地段白云岩的有用组分以达到工业利用要求，因此，该地层是寻找白云岩矿床的最佳层位。

区内侵入活动微弱，未见岩浆岩出露。

仅在**********县城以东有太古代早期侵入岩分布。

为似斑状花岗岩，钾长花岗岩。

因该区所处的特定大地构造位置，决定了其简单的构造形态。

该区处于鄂尔多斯盆地东部边缘，与北西近东西向的内蒙地轴及东面近南北向的山西台隆（或称断隆）这些Ⅱ级构造单元的衔接部位。

由于盆地地史发展进程中的长期稳定性，塑造了区内构造形迹简单，地层产状平缓或缓倾斜单斜岩层，地壳运动主要表现为升降运动，地层无大型褶皱形迹，仅表现为平缓的波状微型挠曲。

区内总体总体构造线为北东向，线形构造较发育，较为突出的为城湾—董家梁断裂构造带，该断裂带呈北东向，延长达17km以上，宽80余m，断层倾向北西，倾角达50°—70°左右。

其次为北西向，北东东向及南北向的断裂，断裂性质以逆断层为主。

从已获资料分析，该区断裂构造对矿（体）层的破坏作用较小，仅见一些次级断裂对矿层略具有破坏作用，一般断距为3—5m之间居多。

该区以产出丰富的非金属矿产而著名，主要有：

煤、石灰岩、白云岩、高岭土（耐火粘土）、铁等，均为沉积矿产。

（二）矿区地质概况

1、地层

矿区出露地层有：

寒武系，仅小面积分布于矿区东部的沟谷地部；奥陶系，本区分布较广出露面积最大的地层，主要为冶理组（O1y）和亮甲山组（O1l），而白云岩矿层则赋存于冶里组顶部及底部；石炭系（本溪组），不整合于奥陶系之上，出露于***乡政府所在地附近，主要岩性为砂岩及粘土质岩类，开发历史悠久的*******陶瓷业，一直是利用该区本溪组底部层位中的高铝耐火粘土；第四系，主要为黄土，少量的砾砂石，广布于平坦山丘和沟谷（阴）坡的地凹处。

矿区内地层的分布，除第四系之外，空间展布较稳定，岩层产状平缓或近于水平，倾角一般在2°—5°间，由于沟谷切割，则呈现明显的（不同规模）“V”字形展露。

矿区地层由老至新，分述如下：

（1）寒武系（E）：

区内仅出露凤山组（E3f）。

分布于后塔尔梁一带的沟谷底部，且属于凤山组（E3f）之顶部层位。

岩性为中厚层砂状白云岩（Dml）：

浅灰—黄褐色，中厚层状，砾晶结构，主要成分为白云石，其次有少量泥质、铁质等。

出露厚度10—15米，岩层走向200，倾向110°，倾角2°，该层白云岩层理极不明显，解理裂隙也不发育，且沿走向岩相变化较大，由南端的砾晶结构往北相变为细晶结构，与上覆奥陶系呈整合接触关系。

（2）奥陶系（O）：

该区出露地层主要为下奥陶统，划分为冶理组（O1Y）和亮甲山组（O1L），是本次工作的重点对象。

冶理组（O1Y）：

自下而上为

1中厚层状白云岩（矿）与木纹结构白云岩互层（Dmm）：

该层共计厚40余米，其中中厚层状白云岩为黄绿色—黄褐色，细晶结构，主要由白云石组成，含少量泥质、硅质和铁质等，出露约16米厚。

木纹结构白云岩为黄褐色，薄层状，细晶结构。

主要由白云石组成，含硅质和铁质。

岩石层面有同心圆状的晕圈，而且受解理的控制，其特征与木纹相似，故称木纹结构。

两种岩性在下部呈互层状产出。

并含有燧石条带，燧石条带一般厚1—5厘米，断续分布，厚约24米。

在该层顶部夹有黄绿色白云质页岩。

故该层属于浅海—海滨相较为动荡的环境下形成的。

2含燧石条带白云岩（Dmt）：

岩性呈灰白色，中厚层状，细晶结构。

主要由白云石、硅质等组成。

燧石条带厚2—5厘米，相间10—20厘米，较稳定的分布于白云岩中。

厚度10余米，产状95°∠2°。

3中厚层状白云岩矿（Dmk）：

出露厚度10.20—11.60米，岩性呈白灰色—青灰色，细晶结构，中厚层状，主要由白云石组成，含极少方解石和硅质，为含矿层位。

总体上呈细晶结构，其顶部渐变为中晶结构厚约1米。

产状95°∠2—3°。

矿层底板围岩为含燧石条带白云岩（Dmt）；顶板围岩均为（Dms）底部之黄绿色白云质页岩，同时也为冶里组（O1Y）与亮甲山组（O1L）之分界，为连续沉积，此时海水加深，主要为浅海环境而相对宁静条件下形成的。

亮甲山组（O1L）：

自下而上为

1薄层状白云岩夹黄绿色白云质页岩（Dms）：

该层出露厚度约20米。

薄层状白云岩为黄褐色，细晶结构，主要成分为白云石，其次为方解石、硅质和泥质；黄绿色白云质页岩，泥晶结构，页理发育，主要由白云质和泥灰质组成。

分布比较稳定。

2木纹结构薄层状白云岩（Dmw）：

出露厚度约10米，岩石呈黄褐色，薄层状，细晶结构，主要由白云石组成，含硅质、铁质。

岩层表面呈同心圆状晕圈，酷似树木年轮而得名。

3薄层状白云岩（Dmb）：

出露厚度5—30米，岩石呈灰白色，薄层状，微晶结构。

主要成份为白云石，其次为方解石。

该层上部夹有数层20—40厘米厚的灰岩，为本区出露的最上部层位。

根据亮甲山组（O1L）岩性特征分析，沉积环境属于海滨—浅海相，早期海水较浅而动荡，之后海水略有加深且较稳定，故出现了灰岩沉积。

（3）石炭系（C）

因该地层不是本次工作的重点，所以只作一般性了解，其地质特征是自晚奥陶至早石炭世该区经长期上升风化剥蚀，未接受沉积，到了中石炭世才沉积了本溪组（C2）地层，该套地产底部常赋存有山西式铁矿及高铝耐火粘土、硬质耐火粘土，中上部为页岩、砂岩及砂砾岩层。

根据其岩性特征反映出属于海路交替相沉积环境。

（4）第四系（Q）

主要为黄土，次为坡、洪积物。

厚度1—30米不等，分布于山顶平坦处及沟谷、坡之低凹处。

2、岩浆岩

矿区内无火成岩出露，岩浆活动较弱。

3、构造

矿区范围内构造简单，总体构造线方向为NNE至NE向，岩层产状平缓，微倾斜或近于水平产出。

构造活动以升降（垂直）运动为主，无明显的褶皱构造行迹，就*******地区宏观观察，整个地区的地层产出为西部岩层略向西倾，东部岩层略向东倾，组成一个宽缓的（似）背斜构造形态，它的形成是由于断裂构造所致。

断裂构造：

区内发现的断裂构造规模均很小，对矿层的破坏作用不大，见一条断层F1断层，分布于1号剖面东侧50米处，长30米，断层面产状为230°∠85°，主要表现为平移性质，断距10米，将矿层错开。

矿区无褶皱。

（三）矿床特征

矿区内分布的下奥陶统冶里组和亮甲山组地层，是一套碳酸岩系。

其中的黄绿色页岩、木纹状白云岩等，都属于白云岩类，仅因其层（页）理较薄，并含有泥质、硅质等成分而丢失去了“矿层”的价值。

唯一有利用价值的是冶里组顶部、底部（中厚层状白云岩）层位。

区内的白云岩矿（体）层呈层状产出，矿层与上下围岩呈整合接触关系，空间展布稳定，岩（矿）层产状近于水平，几乎沿等高线环绕展露。

矿区矿体出露标高1340—1395米之间。

1、矿体特征

1矿区矿体出露于沟谷坡（底）壁约50余米，控制延长700余米，矿层厚度稳定，一块段为16.20—16.80米；顶板围岩为黄灰色薄层状白云岩，底板围岩为薄层状（局部具木纹结构）白云岩。

二块段为13.6-14.00米。

顶板围岩为灰白色中厚层状含燧石条带状白云岩，底板围岩为薄层状白云岩与木纹结构白云岩互层。

矿层产状110°∠2—3°，外观颜色灰白至青灰色，矿层顶部有一层中细粒晶巨厚层砂糖状白云岩，厚度可达1—1.5米，分布较稳定。

区内的F1断裂分布于1—0线之间，对矿层错动有影响，断距达10米。

2、矿石特征

1）矿石矿物成份

浅（黄）灰白色细（砂）晶白云岩矿石：

主要成分为白云石，占岩石的95%左右，其它除少量泥质、铁质外还偶见石英及绿泥石，呈细（砂）晶结构，块状构造，巨厚层状。

青灰—灰色细晶状白云岩矿石：

主要成分为白云石含量占95%以上，其次为少量的叶绿泥石、石英、泥质等矿物。

细晶结构，块状构造，呈中厚层状。

2）矿石化学成份特征

①、有益组分基本接近白云岩的理论化学成分，略有偏低；有害组分Fe、Al、K、Na较低，Si略偏高。

②、白云岩中MgO的含量一般在20.24—22.86%，工程总平均为21.57%；CaO的含量一般为22.22—29.49%，工程总平均为27.07；SiO2含量一般0.37—7.32%，工程总平均2.02%；K2O+Na2O含量一般在0.23—0.42%，工程总平均为0.36%；R2O3含量一般0.65—2.00%，平均含量为0.87%。

③、根据化验分析对比，该区矿石中有益有害组分分布较均匀，含量较稳定，有害组分则赋存于基质胶结物中。

3）矿石类型

（1）矿石的自然类型：

矿区内矿石的矿物组分及脉石矿物组分基本相同，且脉石矿物含量较少，因此矿石的自然类型根据其颜色、结构、构造主要分为以下两种类型：

①、分布于上部的浅（黄）灰白色细（砂）晶白云岩矿石，粒径为0.25—0.1mm，白云石晶体中有60%的可见到解理，解理可达6—12条左右，其中10%以上的晶粒呈菱形解理。

②、下部青灰—灰色细晶状白云岩矿石，粒径为0.25—0.1mm，粒度较均匀，半自形—他形晶，晶体轮廓较清晰，晶体中解理发育不均匀，有30%的晶粒可见到解理，解理可达4—10条，也见到菱形解理。

致密块状构造。

（2）矿石的工业类型：

白云岩按照工业用途主要划分为以下类型：

①、提取金属镁及镁化物：

工业上采用电解法或高温合金法生产氧化镁或氢氧化镁，氧化镁是良好的耐火材料，而氢氧化镁用做生产一系列其它有用的镁化合物和用做塑料填料。

而本次勘查工作主要是征对白云岩矿冶炼金属镁的特征，以选冶试验为依据，结合冶镁用白云岩矿矿体的工业指标要求划分的优质白云岩，其化学组分和物化性质均满足生产金属镁的质量要求。

②、用做耐火材料：

白云岩作为碱性耐火材料，主要用于炼钢的马丁炉、托马氏回转炉的炉衬，也可作为碱性平炉炉底和炉坡材料及冶炼过程中的补炉材料。

在冶炼优质铁锰合金、硅铁合金时，白云岩常为专用的炉料。

同时在炼钢造渣过程中，加入适量的轻烧白云石或生白云石，这是近年来一项新方法，以取代一部分生石灰，从而抑制炉衬中的MgO向渣中溶解。

③、熔剂用白云岩：

白云岩作为炼铁和炼钢的熔剂，可起中和酸性炉渣的作用，提高炉渣的碱度、降低炉渣中FeO的活度，以减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用。

④、其他用途：

白云岩在建材工业上常被用做内外墙涂料以及水泥、玻璃、陶瓷的配料；在化学工业上主要用于生产硫酸镁及轻质碳酸镁等化工原料：

在农业上可以用做土壤酸度中和剂等。

4）围岩及夹石

矿区一块段顶板围岩为黄绿色白云质页岩，同时也为冶里组与亮甲山组之分界。

该层出露厚度约25米，薄层状白云岩为黄灰色，细晶结构，主要成分为白云石，其次为方解石、硅质和泥质；黄绿色白云质页岩，泥晶结构，页理发育，主要由白云质和泥灰质组成，底板为含燧石条带白云岩。

岩性呈灰白色，中厚层状，细晶结构。

主要由白云石、硅质等组成。

燧石条带厚2-5厘米，相间10-20厘米，较稳定的分布于白云岩中。

厚度10米左右，产状95°∠2°。

二块段顶板围岩为一块段的底板围岩，底板为薄层状白云岩与木纹结构白云岩互