DB32T-晶质石墨矿床矿石品位论证方法编制说明

a目次一、工作简况 1二、标准编制原则和确定主要内容的论据 4三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效益和生态效益 14四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况 15五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标准，并说明未采用国际标准的原因 15六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系 15七、重大分歧意见的处理经过和依据 15八、涉及专利的有关说明 15九、实施标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的建议等措施建议 15十、其他应予说明的事项 15晶质石墨矿床矿石品位论证方法编制说明一、工作简况（一）任务来源本标准已列入2023年度江苏省地方标准项目计划，标准计划文件名：《省市场监管局关于下达2023年度江苏省地方标准项目计划的通知》（苏市监标〔2023〕173号）。本标准为首次制定。（二）协作单位本标准由江苏省地质勘查技术院牵头，由中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所等单位共同完成。（三）制定背景石墨由于其用途的特殊性，决定晶质石墨矿产品价值的主要因素为鳞片大小、片径厚度、固定碳含量、石墨鳞片发育复杂程度等，石墨矿最低工业品位和边界品位与这些要素指标紧密相关。在普查阶段，现有标准DZ/T0326仅仅给出了石墨矿的最低工业品位和边界品位的指导值，对于石墨矿最低工业品位和边界品位的计算方法却并未给出，在实际勘查过程中只能生搬硬套相应指导值，这严重制约了我省石墨资源的勘查开发；在详查及以上阶段，虽然目前《矿床工业指标论证技术要求》（DZ/T0339）对我国各矿种在不同勘查阶段工业指标论证给出了较为详细的要求，能够有效指导我国地质勘查工作人员进行矿体圈定，边界品位、最低工业品位确定等工作，对于有特定加工和用途的矿种可以“应根据实际情况确定”用途，但是怎样确定却未给出更详细的规范，由于石墨资源加工的特殊性，在实际工作开展中，仍有部分问题需要进行完善和补充，以便更好地指导地质工作者开展相关工作，例如，在工业指标论证过程中，由于缺乏专门的规范指导，往往更重视强调石墨资源固定碳含量和收率，对石墨的鳞片大小、片径厚度以及选矿加工后产品正目率分布重视相对不足，但这些因素会对石墨产品价格产生较大影响；缺乏相应的规范指导，在勘查时对石墨矿物潜在价值判断和可加工性并不明确，从而导致普查阶段参考一般工业指标圈到资源量过低，错过优质的石墨资源，不利于石墨资源开发利用。鉴于河南、甘肃等地均有发现低品位、大鳞片优质石墨资源先例，为推动我省石墨资源勘查开发，因此亟需出台一套适合江苏省本省石墨资源特点的矿石工业品位计算方法，指导本省石墨资源勘查开发。（四）工作过程根据工作部署，由江苏省地质勘查技术院牵头成立《晶质石墨矿床矿石品位论证方法》起草组，江苏省地质勘查技术院、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所等单位共同参与。1.起草阶段2023年6月，起草组开始收集资料，包括全国主要石墨开发利用区和江苏省石墨资源特点、产品定位、生产现状、市场供需情况等，明晰存在的主要问题。2023年8月，起草组结合我国主要石墨资源集中区和江苏省石墨资源特点，针对江苏省石墨资源勘查现状和选冶试验结果，系统总结了江苏省石墨资源的基本特点。2024年1月-5月，起草组明确了晶质石墨普查阶段可以开展工业指标论证的石墨资源的基本条件，编制了《晶质石墨矿床矿石品位论证方法》（工作组讨论稿），明确了标准的目的任务、基本原则、基本要求、工作内容、报告编写等。2024年5月，起草组在征求相关专家意见基础上，对《晶质石墨矿床矿石品位论证方法》（工作组讨论稿）进行修改，形成《晶质石墨矿床矿石品位论证方法》（征求意见稿）。（五）标准主要起草人及分工标准主要起草单位:江苏省地质勘查技术院、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所。其中标准的牵头单位负责总体方案制定、标准起草和修改等工作。本标准起草组由从事石墨资源地质勘查、技术经济评价和综合利用专业技术人员组成，主要起草人为刘建东，姚维军，刘峰，梁兴江，杨彬彬，张洋洋，康涛，张珣，刘磊，张亮,周娟，许生武，潘刚，朱鹏。标准主要分工为：刘建东，姚维军负责标准总体设计和协调；刘峰，梁兴江，杨彬彬负责标准编制及统筹整理、修改；刘磊负责技术指导、标准编写；张洋洋，康涛，张珣，刘磊，张亮,周娟，许生武，潘刚，朱鹏，陈婷婷负责数据统计和分析以及标准编写和调研等工作。二、标准编制原则和确定主要内容的论据（一）标准编制原则标准编制过程中遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的要求开展研究工作，同时按照如下原则进行标准编制。1.贯彻落实生态文明建设要求。树立生态文明理念，在石墨矿产资源勘查工作中要提倡绿色勘查，促进矿业高质量发展。2.处理好传承和完善的关系。传承DZ/T0339的基本要求，在不与原有相关标准产生冲突基础上，总结经验，与时俱进，完善相关技术要求，使得相关要求更加简明扼要、系统实用，进一步提高适用性和可操作性，为石墨矿产资源勘查评价、开发、综合利用提供坚实的技术依据。3.解决实践中存在的主要问题。结合石墨资源普查阶段工业指标论证困难，一般工业指标有难以满足勘查要求要问题，坚持问题导向，有针对性地制订相关技术要求。（二）确定主要内容1.确定依据确定标准主要内容的依据：一是目标引领，按照标准制订任务书明确的目标任务开展工作，提交标准制订成果。二是问题导向，找准石墨资源普查阶段工作中存在的主要问题，有针对性的开展研究工作。三是依据实践，通过调研、实际勘查工作和选冶试验研究，总结评价经验和好的做法，纳入标准内容。四是集思广益，借鉴已有研究成果，组织专家座谈，广泛听取意见建议，凝聚共识。五是深入研讨，起草组针对修订内容，开展研究研讨，反复斟酌，确保标准修订质量。2.主要内容本标准编写格式严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》规定进行编写。标准共分为六章，主要内容包括：第一章范围；第二章规范性引用文件；第三章术语和定义；第四章目的任务；第五章基本要求；第六章工作内容；第七章报告编写。标准包含附录一个，为资料性附录。（三）确定主要内容的论据1.范围本文件规定了晶质石墨矿床边界品位和最低工业品位论证的目的任务、基本原则、基本要求、工作内容、报告编写等。本文件适用于江苏省石墨矿产勘查中，普查阶段高品质晶质石墨矿石品位论证制订工作，可作为普查阶段晶质石墨矿矿床资源储量估算、成果报告编制、勘查的技术依据。2.规范性引用文件规范性引用文件是本标准必不可少的条款，主要包括：GB/T13908固体矿产地质勘查规范总则GB/T17766固体矿产资源储量分类GB/T25283矿产资源综合勘查评价规范GB/T33444固体矿产勘查工作规范DZ/T0326石墨、碎云母矿产地质勘查规范DZ/T0336固体矿产勘查概略研究规范DZ/T0339矿床工业指标论证技术要求4.术语和定义本标准结合石墨的用途和选冶工艺指标定义了高品质晶质石墨，指石墨工艺矿物学特征良好、矿石选冶加工技术指标优异，可以应用在高纯石墨、可膨胀石墨、球形石墨等高价值领域的石墨矿物。5.基本要求标准结合已有石墨矿区资源特点和开发利用特点对可以开展论证的普查阶段的石墨资源以及开展论证时需要达到的工作程度提出了一定的要求。（1）资源背景①资源概况中国是石墨生产和消费的大国，石墨是我国的优势矿种之一。据美国地质调查局（USGS）我国石墨储量为7300万t，约占全球石墨总储量的22.8%，居世界第二位，仅次于土耳其。我国石墨资源分布广泛，矿床种类多样，矿石品质较好，易采易选。目前已在全国的25个省（自治区、直辖市）内发现了石墨矿点。2021年10月21日，自然资源部发布《中国矿产资源报告2021》，其中根据2020年国家最新发布的《固体矿产资源储量分类》标准对我国主要矿种的矿产储量进行了统计计算，其中晶质石墨储量为5231.85万t。我国石墨资源主要分布在黑龙江省、山东省、内蒙古自治区、吉林省和湖南省5个省（区），上述五省保有储量占全国近90%，围绕其形成了黑龙江省鹤岗市萝北县、鸡西市密山市，山东省青岛市平度市和内蒙古乌兰察布市兴和县四个晶质石墨开发基地以及吉林省吉林市磐石市和湖南省郴州市北湖区鲁塘镇两个隐晶质石墨基地。我国石墨矿床以大、中型为主，其中大型矿床（资源储量≥100万t）占比约23%，中型矿床（20万t≤资源储量＜100万t）占比约44%，小型矿床（资源储量＜20万t）占比约33%。晶质石墨矿石品位变化范围较大，矿石主要以中等品位（矿石平均固定碳含量在5%~10%之间）为主。据原国土资源部发布的国土资源储量通报中的统计数据显示，截止2016年，我国已查明的石墨矿产地中区域变质型矿床数量占比约80.66%，接触变质型矿床数量占比约18.78%，岩浆热液型矿床数量占比约0.56%。可见区域变质型石墨矿是我国石墨矿床的主要类型，该类型石墨矿床的资源储量占我国石墨总资源储量的82%。②晶质石墨主要产地的资源禀赋特征黑龙江萝北：黑龙江省是我国的石墨资源大省，石墨资源储量居全国之首，其中晶质石墨储量占全国储量的40%以上。省内石墨矿主要产出于佳木斯地体中，大致可分为鸡西-勃利、桦南-双鸭山和萝北-嘉荫三个集中区。石墨矿床主要产于变质岩地层中，以上太古界麻山群和中元古界黑龙江群为主。岩性主要为片岩、片麻岩，此外还可见大理岩、变粒岩、麻粒岩和混合岩等。矿体多呈层状、似层状和透镜状产出。矿床成因类型为区域变质型晶质石墨矿，矿石品位一般在4%～17%之间，最高可达30%。此外，该省还产出接触变质型石墨矿，石墨类型主要为隐晶质石墨，此类石墨矿主要产于伊春市铁力市至哈尔滨市尚志市一带，矿石品位一般在65%左右。如鹤岗市萝北县工农村石墨矿的典型矿石样品，矿石岩性为白云母片岩，固定碳含量为18.24%。显微镜下观察鉴定发现其矿物组成主要为石英（45%~50%）、石墨（10%~15%）、白云母（10%~15%）、钾长石（5%~10%）和高岭石（1%~3%）等，金属矿物主要为褐铁矿（5%~8%），其次还可见少量的黄铁矿。矿石中石墨片状晶形发育较好，整体呈浸染状分布，且具有弱定向。石墨与石英、长石、云母等矿物密切共生，局部可见与褐铁矿接触共生。石墨鳞片内部分层明显，且常与白云母呈互层状夹杂共生。此外，部分石墨鳞片可见发育弯曲变形。样品光片中石墨鳞片片径的测量统计结果表明，该矿床中石墨鳞片主要分布于20～603μm，平均值为141μm。其中+147μm（+100目）占比为56.20%，147～175μm（100目～80目）占比为13.09%，175～287μm（80目～50目）占比为28.64%，大于287μm（+50目）占比为14.48%山东平度：山东省是我国重要的石墨产地，辖区内已查明的矿物资源储量位居全国第五。早期以山东青岛平度南墅石墨矿为代表的一批大规模晶质石墨矿奠定了山东省石墨资源大省的地位，之后随着矿石的长期消耗以及环保政策的调整，目前已成功转型为我国重要的石墨深加工产业基地，辖区范围内分布有众多石墨下游产品的生产研发企业。山东省目前已发现的石墨矿的大地构造位置主要位于华北克拉通胶辽隆起区内的胶北隆起内，主要集中在平度云山镇、平度刘戈庄和莱西南墅三个石墨矿集区内，主要分布于青岛平度，其次为莱西、莱阳、牟平、海阳等地，此外在威海田村、蓉城、乳山等地也有晶质石墨矿点分布。其中具有工业开采价值的大都分布于平度和莱西境内。主要的赋矿地层为古元古代荆山群和新太古代泰山岩群，岩性主要有片麻岩、变粒岩、透辉岩、透闪岩、大理岩和斜长角闪岩等。含晶质石墨矿的岩石主要为斜长片麻岩，其次为透闪透辉岩，此外还可见少数含石墨的大理岩。矿体主要呈层状、似层状产出。晶质石墨矿石固定碳含量平均为3.76%。矿床成因类型主要为区域变质型晶质石墨矿，矿石中石墨鳞片片径大，易采易选。青岛市平度市田庄石墨矿的典型矿石样品，矿石岩性为黑云角闪斜长片麻岩，矿石固定碳含量为3%～6%。对其进行了显微镜下观察鉴定发现其主要矿物组成为石墨（5%～10%）、石英（20%～25%）、斜长石（30%～35%）、黑云母（10%～15%）、角闪石（5%～10%）、绿泥石（～3%）、黄铁矿（～3%）、极少量的锆石等。镜下可见石墨片状晶形发育较好，整体呈浸染状分布，定向性较明显。鳞片边缘较齐整，片径普遍较长，但厚度薄。部分鳞片内部分层较明显，层间夹杂物主要有黑云母、黄铁矿、石英等，可见石墨与黑云母呈互层状密切共生，局部还可见石墨片层间发育呈脉状的黄铁矿颗粒。部分石墨鳞片发生弯曲变形。粒径大小不一，粒径约60～2100μm。对样品光片中石墨鳞片片径的测量统计结果表明，该矿床中石墨鳞片片径主要分布于50～2100μm，平均值为438μm。其中+147μm（+100目）占比为98.03%，147～175μm（100目～80目）占比为1.75%，175～287μm（80目～50目）占比为11.51%，大于287μm（+50目）占比为84.77%，大于500μm占比为55.10%，属超大鳞片石墨矿。但厚度普遍很小，片径/厚度比值大。甘肃省阿克塞：地处塔里木、华北和扬子三大克拉通的交汇部位，经历了漫长且复杂的地质构造演化过程，区域内发育敦煌、阿拉善等地块，中祁连、鄂尔多斯隆起以及北秦岭褶皱带等众多构造单元，沉积环境多样，岩浆活动广泛，变质作用强烈，具备十分有利的成矿条件。早期该省仅在武威市民勤县发现唐家鄂博山一处大型石墨矿，但近些年来，在该省酒泉市的肃北、阿克塞和瓜州等地陆续发现众多石墨矿床，如敖包山、红柳峡、大敖包、白台沟、白石头沟、梧桐井、大案盆沟、豺狼沟、大水峡等。此外在张掖市临泽县以及天水市麦积区也有石墨矿产出。总体上，该省的晶质石墨矿床主要分布于敦煌地块以及龙首山地块，区域上构成了中祁连隆起石墨成矿带。该区石墨矿主要为区域变质型晶质石墨矿，主要产出于中太古代龙首山岩群和古元古代敦煌岩群中，矿石岩性为斜长片麻岩、石英片岩，局部可见含石墨大理岩等。矿体呈层状或似层状产出，矿石固定碳含量1.36%~30.31%。甘肃省酒泉市阿克塞县石墨矿的矿石样品，该矿主要赋存于太古宇-古元古界敦煌岩群中，矿石岩性为斜长片麻岩，固定碳含量为3.35%。对其进行显微镜下观察鉴定发现其主要矿物组成为石墨（～5%）、石英（55%～60%）、斜长石（25%～30%）、方解石（～3%）、绢云母（～1%）、白云母、褐铁矿（～3%）、黄铁矿等。石墨反射光下呈土黄色，片状晶形发育较好，整体呈浸染状分布，基本无定向。鳞片边缘较齐整，片径普遍较长，厚度较厚。鳞片内部几乎无分层，可见石墨与石英、褐铁矿和方解石的密切共生，尤其是褐铁矿，石墨鳞片周围常有褐铁矿出现，局部可见石墨鳞片与褐铁矿呈互层状共生。部分石墨鳞片发生弯曲变形。粒径大小不一，粒径约20～1600μm。对样品光片中石墨鳞片片径的测量统计结果表明，该矿床中石墨鳞片片径主要分布于20～1470μm，平均值为380μm。其中+147μm（+100目）占比为96.16%，147～175μm（100目～80目）占比为2.17%，175～287μm（80目～50目）占比为12.49%，大于287μm（+50目）占比为81.51%，大于500μm占比为47.65%，属特大鳞片石墨矿。内蒙古自治区阿拉善地区：该区晶质石墨矿资源储量仅次于黑龙江，位居全国第二位。自治区石墨矿成矿大地构造位置主要位于华北地台北缘狼山—白云鄂博台缘坳陷，主要集中产出于华北陆块北缘中、东段石墨成矿带和阿拉善陆块石墨矿区，主要分布于乌兰察布市、巴彦淖尔市、阿拉善盟和包头市等地。赋矿地层主要有太古界集宁群、中太古代乌拉山岩群、新太古界色尔腾山岩群和中新元古界白云鄂博群等。矿石岩性主要为片麻岩和片岩等。矿体产状主要呈层状、似层状产出，少量呈透镜状产出。自治区晶质石墨矿矿石固定碳含量平均为3%～6%。成因类型主要为区域变质型晶质石墨矿（如兴和石墨矿和依肯脑包石墨矿等）和接触变质型晶质石墨矿（如大乌淀石墨矿等）。阿拉善盟某石墨矿典型矿石样品，矿石岩性为含透辉石斜长片麻岩，矿石固定碳含量为4.18%。对其进行显微镜下观察鉴定发现其主要矿物组成为石墨（5%～8%）、石英（10%～15%）、斜长石（30%～40%）、透辉石（10%～20%）、云母（10%～15%）、褐铁矿（～3%）、还可见少量的磁铁矿、黄铁矿和榍石等。镜下可见石墨片状晶形发育较好，整体呈浸染状分布，弱定向性。鳞片边缘较齐整，片径普遍较长，厚度不均匀，变化较大。部分鳞片内部分层较明显，层间夹杂物主要为石英和长石，局部可见褐铁矿和磁铁矿等。与石墨共生关系密切的褐铁矿中普遍发育呈浸染状分布的细小的黄铁矿颗粒。部分石墨鳞片发生弯曲变形。粒径大小不一，粒径约50～4120μm。对样品光片中石墨鳞片片径的测量统计结果表明，该矿床中石墨鳞片片径主要分布于15～2146μm，平均值为327μm。其中+147μm（+100目）占比为93.35%，147～175μm（100目～80目）占比为3.27%，175～287μm（80目～50目）占比为16.86%，大于287μm（+50目）占比为73.22%，大于500μm占比为40.35%，属特大鳞片石墨矿。（2）具体内容由于鳞片石墨的可加工性受鳞片大小、片径厚度、固定碳含量、石墨鳞片发育复杂程度等因素影响，选冶试验得到产品规格不同，产品价格差异巨大，因此在普查阶段评价石墨矿时，为保证不漏掉有潜力的石墨资源，结合石墨选冶试验指标开展下一步工作是十分必要的。根据黑龙江萝北、甘肃阿克塞、山东平度、内蒙古阿拉善等地石墨特点矿石特点总结，见本章（1），往往原生石墨晶形发育较好，呈片状或鳞片状产出，石墨间较少夹杂云母长石等矿物的石墨其可加工性往往更好。在石墨产选矿品方面，大鳞片石墨相较于细鳞片石墨在应用和市场方面具有较大优势，对应的可开发利用原矿品位更低。片径在0.15~0.2mm以上、固定碳含量>90%的石墨精矿是全球公认的工业应用价值最大、用途最佳的原料，此外，选矿产品指标达到高纯石墨、球形石墨等达到，其相应石墨价格更高，对于这类石墨，其边界品位简单套用固体矿产勘查规范中的工业指标参考评价相应资源量，显然是不合理的。根据以往选矿经验，当产品分布＞20%时，其往往具有较好的开发利用潜力。表1鳞片石墨的一般市场规格尺寸细鳞片小鳞片中鳞片大鳞片特大鳞片超大鳞片目数-200-100+200（负目）-80+100（正目）-48+80-32+48+32μm＜7575～150+150～180+180～300+300～500＞500价格/元（Cg95%）300032005000650011000-通常，可以开展品位论证的石墨矿应具备：地质勘查工作一般应达到GB/T13908、GB/T33444、DZ/T0326规定的普查程度。普查阶段开展石墨矿床矿石品位论证，应开展实验室流程试验，大致查明收率、鳞片大小、固定碳含量、初步产品定位等产品指标。可进行边界品位工业指标论证的原生石墨晶形发育较好，呈片状或鳞片状产出，石墨间较少夹杂云母长石等矿物；矿石加工选冶试验150μm以上石墨产品达到20%、固定碳含量达到90%以上或经选矿试验评价产品可以达到高纯石墨、球形石墨等高价值产品要求。一般品质石墨仍按照DZ/T0326中相关规定执行。全面了解勘查区的地质、采矿、加工选冶、基础设施、经济、市场、法律、环境、社区和政策等因素，具备或基本具备选定相关技术经济参数的条件。体现技术进步和经济发展水平，拟定的采选（冶）方案、工艺流程、选取的各项技术经济指标符合有关规定，不低于同类矿山平均水平，鼓励高压辊磨等保护鳞片技术推广。已基本查明石墨矿床地质特征、矿床开采技术条件、矿石质量及工艺矿物学特征。矿山建设外部条件基本具备，或完善矿山建设外部条件的途径可以预期，投资可以匡算。相关技术经济指标和参数的选取应与销售产品所对应的生产阶段（采矿、选矿、冶炼）一致。对于生产矿山，应具备实际生产技术经济指标和相关资料。品位论证应由具有相应能力或资质的单位进行。6.工作内容工作内容主要开展市场研究、勘查区位置、自然地理及交通条件，供水水源（方向）、供电、通讯、原材料、燃料以及劳动力供应、当地经济社会发展现状等外部建设条件研究、矿床地质、开采技术条件、矿石加工技术性能等内部条件研究、建设投资、成本费用等。最终结合各项指标确定边界品位和最低工业品位。边界品位一般按照DZ/T0339要求可以采用类比法、统计法、盈亏