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延长德兴铜矿稳产和服务年限的探讨 T n曹 2 ． 、 l 北京有色冶金设计研 究总 院卢鸿德 ’ 一 【 摘要 】 德兴铜矿设计包括两十矿山．印 富家坞和锕厂矿区， 铜厂矿区已 建成I 万t ／ d 柏采选联 台企业，富家坞矿区基本上未进行开发 ，富家坞矿区的开发技术条件复杂，故设计确定先在锕厂矿区形 成9 万t ， d 的生产能力 ，当锕厂矿区生产剥采 比下降时 ，利用铜厂矿区柏多余开采设备，以及再新 增 一 些设备建设富家坞．此时为0 万t ／d 的规模，由铜厂和富家坞共同负担 ， 只有这样才能确保证稳产g 1 年 ， 故 称富家坞为锕厂的接替矿山。但随着时间的推移．8 0 年代富家坞已由肯和县进行了坑内开采 ．9 0 年代 又 在 富家 坞建＆ 5 5 0 0 t ／ d 的 采选 联 台企 业。 这 样德兴 铜 矿山 就没 有 接瞢矿山 了， 故产 生 稳产 和 服务年 艇 石堆浸入 选／ -／- 艮 ， 对， 关 键 词 ； 接 替 矿 区 低 品 位 矿 石 堆 浸 入 选 、 。。 ⋯ l 、 铜 矿 1 概况墨l两 苎 圭 墨 塑 塑 德 兴铜矿包括 铜厂 和富家坞两个矿 区， 属特大型斑岩铜矿，矿体赋存于花岗闪长斑 岩和千枚岩接触带的内外两侧 中， 强 蚀 变 带内，呈空心筒状产出。矿体厚度大、埋藏 浅， 矿石 品位 虽低 ，但 分布较均 匀，氧 化矿 少易采易选。矿 石含金 ，银 、硫 、钼等 有益 组分，可供综 合利用。两矿 区以 官 帽 山 所 隔， 相距约1 ． 5 k m，两矿 区共有地质储量 1 d ～ 1 5 亿t ，含铜平均品位 约9 ． 4 4 ％。 1 9 7 9 年 美国福陆公司进行了基本设计，1 9 8 2 年我院 根据 上级指示 ，结 合德 兴铜矿的具体条 件， 提出了 “ 江西铜基地德兴铜矿扩建方案可行 性研 究” ，我 院于 1 9 8 5 年提 交 了 “ 江西 铜业 公 司德兴 铜矿 三期工程 初步设计书 。据设 计安 排 ， 德 兴铜矿在前一 、二期工程3 万 t ／d 基础上，三期工程建设规模 为6 万t ／d ， 形 成9 万t ／d 的最终规模。在 可行性 研究中 ， 并 对两矿 区的露 天开 采境 界进行 了圈定， 其圈 定结果见 表 1。 富家坞矿 区是 铜厂 矿 区的后续 矿山，于 2 0 0 0 年后建设，从1 9 9 1 年算起两矿 区总服务 年限为4 6 年，其中达产年限为3 1 年，设计安 排1 9 8 7 年开 始三期 工程建设， 1 9 9 3 年达 到 9 2 4一 项 目 锈广 矿 区 富 家坞矿 区 万t ／d 的规模。但随着改革开放的进程，富 家坞矿区于8 0 年代后期分别被县办的富家坞 矿和 省办的大茅 山矿 这两 个地 方矿 山进行 了 开采 ，且 生产规模不 断扩 大， 由1 9 8 6 年的各 为5 0 0 t ／d ，扩大 到l O O O t ／d ， 又扩 大 到2 5 0 0 t ／d ， 目前正扩建3 0 0 0 t ／d 的选厂， 预计1 9 9 4 年建成，届时选矿能力为5 5 0 0 t ／d 。现又成 立矿 山公 司，在矿体 品位高 、储量 可靠的 中 心部位，建一个出矿能力为5 5 0 0 t ／d 的大型 露天矿，于1 9 9 1 年开工，设计范围内的储量 为 6 8 4 0 万t ， 服务年 限4 1 年，同时 又开 工 新 建相 应能 力的 冶炼厂 ，并 作为 重 点 工 程 来 抓。根据我院做的设计，富家坞矿区基建剥 离量大，建设条件较复杂等问题，使富家坞 有色矿 一l 9 9 5 ． 维普资讯 矿做为铜厂矿区的接替矿山便产生了严重问 题，因此须对德兴铜矿的稳产和服务年限进 行探讨 两矿 区的相 互位置见 图 1。 田1 铜厂矿区和富家坞矿区的相互位置 2 设计和生产 2 ． 1 设计 2 ． 1 ． 1 铜厂 矿区 我 院于 1 9 8 2 年做 了德 兴铜矿 可 行 性 研 究，1 9 8 ,5 年完 成 了铜厂矿 区三期 的 初 步 设 计，并陆续完成拖工囝。由于铜厂矿区一、 二期 已形成 3 万t ／d 的生产能力，故该区建 设 条件优越。该矿 区上 部 1 2 5 m标 高 以上 分为南北两个采区，而南山 已进行了露天生 产，故设计基建任务只是北山的基建剥离， 北山基建剥离量为3 4 0 0 万t ，预计5 年剥完。 设计用克里金法进行储量计算，并用较先进 的O P M程序圈定露天境界。设计规模，矿石 为2 9 7 O 万 t ／a 9 万t ／d } 矿 岩 为8 0 1 9 万t ／ ． 2 5 万t ／ d ，选用较先进的大型开 采 设备，挖掘用0 台P＆H2 1 0 0 和2 3 0 5 电铲J运 输用载重1 5 4 t 的电动轮汽车，穿孔用2 ,5 0 m m 的牙轮钻机，用 1 0 t 乳化油装药车进行装 药， 并且还有其它大型辅助生产设备。在设计中 还采用了陡帮剥离等各项先进技术。 2 ． 1 ． 2富家坞矿 区 我 院子1 9 8 2 年饿 了可 行性研究 ， 由于该 矿区技术条件复杂，根据先易后难的原则， 先采铜厂矿区，当铜厂矿区生产剥采比下降 时，利用部分铜厂矿区的多余设备进行富家 坞的开采建设。于1 9 8 9 年根据铜厂矿区的建 设情况，又进行了富家坞开采方案的研究。 富家 坞的见矿标 高为4 4 0 m，境 界内 地 表 最 高标 高为6 3 0 6 ,5 0 m，地表地形 坡度 为 3 O ～ 4 0 ，设计采用陡帮剥离满足 1 年 以上 揭 露 矿量的条件下，基建剥离量约为1 亿t 左右 。 原来的可行性研究中确定 5 年 剥 完， 但 在 1 9 8 9 年的开采方案中，对基建剥离时间改为 8 年，投产规模为,5 0 0 0 t ／d ，由投产到达产 需过 渡 8年，此 时矿石规模可 达 3万t ／ d ， 并可扩大到4 ． 5 万t ／d 。基建时需 增 加l O m。 电铲 3台，载重I O S t 卸汽车l 1 台，2 5 0 mm 牙轮钻机 3台，基建期间的年采 剥 总 量 为 1 3 0 0 万t 。投产 到达产的后4 年 增 加 到1 5 2 0 万t ／a ，达产后， 年采剥总量为4 3 155 6 万t 矿 石规 模 3 万 t ／d 5 3 4 6 万 t 矿石规模4 ． 5 万t ／d 。由上述数字可看出富家坞的建设 条 件异常艰 巨。 2 ． 2 生产 2 ． 2 ． 1 铜厂矿 区 1 9 6 0 年开始建设北山坑采，规模为2 5 0 0 t ／d ，1 9 6 ,5 年投产，后又扩建，于1 5 6 9 年达 到日采选3 ,5 0 0 t 。1 5 6 7 年建南山露天 采 场， 日处理矿石6 4 0 0 t ，于1 9 7 1 年建成投 产， 北 山坑采于1 9 8 0 年停采 ， 全转入南山露天开采， 并形成 日产规模 1 万t 的企业，后又进行二期 工程设计，并把1 万t ／ d 的 选 厂 扩 建 为1 ． 5 万t ／ d ，即一， 期合计 为3 万t ／d 。 1 9 8 ,5 年 我院进行了三期工程设计，总产 量 达 到 9 万t ／d 的采选规模，并于1 5 3 6 年开始建设， 1 6 9 1 年完成北山基建剥离，投产规模北山为 l 万t ／d ，并逐年增加产量，到1 9 5 4 年南北 西山台计达 9万t ／d 的设计规模。但由于各 种原因，达产时间推迟到1 9 9 8 年，现将1 5 8 7 年1 9 9 3 年实际完成的产量列于表 2。 预计1 9 9 4 年1 9 9 7 年 尚可产 出矿石量约 延 长德 铜矿稳产和I 匮 务年阻的探讨一卢浩锚 一 2 5 维普资讯 裹2 铜厂矿区逐年产量 注 表 内数字不包括北山基建剥离 9 5 7 0 万t ，从表2 可看出，迭产后剩下矿石只 有 6 亿多t ，将严重影响矿山稳产年限。 2 ． 2 ． 2 富家坞矿区 1 9 8 2 年在确定富家坞为铜厂的接替矿山 时， 富家 坞并 未进行 开采 ，如前 所述，现 已 有县 和省 办的两座矿 山在进行开采，在 1 9 9 1 年 以前 这两座矿 山均为坑内开 采， 平 硐 开 拓，用无底柱中段崩落法回采。两矿山的划 分 以该矿体的1 1 勘探线为界，富家坞开采以 东2 l O re标 高以上的矿体，大 茅 山 开 采 1 1 线 以西 2 5 2 m标 高以上的矿体 ， 由于坑内开采 只 采其 中的富矿带，出矿品位均在0 ． 7 以上 ， 故近 几年坑内开采 已难维持， 由1 9 9 1 年 起， 又建设 矿石规模 为5 5 0 0 t ／ d 的大 型 露 天 采 场 ，并相 应建 设选 、冶厂。露天开采 剥离的 废石 全堆放在采场 附近 ，现若把富 家坞做为 铜厂 的接替矿 山， 尚需对此部分废 石进行 二 次搬 运，这就 更增加了富家坞建设 的难度 。 图 2为1 9 9 1 年前坑 内开采时，两矿 山的开采 图2 地方坑 内开采 与露天开采 设 计医关系示意圈 范围和我院设计的露天开采关系示意图。 3 德兴铜矿的发展 3 ． 1 德 兴铜矿现 状 德 锕矿是江西铜业公 司的支柱企 业， 它 占全公 司产 量的6 O ％以上，德兴现 已建成 万人 以上 的小城镇， 围绕服务 于德 兴铜矿的 各项 服务设施均 已建 立， 已建 成 3座大型选 厂，选厂能力已达3 0 0 0 万t ／S t ，达产后年生 产 铜金属 1 O 万t 以上， 伴有金 、银 ，钼 等 金 属。 国家投 资已迭2 O 多亿元 ， 因而 如何保证德 兴铜矿产量不大幅度下降，并延长其稳产和 服务 年 限是研究德兴 铜矿发展 的重大课题 。 3 ． 2 延长德兴铜矿稳产和服务年限是 考 虑 德兴铜矿 发展的关键 。 如前所 述，’ 富家 坞 目前 实 际 一 [ 2 2 5 2 m标 高以上的富矿 已被地方开采。并且用的是崩 落法， 即富 矿周 围品位略低 的矿体 已崩落， 而 这部分矿体是 露天开采前期 的 主 要 对 象 见图 2 。富家坞 的 见 矿 标 高 为4 4 O ～ 3 9 5 m， 即 由4 4 0 m标 高以下到2 5 2 m标 高， 已 被地方用坑 采对 矿体进行 了不同 程 度 的 破 坏，这部 分矿体约 有6 0 0 0 万 t ， 也就是 说 经 基建 由投产 到达产，甚 至达产 3万t ／ d 后 的前两年 ，均在部分崩落 过的矿体上进 行 开采 ，这给 富家 坞开 采造成相 当大的 困难 ， 很 难形成大规模 3万 t ／d 生产 ，这又影 响了延长德兴铜 矿稳产年 限的主要 目的。由 于历史原因，形 成 目前 的局面 ，需重新衡量 富家坞做 为德兴 铜矿接替矿 山的作用 。其 次 是 富家坞的建设 需大量资金， 基建剥 离需 3 亿元左右，再加设备费、溜井破碎、胶带运 有色矿山 l 9 9 5 ． 4 维普资讯 输等投资，估计大约需 7 亿元 ,1 9 s 9 年估算 值 ， 如按低 息贷款 年利率 7 还贷，平 均每年需支付利息约几千万元，这将给德兴 铜 矿相 当太的经济 压力。如果 富家 坞不 能成 为德兴铜矿的接替矿山，那么根据铜厂矿区 目前开采现 状，到 1 9 9 8 年 形成 9万 t ／d 的生 产能力，穗产年限仅有l 6 年～l 7 年，这后果 是严重的。本文作者认为，在目前条件下， 要延长德兴铜矿稳产和服务年限，只能在铜 厂 矿 区资 源上 做文 章。 3 ． 3 延长德兴铜矿稳产年限的途径 3 ． 3 ． 1 入选境 界内部分含铜低 品位岩 石 设计是按 含铜≥0 ． 3 做为 矿石 圈 定 的 露天开采境界，目前看来这一境 界 是 台 理 的．但德兴铜矿是斑岩矿体， 小 于0 ． 3 含 铜围岩大量存在，设计是把这部分作为废石 送至废石场堆放 。 根 据1 9 7 7 年北 京矿 冶研究 总 院 编 写 的 “ 德兴铜矿表外矿试验报告 数据和德兴铜 矿1 9 9 3 年 9月三选厂某些生产班次的生产指 标，对 0 ． 3 ％～ 0 ． 2 5 的矿石进行选 矿 ， 其 实收率如表 3 所示。 袭3 表外矿选矿实收率％ 由表3 可知 ， 当原 矿 品 位 降 至0 ． 2 9 3 时，选 矿实收率仍 可达到8 3 ． 9 4 ， 我们根 据 克 里金 法进行储量 计算 ，境 界 内 0 ． 3 ～ 0 ． 2 5 ％的含铜岩石有1 ． 6 5 亿t ，其铜 金 属 量 约4 5 万t ，设计是把这部分作为废石 运 往 废 石场排弃，其开采运 输 费 用 已摊 入 大 于 0 ． 3 的矿石内，据矿方1 9 9 2 年资料， 处 理 部分 矿 按7 5 计算，尚可盈利8 ． 5 亿元。 实际 上 对 混 入低 品位 矿石后 ， 对选矿 实收率影 响不太 ， 但可 延长 稳产 年限 5年 以上， 而且可 降低采 剥 总量 ，据德兴铜矿做 的方案 ， 当0 ． 3 ％～ 0 ． 2 5 品位的矿石 入选后 ，年剥 采 总 量 由 8 0 0 0 万t 降至7 2 0 0 万 t 。 境 界内含铜岩 石和矿石之间关系 如图 3 圈3 矿石 和含低 品位铜的岩石 关系示意 图 3 ． 3 ． 2 将 不宜 入选 机浮选 和含铜岩 石进 行 堆浸 含铜 品位较低的岩 石或尾矿进行 堆浸 ． 在国外 已大量采用，前 已述及， 由于0 ． 3 ～ O ． 2 5 的矿石入 选，势必造成 出矿 品位下 降和选矿实收率下降，使德兴铜矿年金属量 下降，为补偿这一损失，把不宜入选的低品 位岩石进行堆浸势在必行，计 算 境 界 内 0 ． 2 5 ～0 ． 1 的含铜岩石量 示 于表 4。 据 我 院做的 实验，古铜为 o ． 1 2 的 矿石 年 浸 出率为 l 6 ． 5 9 ％。 德兴铜矿为硫化矿，对浸出不利，但通 碍长 薅 镉 矿 稳产 和 雕务 年 限蛇 挥 讨 卢 鸿 铬 一0 卜一 维普资讯 裹4境界内低品位岩石量 过实验表明，当有氧化亚铁硫杆菌参与作用 时。提出速度便加快。后经我院多次在德兴 铜矿进行的工业试验证明，年浸 出 率 可 达 1 6 ． 5 9 N 3 0 ％ 。 由于德兴铜矿为硫化矿，采场每年都产 生大量酸性水 ， 据计算 ， 采至 8 0 m标高时 ， 采场排水量为 1 1 3 6 7 t ／d ， 采 至 2 0 m标 高 时，排水量达2 0 4 2 ] t ／d ， 水的p H 值约为2 ． 5 ， 需进行 中和处 理后才允许 排 放 。 而 该p H值 的酸性水 ，用于堆浸 的喷 淋作 业是合适的 。 因此 将含铜 品位低的 岩石进行堆浸，不但 可 以回收大量铜金属 预计每年可 生 产 电 铜 2 0 0 0 NS 0 0 0 t ， 而且有利于德兴铜矿环境保 护的综合治理。根据我院设计指标，初期建 设一个年产2 0 0 0 t 电铜的堆浸厂，总投 资 只 有 5 2 8 8 万元， 电铜单 位 总成本为 9 2 3 2 元／ t ， 税后内部收益率达2 1 ． 6 7 ， 故堆浸经济效益 是很 可观的。 3 ． 3 ． 3 岩 石破碎 再次回收铜金属 据布干维尔傲的试验，斑岩铜矿往往在 裂隙弱面部位 ，相 对讲 品位较 高。 因而存在 着含铜较低 的岩石 ，经 破碎后，在不 同粒级 可能产生富集现象。德兴铜 矿的主要废石场 是槐家废石场，该废石场距采场较远，] 9 9 3 年南山岩石平 均运距已达2 ． 6 4 k in ，接 近 汽 车运输的台理极限运距 3 k m ，随着采 场 开采深度的延深和废石场的延展，运距将逐 年增加，囡而改变运岩方式也势在必行。据 国内外经验，运距较大时普遍采用汽车一破 碎一胶带一胶带排土机的联合运输方式。笔 者认为德必铜矿应考虑采用汽车一破碎一胶 带运岩方案。由于岩石需经破碎，因而应对 含铜较低的岩石进行破碎后是否有富集现象 的试验 。如有，则要通过试验确定富集的粒 度。 以及 富集的程度， 以供设 计岩 石破碎时 是否需增设筛分。若试验成功，不但可以从 废石中又增加了部分入选 机浮选的矿石 量 ，而 且又改善 了堆浸 的技术指标 ，增加了 堆浸 的浸出率。 4结语 延长德兴铜矿稳产和服务年限，必须从 充分 利用铜厂 矿 区 资 源 抓 起， 以 上 3点 3 ． 3 ． 1 ，3 ． 3 ． 2 }3 ． 3 ． 3 是相互影 响的，需 全面抓这 3点才能有积极的效果。如 以上 3 点得到实现，相信德必铜矿不但会成为国内 最大的露天铜矿，而且在国内资源综合利用 方面 、采 场环境保护方面都将成为最先进的 矿 山 之一 。 责任 编辑周 致勤 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 一 2 一 市 矿【； } I 9 9 5 ． 4 维普资讯