紫金山金矿低品位资源的评价与开发利用.pdf

2 0 0 2年 1 2月 第 3 1 卷第 6期 有 色 矿 山 No n f e r r o us M i n e s De c． ， 2 0 02 Vo 1 ． 31 No． 6 紫金 山金矿低品位资源的评价与开发利用 曹宪辉 福建 紫金矿业股 份有限公 司，福建 上杭 3 6 4 2 0 0 [ 关键词 】资源评价 ； 低 品位矿床 ； 开发 利用 ；采选冶工 艺 [ 摘要 】 从 理论和 实践 角度 介绍 了紫金 山金矿 床低品位 资源 的生产 勘探 、 评 价与 研究成 果 ； 论证 并总 结 了在 低 品位资源 开发利用方 面的先进 技术和 运用新型 矿业管理模 式为矿 山建 设所获得 显著效益 的经验 。 [ 中图分类号 】T D8 0 9 [ 文献标 识码 】A [ 文章 编号 】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 6 0 0 2 3 0 4 As s e s s m e n t a n d de v e l o pm e nt o f l o w- g r a d e d e p o s i t r e s o u r c e i n Z i j i n s h a n g o l d mi n e ZENG Xi a n hu i Z O i n Mi n i n g I n d u s t r y G r o u p L t d．C o ． ，S h a n g h a n g 3 6 4 2 0 0 ，C h i n a Ke y wo r d s r e s o u r c e a s s e s s me nt ； l o w g r a d e d e p o s i t ； d e v e l o p m e nt a nd u l t i l i z a t i o n； mi ni ng a n d be ne f i c i a t i o n m e t a l l ur gy t e c hn o l o g y Ab s t r a c t I n t hi s p a p e r ， t he pr o d u c t i v e e xp l o r a t i on ， a s s e s s me nt a n d r e s e a r c h a c hi e v e m e nt o f l o w gr a de d e p o s i t r e sou r c e i n Zi j i n s h a n g o l d mi n e a r e i n t r o d u c e d f r o m t h e o r y a n d p r a c t i c e p o i n t o f v i e w．Th e a d v a n c e d t e c h n o l o g y o f l o w g r a de r e so ur c e d e v e l op i n g a nd ul t i l i z i ng，a nd t h e e xp e r i e n c e，whi c h i s o bt a i n i n g n o t a bl e mi n e c o ns t r uc t i o n be n e f i t by a p pl y i n g n e w m i n i n g m a na g e me nt mo d e l ， a r e di s c u s s e d a n d s umma r i z e d． 福建省紫金 山铜 金矿床是我国 2 0世纪 8 0年代 探 明的特大型有色金属 矿床之一， 矿床上部 的金矿 体于 1 9 9 3年 由福 建紫金矿业股份 有限公 司组织 开 发。通过近十年 的发 展， 紫金 山金矿 已成 为全 国最 大的黄金矿山。2 0 0 1 年产金 1 6 ． 6万两 ， 实现利润 1 亿元。 由于紫金矿业 公司注重技术 和管理创新， 生 产技术和管理水平逐 步提高， 生产成本和入选 矿石 品位同步下降， 各项技术经 济指标达到 国内领 先水 平 。 紫金 山 金 矿 由 地 勘 部 门 提 交 的 金 储 量 仅 5 ． 4 5 t ， 矿石平均品位 4 ． 2 4 g ／ t 。生产勘探后发现， 金 矿床存在大量的低品位资源。为了充分利用这些低 品位矿石。 对地质 、 采矿、 选 矿和环保等综 合性 技术 进行研 究。笔者参与 了大部分 研究工作， 本文就金 [ 收 稿 日期 】2 0 0 2 0 9 0 9 [ 作者 简介 ]曾宪辉 1 9 5 6一 ， 男 ， 福建 永 定县 人， 高级 工 程师， 福建紫金 矿业股份 有限公 司总工程师 。 矿低品位资源的评价开发和利用技术进行 总结。 1 对金矿资源的重新认识 1 ． 1 矿床地质特征 紫金山金矿为白垩纪中低温次火 山热液金属硫 化物一次生富集金矿床。金矿床下部赋存特大型硫 化物铜矿床， 具有上金下铜垂直矿 化分 带特征。矿 区主要地质体为 中细粒蚀变花 岗岩， 次是英安玢 岩 和隐爆角砾岩。普遍具强烈的硅化、 明矾石化、 绢云 母化和地开石化等蚀变现象， 金矿化与硅化相关， 有 北西向脉状富集面状矿化的特征。矿 区北西 向构造 裂隙发育， 控制 了次火 山岩 脉和矿 化的分布。矿 石 和围岩无 明显界线， 只能以样品分析结果进行区分 。 矿石类型主要是花 岗岩型 ， 其次是次火 山岩脉型和 少量构造岩型。金富集与裂隙硅化关系密切。 金矿化主要 位于 6 5 0 m标 高以上 的氧化带 中。 矿化带呈 巨大的透镜状 ， 近地表为过淋漓的贫化带。 开采发现， 矿化分带并不明显， 不同的矿化带互相连 维普资讯 2 4 有 色 矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 成 一 体 。 1 ． 2 矿床勘探类型的划分 紫金山金矿矿化体主要分布在 1 6 ～1 5勘探线， 长 8 0 0 m， 宽 3 0 0 ～5 0 0 m， 垂直厚度最大达 2 8 7 m。大 于 2 g ／ t 以上品位的矿体呈断续脉状分布， 矿体 多达 四十多个 。边 界 品 位降 至 0 ． 5 g ／ t后， 矿体 连 成一 片， 呈 巨大 的透镜 状， 金储 量达 1 3 0 t 以上。矿体受 构造控制， 总体产状 稳定， 走 向 NW， 倾 向 NE， 倾 角 4 0 。 ～5 0 。 。矿床水文 、 工程地 质条 件简单 ， 开采技术 条件好。 紫金山金矿体矿化连续， 品位分布较均匀， 矿石 品位以 0 ． 7 2 ～2 ． 0 g ／ t 为主， 大于 1 0 g ／ t 的高 品位 矿 石极少。据统计， 近万件样品中仅有 3 0多个品位大 于 1 0 g ／ t 的样品， 最 高为 2 8 g ／ t ， 体现典 型的面状 矿 化特征。矿石类型简单， 均属氧化矿石， 有害杂质很 少， 选矿性能好 。 综上所述 ， 紫金 山金矿床勘探类型 可划 归为 Ⅱ 类偏 Ⅲ类的类型。勘探工程控制网度按 Ⅱ至 Ⅲ类型 布置， 勘探 阶段要求 以坑道 控制为 主， 钻探为辅， 坑 道阶段高 3 0～4 0 m， 穿脉 间距 3 0 ～ 4 0 m， 钻探 4 0 m 4 0 m。按这 一工程 网度要求， 紫金 山金矿 的工 程 控制程度 已达到 了正 规勘探 的深 度， 完全可满 足大 规模开发储量级别的要求。 1 ． 3矿床工业指标的确定 传统的工业指标是一定时期 内基本保持 不变 ， 紫金矿业公司， 近几年来不断发展， 低品位矿床资源 开发与利用的各项 技术指标达 到了国 内领先水平 ， 如果继续沿用传统 的工业指标对矿山资源评价已很 不合适 ， 按矿 山生产技术经 济指标和黄金市场 价格 进行综合评价， 才能使有 限的矿产资源得到合理 的 利用， 同时使矿 山企业 在矿 产资源开发 中获得 显著 的规模经济效益。 紫金 山金矿现采用大规模露天开采， 2 0 0 1年生 产能力达到 2 ～3万 t ／ d 。采用以堆浸为 主， 重选 和 炭浸为辅的联合提 金工艺， 使平均入选矿 石品位降 至 0 ． 9 8 g ／ t ， 选冶综合 回收率达到 了 7 5 ％， 单位矿石 处理成本 为 3 8元 ， 年实现利 润总额一亿元 ， 取得 了 良好的经济效益。 根据紫金 山金矿现在生产技术经 济水平， 用成 本价格法确定矿床最低工业品位， 公式如 下 C．- 式中 C 矿床平均品位， g ／ t ； A 矿石综合生产成 ， 元／ t ； S 单位黄金价格， 元／ g ； r 采矿贫化率， ％； K选 、 冶综合 回收率， ％。 取露采采矿贫 化率 8 ％， 堆浸选 冶综合 回收率 7 5 ％， 矿石综合生产成本 3 8元／ t ， 黄金预测市 价 7 0 元／ g ， 计算得 C 0 ． 7 9 g ／ t 。 计算结果可知， 采用现有的采选冶工艺， 矿床开 采最低工业 品位 保本 品位 为 0 ． 8 g ／ t 。边 界品 位 按尾矿品位 在 0 ． 2 g ／ t 左右的 2～3倍取值 ， 边界 品 位控制在 0 ． 5 g ／ t 较为合适 。 若按紫金 山金矿总投资按 5亿元算， 投资 回收 期 5 ～8年考虑 ， 需 在保 本品位的基础上提 高 1 5 ％ -- 2 0 ％作 为投 资 回报 率， 最 低工 业 品位取 0 ． 9 5～ 1 ． 0 g ／ t 、 边界品位 0 ． 4 ～0 ． 6 g ／ t 是可行的。 1 ． 4 矿床资源评价结果 按照边界 品位 0 ． 5 g ／ t 、 最 低工业 品 位 l g ／ t 、 可 采厚度 6 m、 夹石剔除厚度 1 0 m 的工业指标， 对矿体 进行 了重新圈定和评价。 紫金 山金矿体为面状矿化近于等轴 的地质体。 采用地质统计学方法进行资源量的估算非常适合且 简单。根据 金矿体 特征， 用平方 距 离反 比法 简 称 I D S法 ， 自编程序进行 资源评价， 结果见表 1 。 表 1 用 I D S 法估算的结果 从估算结果可 见， 通过 对矿床的重新认识和评 价， 并对矿床进行补充地质勘探， 紫金山金矿床资源 量从不到 1 9 t 增 加到 约 1 5 0 t ， 成 为特大型低 品位黄 金 矿 床 。 2 矿山采选冶工艺的选择 矿 山要 充分 利用 低品位矿 石， 必须有 良好的外 部开采条件和先进的采选冶工艺技术。 2 ． 1 外部建设条件 紫金山金矿 区 山高坡 陡， 道路 崎岖 ， 年 降雨量 大， 按常规这种地理环境是不适宜大型矿山建设的。 紫金矿业公司在矿 山开发 中， 结合矿 山现状， 因地制 宜， 按总体规划 、 分步 实施的原则， 经过多年努力和 不断技术改造， 形成 了较为完善的 内外 部生产建 设 维普资讯 第 6期 曾宪辉 紫金山金矿低品位资源的评价与开发利用 2 5 环境， 并积 累丰富的经验， 实现了紫金 山金矿的大规 模开发， 获得 了从小到大， 滚动式发展的 良好效果。 2 ． 2 开采工艺的选择和应用 开采方式的正确选择是关系到矿山资源回收利 用的关键 。露天开采是降低开采成本 ， 降低贫化率， 提高 回采率的最有效办法。紫金山金矿经生产补充 勘探重新评价后 ， 新 圈定的矿体呈 巨大 的不规则透 镜状 ， 品位变化小， 产状 稳定。矿体规 模、 形态和矿 化类型、 埋藏深 度等完全适宜露天 开采。按 0 ． 5 g ／ t 为边界品位进行露天境界 圈定， 境界 内可采矿石量 1 ． 2亿 t ， 金 1 4 6 t ， 平 均 品 位 1 ． 1 9 g ／ t ， 平 均 剥采 比 1 ． 3 4 t ／ t ， 生产剥采比 1 ． 1 6 t ／ t ， 露天 采矿技术参数很 好。矿体厚大集中， 露天坑尺寸可按大型设备布置， 可以做到大规模开采。 露天开采中， 成功地 应用了陡 帮开采 工艺。露 采的东部边坡工 作帮达到 了 2 9 0 m， 由 2 3个 台阶组 成， 边坡角 3 1 。 ， 组成 3个组合台阶。从 2 0 0 0年的十 几个台阶到现在的 2 3个 台阶， 日出矿 量 由 1 ． 3万 t 增加到 2 ． 5万 t 。由此节约 2 0 0 0万 m 的基建剥离 量， 每年可节约费用约 1 0 0 0万元。 引进 市场化的运营机制， 将露天 采矿 工程承包 给有实力的三个工程公司， 工程公司管理机制灵活， 设备能力强 ， 能根据矿山生产需要增减设备， 很好地 解决了陡帮开采管理 难度大 、 设备能力难 以发挥 等 矛盾， 节约了一亿多元的设备投资。 陡帮开采工艺和市场化机制 的成功应用， 有效 地解决了露天开采基建工程量 大、 前期投 资大的突 出 问题 。 2 ． 3 选矿工艺的改进 提高选冶 回收率是利用低品位矿石最有效 的手 段， 探讨新的选 冶工艺是解决 问题的最好办法。紫 金山金矿为氧化矿床， 氧化程度深 ， 有害杂质很 少。 矿石类型 以花 岗岩型为 主。矿石矿 物 主要是 石英 约占 9 3 ％ ， 少 量 地 开石 和 褐铁 矿。矿 石 裂 隙发 育， 易碎， 机械破碎后易产生细颗粒而影响浸出的渗 透性。金以 自然金形式 存在， 裂 隙金占 8 0 ％以上， 包体金很少。矿石经过破碎 筛分后， 金在细粒级矿 石有富集的趋 势。经大量 的选 矿试验表 明， 属极易 浸 矿石 。 对于紫金山金矿的选矿， 曾提出过全炭浆工艺。 当时认为， 紫金山为南方半海 洋气候， 降雨量 大， 特 别是夏秋季受海洋热带 风暴的影响， 常有强 降雨过 程， 不适合堆浸生产， 后 因矿石品位低和投资等问题 未能实施 。矿 山开 发初期， 采 用小规模全堆浸一炭 吸附工艺， 年 处理矿 石仅 有十几 万 吨， 入 选品位 在 2 ． 5 g ／ t 以上， 选 冶综 合 回收 率 不到 6 5 ％。采用 充 气、 翻堆等手段都未能较大地提高回收率， 后来加了 简易的溜 槽重选 工艺， 回收率提 高 了约 5 ％。矿 石 由于堆浸时间长， 浸 出液浑浊， 炭吸附率仍然较低。 通过筛析实验发现， 矿石破碎后， 金在不同粒级 中的分布是不同的， 普遍存在粗粒级 中贫化细粒级 富集的倾 向， 在 一1 0 0目的矿石 中可富集 5 0 ％以上。 根据这一特征， 将 流程改进 为破碎一筛分洗矿一粗 粒级堆浸、 细粒级 炭浆， 在洗 矿过 程 中加 上溜 槽重 选， 形成了以堆浸为主重选和炭浸 为辅 的联合提金 工艺。 目前， 堆浸矿量 占 9 0 ％左右， 浸 出率 在 7 0 ％ 以上， 浸出周期 比原来缩短了 2 0 ～3 0天。流程改进 后， 浸出液不浑浊， 炭吸附率达到 了 9 8 ％以上， 炭浆 回收率 为 9 0 ％， 重选 回收率 6 ％以上， 选矿的综合 回 收率提高到 了 7 5 ％以上。现 在入选矿 石平均 品位 l g ／ t ， 尾渣平均 品位不到 0 ． 2 g ／ t ， 实际浸出率 已达到 了 8 0 ％以上， 取得了非常好 的选矿效果。 3 含金废 石 的综 合利用 实况表 明， 在露天 采矿 的剥离废石 中还有大量 的含金废 石。这 部分废 石含金量 在 0 ． 3～0 ． 5 g ／ t ， 可利用价值很大。 1 紫金山山高坡 陡， 废石场 的选 择很困难， 经 多方案 比较 ， 采用特高台阶顺排方式， 将废石排入紧 邻采场北侧高差达 4 7 0～6 5 0 m 的深沟中。这样， 虽 节约了大量的排土 成本， 但却容 易引发泥 石流。如 遇特大暴雨 ， 可能产生灾害性 泥石流， 出现治理难度 大成本高的新 问题。如果能将这部分含金废石进行 综合利用， 减少进入排土场的废石量， 减轻排土场治 理压力， 具有很好 的环保效益。 2 将露采剥离 的含金废石从溜井下放到 排土 场底部， 输送到前沿筑堆浸 出， 采用不拆堆方式逐步 往上堆筑， 形成排土场的拦渣大坝 ， 高台阶排土场雨 水冲刷下来 的泥石在坝 内淤 积， 变成稳定 的排土 场 边坡。由此， 高台阶顺排变为常规 的低台阶逆排， 改 变了排废方式， 从根本上解决 了排土场稳定问题， 达 到 了排土场治理的 目的， 同时又节约 了治理 费用。 3 含金废石不破碎， 直接采用筛分洗矿 工艺 ， 粗粒堆浸细粒炭浆， 尾渣 品位按 0 ． 2 g ／ t 计算， 每吨 废石可 回收 0 ． 1 5 ～0 ． 2 g金， 采矿 不需成本 ， 其产值 略高于运输和选矿成本 ， 具有一定的经济效益。 维普资讯 2 6 有色 矿 山 2 0 0 2年 第 3 1 卷 由上可 见， 含金废石 的综合利 用不但有社会 效 益， 还有间接 的和直接 的经济效益。 4 结语 紫金矿业公司在实践中， 提高 了对矿床的认识 ， 采用先进的资源评 价方法， 在补 充生产地 质勘探的 基础上， 矿床资源量发生了巨大的变化， 由中小型变 为特大型矿 床， 为矿 山发展贮备了资源基础 。 通过技术创新和技术 改造 ， 在常规 的采选冶工 艺上的突破， 使入选矿石品位幅度下降， 为低品位矿 石的开发利用提供了技术支撑 。 重视技术投入， 新的研究成果 不断涌现 ， 含金废 石的综合利用达到 了世 界先进水平， 使有限的资源 得到了充分的利用。 紫金山金矿市场机制的成功应用， 走 出了传统 矿 山小而全的框框， 形成了一套新的矿 山管理模式 ， 这不仅是企业后续 发展的保障， 而 且对矿业开发也 有一定的借鉴作用。 欢迎 订阅 2 0 0 3年 矿产保护与利用 矿产保护与利用 重点报道国家矿产资源保护和开发利用的方 针、 政策 ； 矿政管理理论研究与实践 ； 矿 产资源形势及战略分析 ； 非金属矿的富集分离、 超细粉碎、 深加工产品开发应用研 究； 金属矿的选冶工艺、 设 备 、 药剂研究 ； 共伴生矿产 特别是含稀贵金属 矿 的综合利用 ； 采选尾矿、 工业废料等二次 资源 的再利用 ； 国 外矿产开发利用状况 ； 国内外矿产 品市场信息等。 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所主办。协办单位 国家金属 矿产资源综合利用工 程技术研究 中心 北京 、 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心 、 中国选矿科技信息网、 国土资源部信息中心。 刊 号 篙 ， 1 9 8 1 年 创 刊 ， 双 月 刊 ， 2 0 0 3 年 改 为 大 1 6 开 ， 全 年 定 价 3 0 元 ／ 份 。 自办发行， 可直接 向编辑部汇款订 阅， 请 自行保 留汇款凭证。 尚有部 分 1 9 9 5～2 0 0 2年合订本， 每年 1 本 ， 每本 年 2 5元， 欢迎选订 。 欢迎 刊登矿业相关设备、 仪器、 仪表 、 技术服务等各类广告。 编辑部地址 郑州市陇海西路 3 2 8号 邮政编码 4 5 0 0 0 6 ； 联系电话 0 3 7 1 8 6 2 4 9 7 4 8 0 2 6 ， 8 0 8 8 8 6 1 4 9 7 0 传真 0 3 7 1 8 6 1 4 9 4 2 E ． ma i l KC B Hc h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c n h t t p ／ ／ k c b h ． c h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c n 山东冶 金 2 0 0 3年征订 启事 山东冶金 系 由山东省冶金工业总公司主管， 山东金属学会与 山东省冶金科学研 究院联合主办 的冶金 类综合性技术刊物， 山东冶金 设有生产与建设 、 试验与研究 、 经济 与管 理、 新产品 - 新技术和文摘与信息 5 个栏 目。主要报道 山东省冶金工业的地质水文 、 采选工艺 、 焦化耐火 、 冶炼、 轧钢 、 材料、 理化检验、 自动控制、 冶金设备 、 经济与管理 以及相关学科的发展动态 、 科研 、 设计 、 生产和管理等方面的成果与经验， 重点介 绍国 内同行业的先进设备 、 先进技术、 适用技术、 科研成果 、 经营管理经验 、 专题综述与科技动向等， 并刊登企业介 绍和广告。可供从事金属与非金属矿 山建设 、 采矿与选 矿、 冶炼 、 轧制、 焦化和耐火等专业 的工艺 、 设计 与管 理人员及相关专业大专院校师生参阅。 山东冶金 为双 月刊， 公开发行， 国内统一刊号 C N3 71 2 0 3 ／ T F ， 国际标准书号 I S S N1 0 0 44 6 2 0 。大 1 6 K， 每期 7 0页， 定价 7 ． 0 0元， 全年 4 2元。欢迎单位或个人订 阅。 地址 山东省济南市 历下 区解放东路 6 6号。邮编 2 5 0 0 1 4 。开户行 济南工行 山大路 分理处。帐号 1 6 0 2 0 0 3 1 0 9 0 1 4 4 2 3 7 0 2 请注明订阅 山东冶金 。收款单位 山东省冶金科学研 究院。也可邮局汇款至 山 东冶金 编辑部。电话 0 5 3 1 8 9 3 6 5 5 7 3 0 5 4 。传真 0 5 3 1 8 9 3 1 5 7 1 。电子信箱 s d y j b j b s i n a ． c o m； s d y j b j b 2 6 3 ． n e t 网址 h t t p ∥ WWW． d a y e j i n ． c o m 维普资讯