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第2 O 卷第 2 期 2 0 0 4年 4月 湖南有色金属 HUNAN NONFERROUS METALS 采选 新疆某铜矿矿床工业指标研究 祝瑞勤， 莫晓东， 李小罗 长沙有色冶金设计研究院， 湖南 长沙4 1 0 0 1 1 摘要 针对新疆某铜矿规模大 、 品位低、 外部建设条件 相对较差 ， 而投资环境优 良、 管理模式先进 等特点， 通过采用合理的经营规模， 先进的采选冶工艺， 并经详细的地质、 经济论证， 提出了符合矿 山实际情况的矿床计算工业指标。 关键词 铜矿 ； 工业指标； 临界 ； 经济； 品位 中图分类号 T D 1 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 5 5 4 0 2 0 0 4 0 2 0 0 0 1 0 4 新疆某铜矿位于新疆哈密市西南 2 1 0 。 方向， 直 线距离为8 0 k m 的戈壁滩上 ， 为我国新近发现的大型 斑岩铜矿床， 该矿床 由一家民营企业在获得矿床探 矿权转让后 ， 自主投资勘探和建设 ， 属新疆重点招商 引资项 目。 该矿床矿体规模大、 品位低 、 外部建设条件相对 较差 ， 常规的思维模式 ， 较难对该矿床工业指标形成 结论。笔者认为该项 目投资环境优 良， 投资主体独 特， 企业管理模式先进 ， 文章通过采用特定的办矿模 式， 有效的规模经营， 先进 的采选冶工艺 ， 对矿床工 业指标进行详细的地质、 经济论证研究 ， 提出了符合 矿山实际情况的矿床储量计算工业指标。 1 矿床地质特征 矿区位于塔里木板块与准葛尔板块接合带北侧 的准葛尔板块南缘 ， 矿体产于古火山机构北侧的偏 酸性浅成侵人体中， 其直接围岩为闪长玢岩和斜长 花岗斑岩， 属物质成分简单的大型斑岩铜矿床。 主矿 体 分 布 在 2 5～1 6线 之 间， 控 制 长 度 1 0 0 0 m， 最大延深大于9 0 0 m， 最／ J 3 3 0 m； 控制最大 斜深8 0 0 m， 最／ ．b 3 3 0 m， 平均4 5 0 m。 矿体地表形态呈大的不规则“ 豆荚 ” 状 ， 沿倾 向 呈不规则“ 眼球” 状。总体走向 8 0 。 ～2 6 0 。 ， 倾 向南 ， 顶板倾角 4 5 。 ～8 0 。 ， 底板倾角6 0 。 ～8 8 。 。矿体总体产 状由西向东 由缓变陡。 氧化矿分布在矿体的上部， 直接出露地表 ， 厚度 作者简介 祝瑞勤 1 9 6 3 一 ， 男， 高级工程师 ， 从事矿山地质设计和 研究工作。 一 般 2 9 ． 0 0 ～ 5 1 ． 5 0 m， 平均4 0 ． 7 8 rn ， 厚度变化系数 4 8 ． 8 9 ％， 属厚度变化稳定的矿体。矿体内单样品位 一 般 0 ． 4 9 ％ ～0 ． 5 9 ％， 平均 0 ． 5 3 ％， 品位变化 系数 1 9 ． 0 5 ％， 属有用组分变化均匀的矿体。 原生矿分布于氧化矿下部 混合矿厚度不大且 石量 较少 ， 因此并 人原生 矿 ， 厚 度一 般 3 8 ． o o～ 1 1 4 ． 0 0 m， 平均6 6 ． 8 5 m， 厚度变化系数 6 0 ． 3 1 ％， 属 厚度变化稳定 一 较稳定的矿体。矿体 内单样 品位一 般 0 ． 4 0 ％ ～0 ． 9 0 ％， 平 均 0 ． 6 4 ％， 品位 变化 系数 3 8 ． 3 5 ％， 属有用组分变化均匀的矿体。 矿体由闪长玢岩型 、 斜长花岗斑岩型和构造角 砾岩型矿石组成， 其中构造角砾岩原岩多为闪长玢 岩 ， 少量为斜长花岗斑岩。闪长玢岩型矿石 占矿石 量的 9 0 ％， 斜长花岗斑岩型矿石主要呈脉状穿插于 闪长玢岩型矿体中。 主矿体赋存在闪长玢岩体的中底部 ， 其 间穿插 少量斜长花岗斑岩。矿体直接底板主要为构造角砾 岩。矿体直接顶板为同期 同成分闪长玢岩 ， 与矿体 呈渐变过渡关系。矿体内夹石多分布在工业矿体中 和工业矿体与低品位矿体间， 其矿物成分、 结构、 构 造等与相 应的矿体相似 ， 铜 品位 一般在 0 ． 0 3 ％ ～ 0． 1 9 ％之间 。 根据光谱分析 、 化学全分析及组合分析结果， 矿 石有益成分为单一 的铜。伴生有益组分为金 、 银和 镓 ， 其中银和镓达到了综合利用的一般要求。矿石 结构构造类型较简单， 主要为中 一细粒 、 半 自形 一它 形粒状结构， 浸染状和脉状构造。矿石工业类型分 为氧化矿石和原生矿石两种， 以原生矿石为主， 其矿 维普资讯 2 湖 南有 色金属 第 2 0卷 石量约占矿石总量的 9 2 ％。自然类型分为闪长玢岩 型和斜长花岗斑岩型两种 ， 以闪长玢岩型为主， 其矿 石量约 占矿石总量的 9 0 ％。 2 矿石加工技术性能及矿床开采技术 条件 2 ． 1 矿石加工技术性能 根据广州有色金属研究院提交的有关可选性试 验 研 究 成 果 ， 原 生 矿 原 矿 含 铜 0 ． 5 5 5 ％、 含 金 0 ． 1 0 g ／ t 、 含银4 ． 0 0 g ／ t ， 在原矿磨至小于0 ． 0 7 4 mm 含量占 8 5 ％时， 闭路试验可获得精矿含铜 2 4 ． 8 5 ％、 含金2 ． 1 9 g ／ t 、 含银6 3 ． 3 0 g ／ t ， 铜 回收率 8 9 ． 9 6 ％； 在 原矿磨至小于0 ． 0 7 4 mm 含量 占 7 0 ％时 ， 闭路试验可 获得精矿含铜 2 0 ． 2 5 ％， 铜 回收率 8 9 ． 3 6 ％。研究结 果表明， 该铜矿床原生铜矿石采用一段磨矿 ， 粗精矿 二次精选 ， 尾矿二次扫选的选别流程可获得较好 的 选别指标 ， 其可选性能 良好 ， 属易选矿石 。 氧化矿原矿含铜 0 ． 5 4 ％、 含金 0 ． 0 8 8 g ／ t 、 含银 7 ． 1 0 g ／ t ， 氧化率 8 6 ． 9 7 ％， 酸溶率 8 5 ． 1 9 ％。在矿石 粒度为小于 2 0 m m， 每吨原矿硫酸用量 2 0 k g时， 摇 瓶试验浸出 4 h ， 铜浸出率为 7 7 ． 8 6 ％； 柱浸试验浸出 率 2 柱 目前指标为 6 8 ． 5 5 ％， 铁置换结果 ， 2 柱浸 出液可获得 6 0 ％左右的海锦铜 ， 3 柱浸出液可获得 8 0 ％左右的海绵铜 ， 置换率均大于 9 6 ％。研究结果 表明， 该铜矿床氧化矿石属易浸矿石。 2 ． 2 矿床开采技术条件 矿区内岩体结构划分为散体结构岩体、 碎裂 碎 裂块状 结构岩体和块状结构岩体三种类 型。散体 结构岩体主要为第 四系残坡积及洪积层 ， 规模小 ， n Q D值大多为 0 ， 稳固性差 ； 碎裂 碎裂块状 结构岩 体主要为矿体及其围岩表层风化破碎带和断裂破碎 带的岩体， n Q D值为 0～3 0 ％， 稳固性差； 块状结构 岩体主要为表层风化破碎带以下离开断裂破碎带以 外的矿体及其围岩 ， 岩石性质致密、 坚硬、 完整 ， n QD 值为 7 5 ％～9 0 ％， 岩石质量好至极好 ， 稳固性好。 矿区内降水极少 1 0～2 5 mm ／ a ， 降水强度极 弱， 形不成大的地表迳流， 矿床水文地质条件属含水 不丰富的水文地质条件简单类型 ， 地下水水量极小 ， 开采 中很容易排除和疏干， 对矿床开采无影响的矿 床构造断裂破碎带脉状水。 3 不同工业指标方案储量、 资源量对比 3 ． 1 工业指标方案 根据该铜矿床矿体地质特征， 氧化矿拟定 2 个 工业指标方案， 原生矿拟定 3 个工业指标方案分别 进行计算 ， 试算方案列于表 1 。 表 1 矿体工业指标试算方案表 项 目 原生矿 氧化矿 方案 I 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案 I 方案 Ⅱ 边界 品位 C u ／％ 最低工业品位 C u ／ ％ 最小可采厚度／ m 夹石剔除厚度／ m 3 ． 2 氧化矿资源储量试算结果 根据 2个指标方案试算结果 ， 氧化矿按 0 ． 2～ 0 ． 4 指标和 0 ． 5～ 0 ． 7指标两个方案圈连对比， 氧化 矿矿体形态 、 厚度变化较大， 而且不同指标试算的储 量差别也较大 ； 0 ． 2 ～0 ． 4指标圈定和连接 的矿体形 态较完整 ， 而 0 ． 5～0 ． 7指标 的矿体厚度 明显变小 ， 形态复杂 ， 铜金属量大幅度减少 ， 无对比前提 ， 且 0 ． 5 ～ 0 ． 7 指标方案对氧化矿堆浸 回收无优势可言。因 此 ， 本次氧化矿工业指标制定 以 0 ． 2～ 0 ． 4指标方案 为基础 ， 其储量计算结果列于表 2 。 表 2 0 ． 2 ～0 ． 4 指标方案氧化矿储量计算结果表 矿石类型品级 矿石 ／1 0 4 量 t 平 位金 量 备注 ⋯ 器 3跎32 9 0 2。9 9 5 5∞8815 2 0 43 35 061 氧 化 矿 表 外 ． ． 。 ．” 合 计 ． ． ⋯ ⋯ ⋯ ‘ 氧化矿厚度大， 埋藏浅， 直接 出露地表 ， 初期开 采成本低 ， 堆浸效果较好 ， 且为原生矿露天开采初期 剥离对象， 因此氧化矿的综合 回收在确保盈亏平衡 的前提下， 对减少原生矿的初期剥离量， 降低剥采 比， 具有重要意义。为此， 本次对氧化矿指标推荐考 虑的侧重点将有别于一般矿山。 3 ． 3 原生矿资源储量计算结果对比 根据 3 个指标方案试算资料， 对储量进行了详 细的核算 ， 各指标方案储量对比结果列于表 3 。 根据 2 5 0 m、 3 0 0 m、 3 5 0 m和 4 0 0 m四个露天坑 坑底方案的对 比， 选定 2 5 0 m坑底 为最终露天坑方 案， 边坡角暂定为 5 0 。 。经计算各指标2 5 0 m方案坑 底露天坑内储量计算对比结果列于表 4 。 综上所述， Ⅱ方案与工 方案相比， 露天坑内矿石 量的减少幅度远大于金属量的减幅， 品位提高幅度 不大， 被剔除的矿石品位低 ， 仅为 0 ． 1 6 7 ％， 低于经济 临界品位 ， 而采矿平均剥采 比变幅较小 ， 同时 ， 矿体 形态 、 产状等变化不大。Ⅲ方案与 工方案相 比， 尽管 Ⅲ方案的品位提高较大 ， 但矿石量的减少幅度亦较 5 7 2 4 2 4 2 4 4 6 2 4 3 5 2 4 2 4 2 4 维普资讯 第 2期 祝瑞勤， 等 新疆某铜矿矿床工业指标研究 3 表 3 原生矿资源储量计算对比结果表 储量 指标 对 比矿石量 品位 金 属量 落沣 级别 方案 结果 ／ 1 o 4 t ／ ％ ／ t I 7 3 3 9 ． 7 1 0． 6 2 4 5 2 1 7 5 II 6 4 7 7 ． 2 7 0 ． 6 6 4 2 9 2 9 8 Ⅲ 5 0 4 0． 3 4 0 ． 7 2 3 6 5 3 3 0 差值一 8 6 2 ． 4 4 0 ． 0 4 2 2 8 7 7 被剔除部分的 B C “ ‘ 上差率／ ％ 一1 1 ． 7 5 6 ． 4 5 5 ． 0 6 品位为 0 ． 2 6 5 ％ m T 差值 一 2 2 9 9 ． 3 7 0 ． 1 0 8 6 8 4 5 被剔除部分的 差率／ ％ 一 3 1 ． 3 3 1 6 ． 1 3 1 9 ． 2 1品位为 O ． 3 7 8 ％ 差值 一1 4 3 6 ． 9 3 0 ． 0 6 6 3 9 6 8 被剔除部分的 “ 差率／ ％ 一 2 2 ． 1 8 9 ． 0 9 1 4 ． 9 0品位为 0 ． 4 4 5 ％ I 9 8 5 0． O 1 0 ． 5 9 5 8 2 1 8 7 l I 8 3 7 5． 2 6 0 ． 6 4 5 3 8 6 7 4 Ⅲ 6 3 6 4． 5 3 0 ． 7 0 4 4 71 4 0 - T T 差值 一1 4 7 4 ． 7 5 0 ． 0 5 4 3 5 1 3 被剔除部分的 B c D 差率／ ％ 一1 4 ． 9 7 8 ． 4 7 7 ． 4 7 品位为O ． 2 9 5 ％ m T 差值 一3 4 8 5 ． 4 8 0 ． 1 1 1 3 5 0 4 7被剔除部分的 一 差率／ ％ 一 3 5 ． 3 9 1 8 ． 6 4 2 3 ． 2 0品位为 O ． 3 8 7 ％ m I T 差值 一 2 0 1 0 ． 7 3 0 ． 0 6 9 1 5 3 4 被剔除部分的 “差率／ ％ 一 2 4 ． O 1 9 ． 3 7 1 6 ． 9 9 品位为 0 ． 4 5 5 ％ 表 4 露天坑 内储量计算对比结果表 指标 对比 矿石量 品位 金属量 平均剥采 H ． 方案 结果 ／ t ／ ％ ／ t 比／ t ． t I 笛仕 I 4 5 2 3 91 3 1 0 ． 6 5 2 2 9 5 0 3 6 4． 5 2 l I 41 8 3 1 5 9 1 0 ． 6 9 2 2 8 9 3 3 7 4． 9 6 Ⅲ 3 0 8 2 4 5 9 1 0 ． 7 6 5 2 3 5 6 9 7 7． 1 0 lI T 差值 一 3 4 0 7 5 4 0 0 ． 0 4 0 5 6 9 9 0 ． 4 4被剔除部分的 差率／ ％一 7 ． 5 3 6 ． 1 3 1 ． 9 3 9 ． 7 3 品位为 0 ． 1 6 7 ％ m T 差值 一1 4 4 1 4 5 4 0 0 ． 1 1 3 5 9 3 3 9 2 ． 5 8 被剔除部分的 差率／ ％ 一 3 1 ． 8 6 1 7 ． 3 3 2 0 ． 1 1 5 7 ． 0 8 品位为 0 ． 4 1 2 ％ m- T 差值 一1 1 0 0 7 0 0 0 0 ． 0 7 3 5 3 6 4 0 2 ． 1 4 被剔除部分的 差 率／ ％ 一2 6 ． 3 1 1 0 ． 5 5 1 8 ． 5 4 4 3． 1 5 品位 为 0 ． 4 8 7 ％ 大， 达 3 1 ． 8 6 ％， 被 剔 除 的 矿 石 品 位 较 高， 达 0 ． 4 1 2 ％， 且采矿平均剥采 比大幅度提高， 同时矿体 形态、 产状 、 厚度变化较大， 矿体对应连接差 ， 无矿夹 石和矿体分支复合较多。Ⅲ方案与 Ⅱ方案相 比， 其 结果与Ⅲ、 I 方案比较相类似。由此可见， 从地质技 术角度分析 ， Ⅱ方案优 于 I方案 ， I方案优 于 Ⅲ方 案。 4 主要的采选冶工艺及技术指标 表 5 主要采选冶技术指标表 根据矿床地质特征结合矿区所处的特殊地理环 境， 设计拟采用露天开采 ， 氧化铜矿石选冶流程为堆 浸 一萃取 一电积， 原生铜矿石选冶流程为浮选 一焙 烧 一 浸出 一电积， 最终产品均为阴极铜。氧化矿、 原 生矿主要采选冶技术指标列于表 5 。 5 工业指标方案的经济分析 5 ． 1 原生矿临界品位 原生铜矿石采用浮选 一 焙烧 一浸出 一电积选冶 工艺进行生产， 其 Ⅱ方案临界品位计算结果如下 C - Ⅲ． 77． 5 8 1 5 3 8 4 ． 6 28 9 ％ 9 4 ％ 1 2 ％ 0 ． 6 1 5 ％ C u 式中 a 。 为临界品位 C u ／ ％； C为原矿采选冶单位 成本／ 元 t ； D为金属冶炼产品价格／ 元 t ； ￡ 为 选矿回收率／ ％； ￡ y 为冶炼回收率／ ％； lD 为采矿贫化 率／ ％。 依据上述计算公式 ， 工、 Ⅲ方案的临界品位分别 为 0 ． 5 9 0 ％、 0 ． 7 2 8 ％。由于 I、 Ⅱ、 Ⅲ方案的平均品 位均高于临界品位， 说明在当前的技术经济条件下， 今后 的矿山开采一般不致在经济上出现亏损， 但能 否具有投资偿还能力 ， 须进一步论述。 5 ． 2 氧化矿临界品位 氧化铜矿石采用堆浸 一 萃取 一电积选冶工艺进 行生产 ， 其临界品位计算如下 式中各参数的含义同 上 ， 数据按试验结果参照扩大指标选取。 C 一 三 Q 一 1 5 3 8 4． 6 26 5 ％ 9 4． 5 3 ％ 1 2 ％ 0 ． 3 5 5 ％ C u 上述结果表明， 氧化矿按 0 ． 2 ％的边界品位圈定 后的矿体平均品位 0 ． 4 3 ％ 高于氧化矿 的经济临界 品位 0 ． 3 5 5 ％ ， 开采氧化矿时不会亏本。同时氧化 矿的综合回收， 对减少原生矿的基建剥离量 ， 降低剥 采比具有重要的意义。所 以， 附带 回收低品位氧化 矿石， 无论在技术上还是在经济上都是可行和合理 的， 因此， 不再对氧化矿做进一步的经济分析和计 算。 5 ． 3 原生矿经济品位 为衡量各指标方案的投资偿还能力 ， 按扩大指 标估计每吨原矿的全部投资 为 6 5元， 静态投资 收益率 S 为 1 0 ％ 其余指标参数 同临界品位 ， 计 维普资讯 4 湖南有 色金属 第 2 O 卷 算各指标方案的经济品位 ， 结果列于表 6 。 为最优指标方案。 表 6 各指标方案经济 品位计算结果表 从表 6可看出， I I T y 案的经济品位低于露天坑 内 矿体平均品位， 说明在目前的投资情况下， 进行开采 是经济的。 、 Ⅲ 方案经济品位均 比各 自的露天坑内 矿体品位高， 说明它们的还贷能力不如Ⅱ 方案。 通过以上地质、 技术经济综合分析比较 ， Ⅱ方案 6 结论 经过详细的地质分析和技术经济论证， 该铜矿 床矿体储量计算合理的工业指标具体内容列于表 7 。 表 7 推荐的工业指标内容表 指标名称 边界品位 C u ／ ％ 最低工业品位 C u ／ ％ 可采厚度／ m 夹石剔除厚度／ m 指标值 0． 3 0． 5 ， 4 收稿 日期 2 0 0 3 0 2 1 2 S o me C o p p e r Mi n e r a l B e d I n d u s t r y I n d e x R e s e a r c h i n X i n j i a n g ZH U Ru i q i n， M O Xi a o d o n g ， LI Xi a o l u o f C h a n g s h a E n g i n e e r i n g a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e o f N o f e r r o u Me t a l l u r g y ， C h a n g s h a 4 1 0 0 1 1 ， C h i n a A b s t r a c t H a v i n g c o n s i d e r a t e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e l a r g e s c a l e a n d l o w 。 q u al i t y C o p p e r mi n e i n X i n j i a n g wi t h wo r s e e x t e r i o r d e v e l o p me n t c o n d i t i o n a n d e x c e l l e n t i n v e s t me n t e n v i r o n me n t a d v a n c e d ma n a g e me n t mo d e ，By a d o p t i n g r a t i o n al s c ale ．a n d a d v a n c e d p i c kc h o o s es me l t c r a f t a n d d e t a i l e d g e o l o g i c al a n d e c o n o mi c a r g u me n t t h e a u t h o r p u t f o r wa r d c alc u l a t e d i n d u s t r y i n d e x ma t c h t h e a c t u al mi n e r al b e d ． Ke y wo r d s C o p p e r mi n e ；i n d u s t r y i n d e x；c r i t i c aln e s s ；e c o n o my；g r a d e 信 息 苑 湖南有色金属 召开第二届理事会暨第七届编委会 湖南有色金属 第二届理事会暨第七届编委会会议于 2 0 0 4年 3 月 2 5日在长沙召开， 参加这次会议的同志有湖南有 色金属工业总公 司、 湖南有色金属学会的领导、 湖南有色金属研究院的领导和编辑部 的全体同志 、 有色系统在长的大专院校、 科研设计院所的理事 、 编委代 表 ， 以及在湘的有色工业系统企业理事、 编委代表共 2 6人。 会议由湖南有色金属学会冯小白秘书长主持， 湖南有色工业总公 司经理、 湖南有色金属 编委会主任顾静宇同志就当前科技期刊面临 深化改革的新形势和今后的任务作了重要讲话。 湖南有色金属 殷 志伟主编汇报 2 0 0 2 ～2 0 0 3 年工作 总结及今后办刊的设想， 由恭 明玺 副 主编作关于修改理事会章程的报告， 由盛忠杰副主编宣读 湖南有 色金属 第二届理事单位成员 、 第七届编委会编委成员名单。到会代 表紧紧围绕本次会议的议题 ， 进行 了热烈的讨论， 并就 以下几点事项 达成了共识 1 ． 湖南有色金属 自创刊近廿年来 ， 在上级领导的亲切关怀和有 色界同仁的大力支持下 ， 通过编委会、 编辑部工作人员的辛勤耕耘 ， 取 得了较大的进步。 2 ． 会议认真审议了工作总结与今后的设想 、 第二届理事单位成 员名单、 第七届编委会成员名单及理事会新章程。 3 ． 2 0 0 2 ～ 2 0 0 3 年 ， 各理事单位在资金、 稿源等方面给予了大力支 持， 为 湖南有色金属 科技期刊的稳定发展作出了积极贡献。 与会代表一致希望 湖南有色金属 编辑部的同志， 在理事会 、 编 委会的领导下 ， 不断拓展服务范围， 进一步提高期刊的质量， 更好地为 有色金属工业的发展作出更大的贡献。 罗新 民供稿 维普资讯