露天矿低品位矿石的利用.pdf

第 18卷 第 2期 2009年 6月 矿 冶 M I N I NG 矿产资源 露天矿 优化计算 低品位矿石 中图分类号 TD85 文献标识码 A UT ILIZATION OF LOW GRADE ORE IN OPEN PIT Z HOU Zi hui ChinaN erin Engineering Co Ltd Nanchang 330002 China ABSTRACT As the changes ofm ining technical condition and market environ m en t plenty of low grade ores be yond industrial indexes have exploitatively valuable and frequently usedm ineral industrial indexes and their means of demonstration can notm eet the need ofmodernm ining development anymore Taking the engineering practice of Xiongcun copperm ine inT ibet for example this paper represents the general process of opti m ization calculation for low grade ores in open pi t which achieves good results of econom ic development of low grade m ineral resources and maxi m ized utilization of resources KEYWORDS industrial index m ineral resources open pitm ine opti m ization calculation low grade ore 收稿日期 2008 08 21 作者简介 周紫辉 采矿专业工程师 主要从事采矿专业设计工 作 1 低品位矿石指标 低品位矿石是相对于工业指标之内的矿石的说 法 工业指标实质上就是按矿产工业要求 即根据当 前国内外资源供需状况 通过具体项目的技术经济 核算 对比 所提出的用于圈定矿体 划分矿石类型 品级 计算资源储量的技术标准或要求 这种要求 通常包括矿产质量方面的要求和开采技术条件方面 的要求 开采技术条件的要求主要指拟采用的采矿 工艺与设备对矿体开采厚度 夹石剔除厚度的要求 但是随着资源供需状况及开采技术条件要求的 改变 尤其是近年来矿产品价格的大幅度提升 矿产 工业要求发生了变化 就本质而言 矿产工业指标是 动态的 不同时期的产品价格和不同项目的成本构 成以及不同的开采工艺与设备等都会对工业指标产 生影响 在露天境界圈定中 无论采用传统的境界区间 剥采比小于等于经济合理剥采比的方法 还是应用 计算机采用净现值 NPV 最大的方法确定境界 都 要依据一定的技术经济参数和开采技术条件参数 通过这些参数来确定所采矿石的最低开采品位 当 这些技术经济参数改变时 那么所确定的境界就会 发生相应的改变 工业指标也应发生相应的改变 当确定了境界后 境界内的矿岩都要采出 品位高于 工业指标的岩石 矿石 运到选厂 品位低于工业指 标的岩石 废石 运输到废石场 但是一部分含有 品位的岩石 在运出境界后可以运往选厂作为矿石 处理 比运往废石场堆置能获得更多的精矿或金属 量 这部分品位低于工业指标而又可以运到废石场 处理的岩石叫做低品位矿石 可以进入选厂的最低 品位称为最低入选品位 2 低品位矿石的应用 低品位矿石可以同矿石一同进入选厂进行处 理 会增加矿石总量 增大矿山的规模或者延长矿山 的服务年限 使采场和选厂设备的使用寿命延长 但是由于加入了低品位矿石 选厂每年的处理的原 矿品位下降 生产的精矿品位随之降低 同时金属量 也减少 企业每年的净利润减少 但是利润期延长 将低品位矿石运到选厂进行处理是否合理主要取决 于两个方面 一是低品位矿石的品位 二是矿石量 即延长的服务年限 正常情况下采场和选厂处理矿石的设计规模上 都有一定的富余量 如果在规模不变的情况下 利用 采场和选厂的富余能力处理低品位矿石 就可以在 不减少金属量的情况下 达到充分利用资源的目的 如矿山低品位矿石储量较少 所占总矿石量的比例 较小 可以采用这种处理方式 如果低品位矿石量 比较大 占可采矿石总量比例较大 则可以增大处理 规模 利用规模优势抵消品位较低的劣势 以期取得 较好的经济效益 矿产资源属于不可再生性资源 遵循国家对矿 产资源开发要求 资源利用最大化的原则 应对 所有资源进行充分的利用 低品位矿石是在现有的 外部市场与开采技术条件的情况下具有了开采价 值 所以应充分利用 下面以西藏雄村铜矿为例 在工业指标优化的 基础上探讨了低品位矿石指标的计算方法 矿石量 的计算 经济效益的比较等 3 西藏雄村铜矿地质资源概况 矿区在区域上处于西藏特提斯 喜马拉雅构造 域南部 属冈底斯 念青唐古拉陆壳地体基础上发育 的冈底斯南缘晚燕山期 早喜马拉雅期陆缘岩浆弧 东段南缘 岩浆弧与昂仁 日喀则中 新生代弧前盆 地转换部位 矿区及其外围主要出露的地层单元有 四套 全新统的洪积 冲积 崩积物 始新统的火山 碎屑岩 白垩系的复里石建造和中上侏罗统的火山 沉积岩 区内主要出露的地层为全新统的崩积 物 冲积物和中侏罗统的火山 沉积岩 其中雄村组 J2x 的长英质凝灰岩和基性凝灰岩是矿区的主要 含矿层 雄村铜矿床是与晚侏罗世侵位的角闪石英闪长 玢岩有关的低品位的斑岩型 Cu Au 矿床 矿体类 型为斑岩中的细脉浸染型矿体 中细粒凝灰岩中的 细脉浸染型矿体 矿体埋藏较浅 地表有部分露头 由上至下依次可划分为 4个矿带 次生氧化物富集 型矿带 次生硫化物富集型矿带 过渡型矿带和原生 硫化物矿带 在平面上为一巨型透镜体 南北向剖 面上呈似层状 厚板状 东西向剖面上呈顺层分布的 向南东侧伏似层状 矿体夹持于 F1 F2断层之间 倾向 NE 倾角 40b 53b 深部矿体转向南倾 倾角 42b 总体形态呈不对称的 V字形 矿体总体分布 稳定 次生硫化物富集型矿体 原生硫化物矿体厚度 变化系数均小于 60 矿体稳定程度属稳定性 次 生氧化物富集型矿体厚度变化系数为 130 属较 稳 定 性 矿 体 厚 度 变 化 系 数 东 西 方 向 上 为 47174 南北方向上为 58192 矿床确定为第 类勘探类型 采用钻探手 段 以 50m 50m 工程间距求探明的资源量 以大于 50m 50m 工程间距求控制的资源量 以外推不超 过 100m 的求推断的资源量 资源量 储量的估算 是应用地质统计学方法 使用美国 M intec公司的 M ineSight软件进行的 勘探地质报告提交并得到 国土资源部批准备案的 331 333类别铜金属资源 量为 879 118 t 其中 331类别 622 410 t 占 70180 其中 0124 以上的资源量 582 906 t 占 66131 余者为低品位铜矿石 下同 332类别 227 663 t 占 25190 其中 0124 以上的资源量 194 169 t 占 22109 333 类 别29 045 t 占3130 其 中 0124 以上的资源量 15 092 t 占 1172 0124 为铜工业品位 0115 为边界品位 雄村铜矿资源 量估算结果见表 1 4 工业指标优化 1 工业指标优化原则 在建立矿床地质模型和初拟露采境界边坡参数 基础上 对采选工艺技术指标 成本和收益按本项目 特点进行科学预测和类比 再通过不同截止品位 不 同采深的露天境界方案的对比分析 以净现值最大 为核心 来确定优化的工业指标与对应的优化境界 方案 2 技术经济参数与当量品位计算 金 银含量低微 故本项目工业指标优化仅将伴 生钼折算成铜品位即可 24 矿 冶 表 1 资源量估算结果总表 Table 1 Summary of resource esti mation 资源分类品位 资源量 104t 铜 Cu 平均 品位 金属量 t 金 Au 平均品位 g t 1 金属量 kg 银 Ag 平均品位 g t 1 金属量 kg 331 01241182201493158290601687081217415081532951 0115 0 124202101195539504013186643721127142982 合 计1384301449662241001633287654411605575933 332 0124449801431719416901557125058314787156456 0115 0 124177301188933494012779492711816832207 合 计627001363122766301478229986310088188663 333 01243970137991509201297811831186737418 0115 0 1247660118211395301237418190183326384 合 计116301249629045012580300211186313802 331 333总 计21276014132879118015670120642316586778398 主元素铜与伴生钼按市场预测价格 采剥成本 参考西藏已有项目及国内其它大型矿山的实际资料 选取 选别指标与成本也参照国内同类矿山和现有 试验结果选取 拟定的技术经济参数如下 金属价格 Cu 35000元 t Au 112185元 g Ag 115元 g 冶炼返还率 Cu 80 Au 88 Ag 75 采矿损失率 3 采矿贫化率 3 选矿回收率 Cu 88 Au 62 Ag 80 剥离成本 10元 t岩 采矿成本 11元 t矿 选矿成本 35元 t矿 期间费用 30元 t矿 税费 4元 t矿 采选综合成本 80元 t 剥离成本 10元 t 铜精 矿含铜净值 2390018元 t 金的 当量系 数为 0125 银的当 量系 数为 01004 在计算中将铜 金 银品位共同折合成当量 品位 EQCu 3 初拟露天境界边坡参数 根据勘探报告提供的工程地质条件和矿岩力学 性质 在岩石力学分析研究基础上参考类似矿床的 实践经验 拟定的边坡参数见表 2 4 工业指标与露采境界优化 用 L G 法对工业指标和最终开采境界进行优 化 优化工业指标计算是以矿块为基本元素 因而 采取单指标 当量铜截止品位 EQCu Cutoff 即可判 别该矿块是否具有开发价值 本项目以 331 332 类别的资源量为依据 用不同的当量品位的边际品 位分别圈定了 11个境界 唯 10号境界不同的截止 品位对应的现金流皆为最大 详见表 3 无疑该方 案即为最优露天开采境界 表 2 西藏雄村铜矿露天境界边坡参数表 Table 2 Open pit boundary slope para meters 地层代号IBGVTEI HDVTEE MD 方位角 b 320 116 116 136 136 227 227 290 290 320 边坡角44b40b42b40b43b 宽平台个数43476 窄平台个数107101614 宽平台宽度 m2525252525 窄平台宽度 m9911129 表 3 优化境界内不同工业指标的统计结果 Table 3 Statistical results of opti m ized boundaries at different equivalent cutoffs 境界 工业品位矿石量废石量剥采比品位现金流 号 104t 104tt t 万元 101217071126 2652215011550 16085851856 2012116851145 2674213111590 16137 85621814 3012216640146 2695313011620 16188 86032313 4012316433128 2716014911650 16238 86382216 5012416228133 2736514411690 16287866618 6012516018161 2757511511720 16337 86892814 7012615830184 2776219211750 16382 87065912 8012715630100 2796317611790164387201417 9012815429132 2816414411830 16478 87292215 10012915218101 2837517511860 16528 87318313 1101315023103 285701731 190 16574 87292712 注 表中矿石量未计 333类资源 分析表 3可知 随着截止品位的降低 可采矿石 量增加 废石量减少 平均品位 EQCu 和剥采比逐 25 周紫辉 露天矿低品位矿石的利用 步降低 但企业现金流呈波状 并在截止品位为 0129 时出现峰值 因此 雄村铜矿的优化工业指标 可确定为 0129 331 332储量级别矿石合计采 出率为 88182 0129 为最低开采品位 5 低品位矿石指标的确定 低品位矿石的最低入选品位指标确定需要的技 术经济参数有 采矿成本 剥离成本 资源补偿费 期 间费用 选矿费用等 而低品位矿石是作为废石从 采场采出 运出境界后又作为矿石运到选厂 所以它 仅仅负担剥离 选矿和销售费用而不再负担期间费 用和资源税等 计算最低入选品位必须是在确定的境界内 以 低品位矿石的技术经济参数计算当品位降低时 境 界内新增的矿石量 金属量和现金流等 取新增现金 流最大时的品位为最低入选品位指标 然后根据确 定的最低入选品位和最低开采品位确定低品位矿石 的矿石量 由于低品位矿石只承担剥离 选矿和销售费用 所以采矿成本 期间费用和税费不参加计算 废石的 成本为 10元 t 剥离选矿综合成本 65元 t 铜精矿 含铜净值 2731512元 t 由于低品位矿石是作为废 石运出境界的 所以剥离费用已经发生 只有选矿和 销售费用 所以总成本为 65元 t 根据以上的技术 经济参数计算确定境界内新增矿石量 金属量和现 金流等 其结果见表 4 表 4 低品位矿石最低入选品位的优化 Table 4 Opti m ization of the lo west processing grade of low grade ores 当量品位矿石量剥采比境界平均品位金属量增加的矿石量 增加的金属量增加的收入低品位矿石 104t t 104t t万元当量品位 01291501015621140165975686117 0128152321262109016498202410222117163371862900191012859 0127154421172105016397987835133431161121491165130184012815 0126156521792101016347993482182642124177961666866115012771 0125158521421197016299998543199841186228571837714197012715 012416072138119