黔北正安紅光壩鋁土礦床概略技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

李 鋆，嚴(yán)學(xué)英，朱成林，雷志遠(yuǎn)，朱永紅

（貴州省地礦局106 地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000）

位于黔北正安縣境內(nèi)的紅光壩鋁土礦床，礦體展布面積1.371km2，于1992～1993年由我隊(duì)進(jìn)行地質(zhì)普查（原稱(chēng)鳳王槽鋁土礦）[1]，2006～2008年詳查[2]，完成1：5000 地質(zhì)填圖17km2，探槽1319.02m3（44個(gè)）、淺井40.40m（4個(gè)）、鉆探4981.82m（21個(gè)）、初步可溶性試驗(yàn)樣1 件等實(shí)物工作量。對(duì)該礦床范圍內(nèi)，原則上按100～200m 間距進(jìn)行地表工程揭露和以200m×200m 或400m×200m 的網(wǎng)度布設(shè)和施工鉆孔，進(jìn)行遠(yuǎn)景控制和詳查評(píng)價(jià)。求獲（332）＋（333）類(lèi)鋁土礦礦石資源量940.99萬(wàn)t，具中型礦床的遠(yuǎn)景規(guī)模。同時(shí)初步查明了伴生鎵的含量、賦存狀態(tài)及分布規(guī)律，估算鎵金屬資源量為493.08t。礦體形態(tài)呈層狀、似層狀產(chǎn)出，厚度變化系數(shù)為23.44%～36.89%，屬穩(wěn)定型。研究表明，在礦床南部有希望擴(kuò)大礦床遠(yuǎn)景規(guī)模，因此紅光壩鋁土礦已被列入黔北務(wù)正道鋁土礦整裝勘查的主要對(duì)象之一。

紅光壩鋁土礦在普查、詳查階段地勘總投資為1 000萬(wàn)元，鋁土礦的單位勘查成本為1.06 元/t 礦石，地質(zhì)工作投資效果為374.79 倍，說(shuō)明地質(zhì)勘查效果良好。本文選用經(jīng)濟(jì)計(jì)算與綜合分析相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，對(duì)該礦床進(jìn)行概略技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。鑒于詳查工作已結(jié)束，但開(kāi)發(fā)期不可知，因此經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法采用不計(jì)時(shí)的“總利潤(rùn)法”，即計(jì)算未來(lái)礦山全采期的期望總利潤(rùn)作為目標(biāo)函數(shù)[3]，用資金償還期及靜態(tài)投資收益率作評(píng)價(jià)指標(biāo)[4～6]。其評(píng)價(jià)模式可供地質(zhì)同行在評(píng)價(jià)類(lèi)似鋁土礦時(shí)參考。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 地層構(gòu)造

紅光壩鋁土礦產(chǎn)于上石炭統(tǒng)大竹園組的中上部，大竹園組[7～8]，習(xí)稱(chēng)含鋁巖系，厚2.20～9.99m，自下而上系由粘土巖、鐵質(zhì)或綠泥石粘土巖、致密狀、半土狀、碎屑狀及豆鮞狀鋁土礦、鋁土質(zhì)粘土巖以及粘土巖組成。南北向的鳳王槽向斜與北北東向的大灣背斜組成了礦床的構(gòu)造骨架，向（背）斜兩翼巖層傾角24°～33°，其核部地層由中二疊統(tǒng)茅口組和棲霞組灰?guī)r所組成。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，小斷層對(duì)礦層（體）破壞甚微，不影響礦體分布的連續(xù)性和完整性。

1.2 礦床類(lèi)型及規(guī)模

根據(jù)成礦地質(zhì)特征和礦床就位機(jī)制，將紅光壩鋁土礦的成因類(lèi)型劃分為古風(fēng)化殼型異地堆積鋁土礦床[9]；工業(yè)類(lèi)型為一水硬鋁石型鋁土礦床[10]。經(jīng)詳查求獲332＋333 類(lèi)鋁土礦石資源量940.99萬(wàn)t，具中型礦床規(guī)模，其中332 類(lèi)資源量301.26萬(wàn)t，占32.02%，333 類(lèi)資源量639.73萬(wàn)t，占67.98%。主礦體（1號(hào)）分布在背斜轉(zhuǎn)折端一帶；次要礦體（2號(hào)）分布于向斜西翼。礦體長(zhǎng)830～2 500m，沿傾向?qū)?00～600m，展布面積0.459～0.912km2,平均傾角24°～33°，平均厚1.91～2.12m，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以單層鋁土礦居多、偶見(jiàn)不穩(wěn)定夾石（鋁土巖）為其特征。

1.3 礦石質(zhì)量及礦石類(lèi)型

礦床礦體平均厚度為2.04m，礦石平均含Al2O359.17%，SiO2為9.63%，F(xiàn)e2O3為9.76%，TS為1.11%，A/S為6.14。鋁土礦石由23 種礦物組成，其中以一水硬鋁石為主，占礦石礦物總量的90%以上，其次以高嶺石、水云母、綠泥石、黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦及銳鈦礦最為常見(jiàn)。礦石自然類(lèi)型有碎屑狀礦石，占資源總量的68%；豆鮞狀礦石，占15%；半土狀礦石（圖片1），占9%；致密狀礦石，占8%。礦石工業(yè)類(lèi)型以低鐵低硫型鋁土礦為主，占資源總量的67%；其次是低鐵高硫型鋁土礦，占資源總量的20%；高鐵低硫型鋁土礦少見(jiàn)，僅占資源總量的13%。

1.4 礦石加工技術(shù)性能

采集低鐵低硫型鋁土礦（Al2O3為58.35%、Fe2O3＜10%、TS為0.56%、A/S為6.86）試驗(yàn)樣1 件，由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所采用拜爾法作初步可溶性試驗(yàn)。氧化鋁相對(duì)溶出率97.18%，實(shí)際溶出率83.02%，溶出性能良好。鋁土礦中含伴生鎵0.0025%～0.0087%，平均0.00524%，根據(jù)鋁土礦初步可溶性實(shí)驗(yàn)，在赤泥中Ga（鎵）的絕對(duì)量占原礦中Ga（鎵）的絕對(duì)量的12%以下，表明原礦中絕大部分Ga（鎵）進(jìn)入溶液，可回收利用。據(jù)此認(rèn)為，鋁土礦中的伴生鎵具有可觀的綜合開(kāi)發(fā)利用前景[11]。

1.5 礦床開(kāi)采技術(shù)條件

礦體產(chǎn)于下志留統(tǒng)韓家店群頁(yè)巖或上石炭統(tǒng)黃龍組灰?guī)r古侵蝕面之上，相距1.51～7.51m，1號(hào)和2號(hào)兩個(gè)礦體均位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面之上，地表無(wú)大的水體，地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，小斷裂構(gòu)造對(duì)礦體的破壞甚微，破碎帶富水較弱，含水層富水性中等，據(jù)此預(yù)測(cè)未來(lái)礦坑涌水十分有限。就地形切割而言，礦坑一旦發(fā)生涌水現(xiàn)象，其涌水量一般不大，易于排放，礦床水文地質(zhì)條件劃屬中等偏復(fù)雜似更恰當(dāng)。礦體直接頂板以致密狀鋁土質(zhì)粘土巖或粘土巖為主，極少部分為中二疊統(tǒng)梁山組炭質(zhì)粘土巖或棲霞組石灰?guī)r，其穩(wěn)固性稍差，坑采時(shí)必須支護(hù)；礦體底板為綠泥石粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖或粘土巖等。鑒于礦體頂?shù)装鍑鷰r為節(jié)理裂隙不發(fā)育、結(jié)構(gòu)較完整的半堅(jiān)硬巖石，故將其工程地質(zhì)條件劃為中等類(lèi)型。礦床范圍內(nèi)為典型的臺(tái)地地形，其面積寬而廣，傾角平緩的鋁土礦層（體）沿臺(tái)地邊緣分布，為平坑布設(shè)、施工與開(kāi)采提供了極為有利的地形條件。

2 礦床開(kāi)發(fā)的外部條件

2.1 交通運(yùn)輸條件

紅光壩鋁土礦位于黔北正安縣境內(nèi)，對(duì)外交通方便，礦床（區(qū)）有公路通往正安縣城，里程28km，日有班車(chē)相通；正安到遵義市行程150km；該礦床（區(qū)）距離特大型的務(wù)川縣大竹園鋁土礦床（區(qū)）只有50km，具有地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)。

2.2 供電供水條件

圖1 黔北鋁土礦資源分布及交通位置圖

在正安縣境內(nèi)，目前已建有小型電站44處，總裝機(jī)容量6077kW，年發(fā)電量1 166萬(wàn)kW.h，已全部聯(lián)網(wǎng)。擬新建的沙矸電站裝機(jī)容量3.8萬(wàn)kW，烏江及務(wù)川洪渡河梯級(jí)電站正在開(kāi)發(fā)建設(shè)，必將促進(jìn)烏江電網(wǎng)電能供給的擴(kuò)大和提升，在不久的將來(lái)就能滿足礦山開(kāi)發(fā)的需要。未來(lái)礦山用水，可引自流經(jīng)礦床（區(qū)）西部邊緣的馬河支流。該河流一般流量為3.65t/s，尚能滿足礦山開(kāi)采時(shí)用水。礦床（區(qū)）附近泉點(diǎn)不僅水量豐富，而且水質(zhì)好，因此生活用水可以就地解決。

2.3 區(qū)域內(nèi)鋁土礦資源形勢(shì)

黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦是全國(guó)47個(gè)整裝勘查項(xiàng)目之一。截至2012年，在勘查區(qū)面積3 251km2的范圍內(nèi)，共發(fā)現(xiàn)鋁土礦床25處（圖1），求獲鋁土礦資源總量達(dá)4.3 億噸[12]，具有潛在的資源稟賦，同時(shí)還具有礦石質(zhì)量較佳、開(kāi)采條件較好、水電充足、交通方便和熔劑灰?guī)r配套[13]等優(yōu)點(diǎn)，為未來(lái)黔北鋁工業(yè)基地—氧化鋁廠和電解鋁廠的興建提供了豐富的礦產(chǎn)資源保障。

2.4 配套熔劑灰?guī)r

眾所周知，熔劑灰?guī)r是制取氧化鋁必不可少的配套資源。需要量與鋁土礦石的比例為1∶1，因此在氧化鋁廠附近必須探明所需數(shù)量的熔劑灰?guī)r供氧化鋁廠配用。在務(wù)正道地區(qū)每個(gè)賦礦向斜的軸部，大都分布有質(zhì)地優(yōu)良的中二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r和下三疊統(tǒng)夜郎組中部灰?guī)r，所需熔劑灰?guī)r可就近勘查評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)利用，滿足未來(lái)氧化鋁廠的配用需要。

3 開(kāi)采方式和采礦方法

根據(jù)礦床礦體產(chǎn)出特征和臺(tái)地地形特點(diǎn)，對(duì)礦山開(kāi)采構(gòu)成了極有利于坑采的耦合效應(yīng)。因此，采用機(jī)械化平硐開(kāi)拓，階段(中段)開(kāi)采的采礦方法成為礦山建設(shè)的首選方案。選礦方法可在適當(dāng)破碎的基礎(chǔ)上，以人工手選兼用簡(jiǎn)單工具剝離為主，流程簡(jiǎn)單。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，開(kāi)采階段設(shè)計(jì)必須要有足夠的可采礦量作保障，以確保經(jīng)濟(jì)效益的獲得。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定

紅光壩鋁土礦已被規(guī)劃為黔北鋁工業(yè)基地的后備資源保障區(qū)，本文以氧化鋁為產(chǎn)品進(jìn)行概略技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，計(jì)算出其潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4.1 鋁土礦可采資源量（Qs）

式中：Q-（332）+（333）類(lèi)礦石資源量（940.99萬(wàn)噸）；K-采礦境界內(nèi)可采資源量系數(shù)（0.7）；ε-鋁土礦采礦回收率（80%）。

4.2 生產(chǎn)1 噸氧化鋁所需礦石的折合比（A）

式中：βA-氧化鋁產(chǎn)品中Al2O3的平均含量（拜爾法按一級(jí)品取值98.6%）；β-鋁土礦礦石中Al2O3的平均含量（59.17%）；εA-氧化鋁綜合回收率（80%）；ρ-礦石貧化率（6%）。根據(jù)國(guó)內(nèi)鋁工業(yè)發(fā)展的形勢(shì)，結(jié)合本礦床地質(zhì)特征和資源量現(xiàn)狀及其埋藏條件，未來(lái)氧化鋁廠生產(chǎn)規(guī)模預(yù)期值可確定為15萬(wàn)噸·氧化鋁/年（F1），約需礦石31.5萬(wàn)噸/年（F2）。礦山服務(wù)年限（T）：T=Qs/F2=526.95萬(wàn)噸÷31.5萬(wàn)噸/年=16.7年。

4.3 礦床全采期的期望總利潤(rùn)（I）

式中：P—氧化鋁售價(jià)：最新國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格為3 800 元/t 氧化鋁（稅后價(jià)）；C—氧化鋁生產(chǎn)成本（含采礦、運(yùn)輸、破碎、財(cái)務(wù)和管理費(fèi)用、資源稅等及拜爾法制取氧化鋁的成本），據(jù)有關(guān)資料為2000 元/噸；C1—礦山單位鋁土礦基建投資（500 元/噸）；C2—氧化鋁廠投資（4000 元/噸）；T—礦山服務(wù)年限（16.7年）；E—地勘投資（含前期普查和詳查的總投資1000萬(wàn)元）。

5 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

按上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)公式及參數(shù)計(jì)算，其結(jié)果為：Qs=526.95（萬(wàn)噸）；A=2.1；I=374791.83（萬(wàn)元）(未扣出貸款利息)。

6 礦床開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效果分析

1）投資償還期（Ta）

式中：R1-礦山基建投資:

R2-氧化鋁廠基建投資:

R3-礦山與氧化鋁廠的流動(dòng)資金；R3=（R1+R2）×15%=（15776.95+60102.65）×15%=11381.94（萬(wàn)元）；

2）投資收益率（i）：

7 礦床綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

1）紅光壩鋁土礦床具有中型礦床規(guī)模，礦石可供坑采。同時(shí)具有區(qū)位優(yōu)勢(shì)，交通便利、電力充足、水量豐富及熔劑灰?guī)r配套等優(yōu)點(diǎn)，表明外部建設(shè)條件良好。

2）紅光壩鋁土礦礦石質(zhì)量中等，制取氧化鋁采用拜爾法可獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，加之對(duì)鋁土礦中鎵的綜合回收利用，增大礦床收益的附加值，未來(lái)礦山、氧化鋁廠受益非淺。

3）開(kāi)發(fā)紅光壩鋁土礦床投資效果良好，全采期的期望總利潤(rùn)為374 791.83萬(wàn)元，投資償還期為3.9年，投資效率為25.64%，高于目前國(guó)內(nèi)氧化鋁廠參考基準(zhǔn)收益率10%～20%的指標(biāo)，就整個(gè)黔北務(wù)正道地區(qū)的鋁土礦而言，其勘查開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)景尚有一定的擴(kuò)大空間，可為氧化鋁廠提供后備資源補(bǔ)充。

4）紅光壩鋁土礦床（區(qū)）地處經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后的鄉(xiāng)鎮(zhèn)山區(qū)，勞動(dòng)力資源充足，礦床開(kāi)發(fā)必將帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。在采礦區(qū)內(nèi)，人口稀少，利于坑采，但要注意礦坑頂板的支護(hù)和采空區(qū)的回填，以防治地面塌陷或沉降的發(fā)生，因此采用坑采一般不會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。礦山建設(shè)選址需進(jìn)行可行性研究，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、壓覆礦產(chǎn)資源情況作出評(píng)估；對(duì)礦山廢渣、工業(yè)廢料要定點(diǎn)堆放，妥善處理。未雨綢繆，防患于未然。

8 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)論證，我們認(rèn)為，正安紅光壩鋁土礦床應(yīng)在地質(zhì)詳查工作的基礎(chǔ)上，提高地質(zhì)工作程度，即可轉(zhuǎn)入地質(zhì)勘探。筆者撰寫(xiě)本文的目的在于提高地質(zhì)勘查的經(jīng)濟(jì)效果和降低投資風(fēng)險(xiǎn)，最大程度確保地質(zhì)勘查投資的可靠性，以期獲得事半功倍的最佳經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文可作為紅光壩鋁土礦床由詳查轉(zhuǎn)入勘探的決策依據(jù)。

[1]李鋆，等.貴州省正安縣鋁土礦區(qū)鳳王槽礦段普查地質(zhì)報(bào)告[R].1993.

[2]翁申富，廖友常，黃作明，等.貴州省正安縣紅光壩鋁土礦詳查地質(zhì)報(bào)告[R].2008.

[3]袁宗儀，等.鋁土礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)的研究[R]，1984

[4]朱成林，戴祥分，郭文良.遵義后槽鋁土礦區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的模式[J].貴州地質(zhì)，1986，3（3）：297～305.

[5]廖友常，雷志遠(yuǎn).務(wù)川大竹園鋁土礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模式及評(píng)價(jià)效果[J].貴州地質(zhì)，2008，25（4）：260～264.

[6]葉德書(shū)，朱永紅，朱成林.遵義仙人巖鋁土礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的模式[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2009，23（6）：547～552.

[7]劉文凱，肖光華，闞小波.貴州省正安、道真、務(wù)川鋁土礦成礦時(shí)代、成礦環(huán)境和成礦規(guī)律研究[R].1994

[8]劉平.黔北—川南石炭系大竹園組[J].中國(guó)區(qū)域地質(zhì)，1996，15（2）：123～130.

[9]中國(guó)礦床發(fā)現(xiàn)史綜合卷編委會(huì).中國(guó)礦床發(fā)現(xiàn)史·綜合卷[M].北京：地質(zhì)出版社，2001.

[10]礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)編委會(huì).礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)[M].北京：地質(zhì)出版社，2010.

[11]劉平.貴州鋁土礦伴生鎵的分布特征及綜合利用前景[J].貴州地質(zhì)，2007，24（2）∶90～96.

[12]翁申富，雷志遠(yuǎn)，陳海，等.貴州務(wù)正道鋁土礦基底古地貌與礦石品質(zhì)的關(guān)系—以務(wù)川大竹園鋁土礦床為例[R].2012.

[13]朱永紅，朱成林.遵義鋁土礦（帶）找礦模式及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)[J].地質(zhì)與勘探，2007，43（5）∶23～28.