紫金山金礦資源裂變與創(chuàng)新開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐

摘要：紫金山金礦是典型的低品位金礦，通過(guò)大量的技術(shù)和管理創(chuàng)新，可利用金礦資源發(fā)生了重大裂變，成為中國(guó)乃至世界超大型、低品位金礦綠色高效開(kāi)發(fā)的典范。在紫金山金礦創(chuàng)新開(kāi)發(fā)過(guò)程中，形成了“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式。該管理模式以經(jīng)濟(jì)地質(zhì)理論為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉及環(huán)境保護(hù)五大環(huán)節(jié)技術(shù)與流程，歸結(jié)于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化，通過(guò)技術(shù)和管理系統(tǒng)創(chuàng)新，大幅降低了投資和成本，在紫金山金銅礦及諸多礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，使低品位資源開(kāi)發(fā)取得了高效益。該管理模式對(duì)中國(guó)礦業(yè)開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：紫金山金礦;低品位;五環(huán)歸一;工程管理模式;創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：TD-9 文章編號(hào)：1001-1277（2020）09-0006-06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20200902

引 言

紫金山金銅礦位于福建省上杭縣境內(nèi)，是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)并探明的特大型金屬礦山之一，黃金資源儲(chǔ)量為5.45 t，通過(guò)系列技術(shù)創(chuàng)新及補(bǔ)充勘查，可開(kāi)發(fā)利用黃金資源達(dá)到300 t以上[1]。紫金山金銅礦為高硫中低溫次火山熱液型礦床（斑巖成礦系列上部），金礦經(jīng)歷強(qiáng)烈的氧化作用，呈現(xiàn)“上金下銅”的垂直礦化分帶特征[2-3]。

自1993年以來(lái)，紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司（下稱“紫金礦業(yè)”）對(duì)紫金山金礦進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉和環(huán)境保護(hù)方面進(jìn)行了大量的創(chuàng)新，成為中國(guó)乃至世界超大型、低品位金礦綠色高效開(kāi)發(fā)的典范[4-7]。其主要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，創(chuàng)造了金可利用資源量最大、金產(chǎn)量最大、采選規(guī)模最大、礦石入選品位最低、單位礦石處理成本最低、經(jīng)濟(jì)效益最好等多項(xiàng)全國(guó)第一。2008年，被中國(guó)黃金協(xié)會(huì)授予“中國(guó)第一大金礦”榮譽(yù)稱號(hào)。

在紫金山金礦的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)實(shí)踐過(guò)程中，形成了“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式，并在實(shí)踐中得到不斷豐富和發(fā)展，在紫金山金銅礦及諸多國(guó)內(nèi)外礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，對(duì)紫金礦業(yè)的迅速崛起做出了重要貢獻(xiàn)。本文介紹了紫金山金礦創(chuàng)新開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐，以及“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式的形成與發(fā)展，為國(guó)內(nèi)外礦業(yè)企業(yè)開(kāi)發(fā)利用金礦資源提供可借鑒范本。

1 紫金山金礦創(chuàng)新開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐

從1982年起，福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)對(duì)紫金山進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)十幾年的地質(zhì)勘查工作，按照國(guó)家工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行礦體圈定，1995年經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)，提交表內(nèi)金礦體45個(gè)，C+D級(jí)礦石量129萬(wàn)t，金金屬量5 451 kg;表外金礦體49個(gè)，礦石量680萬(wàn)t，金金屬量10 516 kg，平均品位1.55 g/t，金礦為低品位中小型礦床。根據(jù)設(shè)計(jì)單位的可行性研究方案，礦山建設(shè)規(guī)模150 t/d，采用地下開(kāi)采及全泥氰化工藝，年產(chǎn)金158 kg，總投資2 900萬(wàn)元，年利潤(rùn)69萬(wàn)元，項(xiàng)目沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可行性，成為“雞肋”礦。

由于原設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方案沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可行性，而且地方企業(yè)也無(wú)力獲得巨額的開(kāi)發(fā)資金，經(jīng)過(guò)研究和比對(duì)，選擇了20世紀(jì)60年代在美國(guó)興起的金礦堆浸工藝。堆浸工藝由于礦石不需要磨礦，具有投資少、成本低、規(guī)模靈活、工藝技術(shù)容易掌握等特點(diǎn)，特別適合于低品位氧化金礦石的處理，但回收率相對(duì)較低。為此，紫金礦業(yè)開(kāi)展了堆浸工業(yè)生產(chǎn)。但是，在礦山地下開(kāi)采初期，由于礦體變化極大，圈定的工業(yè)礦體實(shí)際上并不連續(xù)，礦石貧化率很高，采出礦石平均品位低于3 g/t，加之黃金由國(guó)家統(tǒng)一收購(gòu)而且價(jià)格低，生產(chǎn)處于微利狀態(tài)。鑒于礦山存在大量低品位含金“廢石”，通過(guò)大幅度降低圈定礦體邊界品位，眾多的小礦脈合并為巨厚大礦體，可利用資源總量裂變式增長(zhǎng)，開(kāi)采方式從地下開(kāi)采轉(zhuǎn)為露天開(kāi)采，采礦規(guī)模急劇擴(kuò)大，成本顯著降低。由于礦石中含顆粒金，采用單一堆浸工藝不能有效回收顆粒金，且礦石含泥影響礦堆滲透性，因此在堆浸工藝基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地增加了礦石分級(jí)洗礦重選和炭浸工藝，大幅度提高了選礦回收率。研究開(kāi)發(fā)了無(wú)氰加壓炭解吸和金提純冶煉技術(shù)及裝備，對(duì)礦石生產(chǎn)過(guò)程中的溶液實(shí)施閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)零排放，同時(shí)在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行全面的生態(tài)恢復(fù)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了紫金山低品位金礦資源綠色高質(zhì)量開(kāi)發(fā)。

1.1 金礦資源的重新評(píng)估與裂變

礦產(chǎn)資源是礦業(yè)公司的核心資產(chǎn)，是礦業(yè)公司生存和發(fā)展的最重要基礎(chǔ)。圈定和核算資源儲(chǔ)量的工業(yè)指標(biāo)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代是相對(duì)固定的，其顯然不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律和礦山實(shí)際;按照市場(chǎng)準(zhǔn)則，根據(jù)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格和開(kāi)發(fā)成本確定工業(yè)指標(biāo)是必然選擇。

紫金山金礦在開(kāi)發(fā)之初，按照國(guó)家工業(yè)指標(biāo)圈定的礦體組織開(kāi)采，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)舉步維艱。根據(jù)黃金市場(chǎng)價(jià)格的變化，加之礦山開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破使得成本不斷降低，礦山采選規(guī)模迅速擴(kuò)大，大量低品位資源轉(zhuǎn)化為可利用的礦石資源，礦體邊界品位從1.00 g/t下降到0.20 g/t，工業(yè)品位從3.00 g/t下降到0.50 g/t;近年邊界品位下降到0.15 g/t，工業(yè)品位下降到0.20 g/t;礦體也由原來(lái)近百條變化極大脈狀小礦體合并成巨厚大礦體（見(jiàn)圖1），為礦山大規(guī)模開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。紫金山金礦也從無(wú)人問(wèn)津的“雞肋”礦發(fā)展成為中國(guó)最大、效益最好的黃金礦山。紫金山金礦露采境界內(nèi)累計(jì)探明資源儲(chǔ)量匯總見(jiàn)表1。

此外，根據(jù)礦山開(kāi)發(fā)內(nèi)外部條件的變化，對(duì)礦山全生命周期實(shí)行資源儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)管理，大大提高了資源綜合利用率，為紫金山金礦全面大規(guī)模開(kāi)發(fā)奠定了資源基礎(chǔ)[8-9]。

1.2 地下開(kāi)采轉(zhuǎn)露天開(kāi)采的重大變革

1993—1998年，紫金山金礦采用地下開(kāi)采，即空?qǐng)霾傻V法。由于礦體變化極大，開(kāi)采礦量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)礦量，可利用資源非常有限，且礦石貧化率高達(dá)50 %，采出礦石品位低于3 g/t，顯著影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益;而且地下開(kāi)采成本大于100元/t礦，安全風(fēng)險(xiǎn)大，生產(chǎn)規(guī)模受到極大的限制。1998年，根據(jù)礦山存在大面積低品位金礦資源的情況，以及黃金市場(chǎng)價(jià)格和不同生產(chǎn)方式及成本，重新圈定礦體和核算資源儲(chǔ)量，降低品位后合并為巨厚大礦體，同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充勘查，礦石量和黃金資源量大幅度增長(zhǎng)，原地下開(kāi)采轉(zhuǎn)為露天開(kāi)采，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著改善。

為減少基建剝離量及費(fèi)用投入，露天開(kāi)采使用陡幫開(kāi)采工藝。陡幫開(kāi)采組合臺(tái)階每組一般由3～5個(gè)臺(tái)階組成，工作臺(tái)階高12 m，工作臺(tái)階坡面角75°，最小工作平臺(tái)寬30～40 m，臨時(shí)非工作平臺(tái)寬10～15 m， 工作幫坡角24°～28°，最終臺(tái)階高24 m（并段），最終邊坡角42.0°～45.7°（見(jiàn)圖2）。

紫金山金礦是國(guó)內(nèi)首家應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)“全斷面陡幫開(kāi)采技術(shù)”的礦山。該技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了一邊剝離，一邊采礦，減少基建剝離量600萬(wàn)m3，節(jié)約費(fèi)用6 600萬(wàn)元。同時(shí)，紫金礦業(yè)與馬鞍山礦山研究院合作完成了邊坡穩(wěn)定性研究，提高了最終邊坡角，減少剝離量229萬(wàn) m3，節(jié)約費(fèi)用2 500萬(wàn)元。

1.3 礦石運(yùn)輸方式的革命性變革

針對(duì)紫金山地形陡峭，相對(duì)高差900多m，且在高標(biāo)高部分基本沒(méi)有工業(yè)場(chǎng)地的現(xiàn)狀，充分利用礦山地形，創(chuàng)造性地在露天采礦場(chǎng)打通17條超高位天井。礦石卸入數(shù)百米深的溜井中，通過(guò)控制振動(dòng)放礦機(jī)+破碎機(jī)，裝運(yùn)到自卸式電機(jī)車或運(yùn)輸皮帶，再輸送到選礦廠（見(jiàn)圖3），縮短汽車運(yùn)輸距離5 km以上，有效解決了大規(guī)模露天礦山的運(yùn)輸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)每年3 000多萬(wàn)t礦石的安全平穩(wěn)運(yùn)輸，極大降低了礦石運(yùn)輸成本。噸礦（巖）采運(yùn)綜合成本僅10元左右（僅為地下開(kāi)采的10 %），累計(jì)節(jié)約運(yùn)輸成本30億元以上，節(jié)能減排及經(jīng)濟(jì)效益極其顯著。

根據(jù)礦山地形和排土場(chǎng)狀況，基本實(shí)現(xiàn)廢石準(zhǔn)水平運(yùn)輸排放，實(shí)現(xiàn)高土高排，低土低排。為了確保安全，在排土場(chǎng)下游構(gòu)筑金礦堆浸場(chǎng)，實(shí)行不卸堆的疊置式筑堆，并成為排土場(chǎng)的下游大壩，中間形成可以確保安全的庫(kù)區(qū)，顯著降低了建設(shè)投資和廢石排放費(fèi)用。

1.4 從單一堆浸到選冶聯(lián)合工藝及裝備的重大創(chuàng)新

紫金山金礦主要為低溫次火山熱液及火山熱泉成因，之后有強(qiáng)烈的氧化作用，礦石基本為氧化礦石，礦物組成比較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要為褐鐵礦（黃鐵礦氧化），脈石礦物以不同類型的石英為主，另有地開(kāi)石、明礬石等。該金礦最早設(shè)計(jì)采用全炭浸工藝，但由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目不可行，以及資金問(wèn)題，企業(yè)無(wú)法承擔(dān)近3 000萬(wàn)元的投資，項(xiàng)目未能實(shí)施。經(jīng)過(guò)比對(duì)和研究，選擇了投資少、見(jiàn)效快的堆浸工藝。由于堆浸選礦多在露天進(jìn)行，需要大面積的堆浸場(chǎng)，所以該工藝多應(yīng)用在北方干旱及地表平坦地區(qū)。但是，紫金山地形陡峭，而且降雨量大，特別是受到夏秋季臺(tái)風(fēng)的影響，常有強(qiáng)降雨，對(duì)于堆浸生產(chǎn)是一個(gè)挑戰(zhàn)。通過(guò)在紫金山低標(biāo)高地區(qū)建設(shè)堆浸場(chǎng)，礦石通過(guò)高位溜井及平硐運(yùn)輸，有效解決了堆浸場(chǎng)地問(wèn)題;對(duì)于強(qiáng)降雨問(wèn)題，采取清污分流系統(tǒng)，設(shè)置足夠大的溶液池，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)溶液完全內(nèi)部循環(huán)利用，既解決了環(huán)境污染問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了金的高效回收。

由于礦石含泥量大和存在顆粒金，采用單一堆浸工藝時(shí)礦堆滲透性差，顆粒金在堆浸周期內(nèi)不能完全溶解，選礦綜合回收率不到68 %。經(jīng)過(guò)持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，2000年，紫金山金礦將選礦流程改為破碎—洗礦篩分—粗粒級(jí)堆浸、細(xì)粒級(jí)重選、炭浸，形成了堆浸和炭浸聯(lián)合提金工藝（見(jiàn)圖4）。粗粒級(jí)無(wú)需磨礦直接進(jìn)入堆浸系統(tǒng)，細(xì)粒級(jí)進(jìn)入炭浸系統(tǒng);在分級(jí)前設(shè)置了重選，通過(guò)重選預(yù)先回收粗顆粒金。新工藝有效解決了礦堆滲透性和顆粒金影響回收率的問(wèn)題，選礦回收率提高了12百分點(diǎn)至14百分點(diǎn)，黃金產(chǎn)量增加超過(guò)20 t，新增經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)35億元以上。

由于紫金山金礦品位低，選冶工藝獨(dú)特，其生產(chǎn)規(guī)模至少是其他大型黃金礦山的10倍以上，沒(méi)有現(xiàn)成的選冶裝備可以借鑒。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，紫金礦業(yè)通過(guò)自主研發(fā)，開(kāi)發(fā)了浸出貴液大型流態(tài)化床逆流靜態(tài)吸附、載金炭高溫高壓無(wú)氰解吸—電積系列技術(shù)和裝備，溶液吸附量從每天幾百立方米提高到超過(guò)10萬(wàn)m3。

1.5 廢水零排放及高標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)恢復(fù)的環(huán)保舉措

紫金山金礦采用含氰廢液閉路循環(huán)工藝，有效降低了藥劑成本，實(shí)現(xiàn)了含氰廢液零排放，同時(shí)采取一系列有效的防護(hù)措施，在下游持續(xù)不間斷地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，20多年來(lái)未發(fā)現(xiàn)任何氰化物異常。此外，充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)條件，對(duì)含金廢石進(jìn)行綜合利用。截至2018年6月，累計(jì)處理含金廢石925.52萬(wàn)t，回收金金屬量1.91 t， 新增產(chǎn)值4.77億元，新增利稅3.21億元。

在環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上，篩選出耐受性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物，并利用中和渣改造土壤，解決強(qiáng)酸性礦山生態(tài)恢復(fù)中植被成活率低的問(wèn)題，從而有效解決了強(qiáng)酸性礦山生態(tài)恢復(fù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了礦山的綠色開(kāi)發(fā)和發(fā)展。

1.6 礦山開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的高度統(tǒng)一

從1993年到2008年，紫金山金礦進(jìn)行了6次技術(shù)改造，年采選規(guī)模從5萬(wàn)t增加到最大達(dá)3 750萬(wàn)t，年產(chǎn)金18 t，成為中國(guó)最大的世界級(jí)金礦。至2019年底，紫金山金礦累計(jì)產(chǎn)金208 t，累計(jì)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)225億元，低品位金礦資源實(shí)現(xiàn)了高效益。紫金山金礦的成功開(kāi)發(fā)，奠定了紫金礦業(yè)創(chuàng)新高速發(fā)展的基礎(chǔ)，紫金礦業(yè)的成長(zhǎng)，帶動(dòng)了其所在地上杭縣的發(fā)展，上杭縣從國(guó)家級(jí)貧困縣發(fā)展成為福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展十強(qiáng)縣。

2 “礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式的形成與發(fā)展

2.1 管理模式的形成

資源的高效、綠色開(kāi)發(fā)需要在“自然-科學(xué)-技術(shù)-工程-產(chǎn)業(yè)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”的知識(shí)鏈和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中，認(rèn)識(shí)和把握工程發(fā)展規(guī)律，指導(dǎo)礦冶工程實(shí)踐。礦山資源開(kāi)發(fā)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，綜合了地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉和環(huán)保等各個(gè)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性、復(fù)雜性特點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)資源開(kāi)發(fā)模式工序分割，技術(shù)路線單一和靜態(tài)思維，過(guò)度強(qiáng)調(diào)各專業(yè)的重要性和技術(shù)性，忽視經(jīng)濟(jì)目標(biāo)指導(dǎo)下的系統(tǒng)工程和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，生態(tài)和社會(huì)效益意識(shí)薄弱[10-11]。因此，必須突破傳統(tǒng)局限思維，充分認(rèn)識(shí)各環(huán)節(jié)及子工程之間的相互影響，深化整體協(xié)同、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、不斷挖潛、持續(xù)優(yōu)化的管理思維。

紫金山金銅礦為低品位礦山，單位礦石價(jià)值很低，開(kāi)采條件差，無(wú)同類礦山成功經(jīng)驗(yàn)可循，如運(yùn)用傳統(tǒng)礦山工程開(kāi)發(fā)模式，成本將高于礦石價(jià)值，礦山則成為不具開(kāi)發(fā)價(jià)值的“呆礦”。在紫金山金礦的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，以經(jīng)濟(jì)礦業(yè)和系統(tǒng)工程思想指導(dǎo)技術(shù)與工程管理創(chuàng)新，突破工藝分段研究的傳統(tǒng)思維定式，以礦石流為走向，將地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉、環(huán)境保護(hù)五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌研究和全流程控制，實(shí)現(xiàn)了紫金山金礦的綠色高效開(kāi)發(fā)，形成了“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式，并在實(shí)踐中得到不斷豐富和發(fā)展。紫金山金礦1992—2018年主要生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)圖5。

2.2 管理模式

“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式（見(jiàn)圖6）[12]是運(yùn)用系統(tǒng)工程理念和創(chuàng)新思維，統(tǒng)籌地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉和環(huán)境保護(hù)五大環(huán)節(jié)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)路線，歸結(jié)于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。

由圖6可知：金屬礦山開(kāi)發(fā)工程中，礦產(chǎn)資源是前提和基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)采礦使礦石與自然狀態(tài)分離，通過(guò)選礦富集有價(jià)值礦物，冶煉則從有價(jià)值礦物中提取金屬;現(xiàn)代濕法冶金技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)選冶一體化，在礦山直接生產(chǎn)出金屬，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中注重環(huán)境保護(hù)和環(huán)境再造，使有價(jià)金屬被高效、綠色提取的同時(shí)，礦山生態(tài)環(huán)境得到同步恢復(fù)。五個(gè)環(huán)節(jié)相互依存、互為轉(zhuǎn)化，其中某一環(huán)節(jié)變化，都會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生變化?！暗V石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式的本質(zhì)是打破常規(guī)思維，統(tǒng)籌礦山開(kāi)發(fā)五個(gè)主要環(huán)節(jié)的整體協(xié)同，通過(guò)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，根據(jù)市場(chǎng)情況，從礦山實(shí)際出發(fā)，不斷挖掘資源潛力，選擇最合適的開(kāi)發(fā)方案，并不斷優(yōu)化，控制投資，降低礦山綜合生產(chǎn)成本，提高資源綜合利用率和礦山整體效益，歸結(jié)于一個(gè)目標(biāo)——實(shí)現(xiàn)礦山全生命周期經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式示意圖見(jiàn)圖7。

由圖7可知：礦山開(kāi)發(fā)中地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉和環(huán)境保護(hù)各環(huán)節(jié)工程通過(guò)體制、科技和管理方面的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，從礦山的實(shí)際出發(fā)，持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，同時(shí)帶動(dòng)其子工程的創(chuàng)新優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)最佳的礦山整體效益。

“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式形成于紫金山金礦的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，并對(duì)紫金山金銅礦的大規(guī)模、綠色高效開(kāi)發(fā)起到了重要的指導(dǎo)作用。紫金山大量低品位資源的存在為其裂變準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)（內(nèi)因）;根據(jù)資源情況，礦山開(kāi)發(fā)方式的創(chuàng)新變革（外因）實(shí)現(xiàn)了低成本，使得大量低品位資源得到工業(yè)利用，從而發(fā)生資源裂變，資源裂變又為成本控制創(chuàng)造了條件;二者相互作用，相互依存，互為條件，互為促進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。以礦石流為走向，以勘定采，解放資源;以采保選，釋放能力;以選代冶，降低成本;以冶保環(huán)，降耗低排;以環(huán)提效，循環(huán)利用;同時(shí)，采選冶環(huán)成本又決定了資源價(jià)值，環(huán)環(huán)相扣，環(huán)環(huán)協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。

2.3 管理模式的推廣應(yīng)用

“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式的成功應(yīng)用，使紫金礦業(yè)由紫金山金礦起步，之后成功開(kāi)發(fā)下部低品位銅礦，并面向全國(guó)及全球發(fā)展。紫金礦業(yè)從一個(gè)缺資金、少技術(shù)的老區(qū)小企業(yè)，變成擁有國(guó)內(nèi)14家、 國(guó)外12家大型礦山的企業(yè)，紫金礦業(yè)金、銅、鋅礦產(chǎn)資源及產(chǎn)量和主要經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)約位于全球有色礦業(yè)企業(yè)第十位，名列國(guó)內(nèi)前茅，并成功成為金屬礦業(yè)領(lǐng)域“一帶一路”的先行者。

2.3.1 紫金山低品位銅礦

由于金礦的露天開(kāi)采，揭去了上部超過(guò)5億t的“頂蓋”，使得下部銅礦實(shí)施露天開(kāi)采成為可能。在“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式的指導(dǎo)下，實(shí)施了金銅聯(lián)合露采，開(kāi)發(fā)了低品位硫化銅礦資源生物冶金成套技術(shù)，建成國(guó)內(nèi)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)生物提銅冶煉廠;成功運(yùn)營(yíng)開(kāi)發(fā)了世界首套傳統(tǒng)浮選和生物堆浸相結(jié)合的選（冶）系統(tǒng)，將銅礦浮選系統(tǒng)半自磨排礦篩上超低品位礦石（0.16 %）開(kāi)路到生物堆浸流程（篩下浮選），大大提高了銅礦資源的綜合利用率，使銅礦入選邊界品位降低到0.15 %，可利用銅礦資源儲(chǔ)量增加到242萬(wàn)t（不包括紫金山外圍銅礦資源），資源價(jià)值增加約1 000億元;開(kāi)發(fā)了礦山含銅酸性廢水資源化回收工藝，近10年從含銅酸性廢水中累計(jì)回收銅4.56萬(wàn)t。礦山采選銅礦石累計(jì)1.55億t，平均品位0.364 %，產(chǎn)銅52.80萬(wàn)t，累計(jì)實(shí)現(xiàn)利稅117億元，實(shí)現(xiàn)了低品位銅礦資源的綠色高效開(kāi)發(fā)。

2.3.2 吉林曙光金銅礦

吉林曙光金銅礦是瀕臨破產(chǎn)的老礦山，紫金礦業(yè)并購(gòu)后，應(yīng)用“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式，針對(duì)礦山存在的大量低品位礦石，按價(jià)值法重新圈定礦體，從金2.5 t（0.8 g/t）、銅8 000 t（0.78 %）重新核算為金73.2 t（0.48 g/t）、銅30.4萬(wàn)t（0.2 %）;開(kāi)采方式從地下轉(zhuǎn)為露天，規(guī)模從850 t/d擴(kuò)大到28 200 t/d，噸礦成本從312元降低到68.8元，累計(jì)實(shí)現(xiàn)利稅57億元。同時(shí)，礦山高度重視生態(tài)建設(shè)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.3.3 剛果（金）科盧韋齊銅鈷礦

“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式在科盧韋齊銅鈷礦的應(yīng)用取得了巨大成功。通過(guò)補(bǔ)充勘查，新增銅資源131萬(wàn)t、鈷資源9萬(wàn)t。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化和工程管理創(chuàng)新，項(xiàng)目建設(shè)期大幅縮短，一期設(shè)計(jì)建設(shè)期2.5 a，實(shí)際建設(shè)期2 a;一期可研預(yù)算總投資6.4億美元，實(shí)際投資約3億美元。二期僅用9個(gè)月完成建設(shè)，投產(chǎn)后形成了年產(chǎn)銅10萬(wàn)t、鈷3 000 t的大型礦山。項(xiàng)目投產(chǎn)第一年實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)1億美元，成為非洲礦山建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的新標(biāo)桿。

3 結(jié) 語(yǔ)

1）紫金山金礦是典型的低品位金礦，通過(guò)大量的技術(shù)和管理創(chuàng)新，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)地質(zhì)理論對(duì)資源進(jìn)行重新評(píng)價(jià)，使可利用金資源儲(chǔ)量從約5.45 t擴(kuò)大到近316.0 t， 實(shí)現(xiàn)了金礦資源的裂變，成為中國(guó)乃至世界超大型、低品位金礦綠色高效開(kāi)發(fā)的典范。

2）創(chuàng)新是礦業(yè)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。礦業(yè)工程與傳統(tǒng)制造業(yè)具有較大的差異，每個(gè)礦山都不相同，都需要進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。在一定程度上，礦業(yè)工程也是一個(gè)“藝術(shù)創(chuàng)作”過(guò)程，能否成為杰作，關(guān)鍵看其創(chuàng)新能力和水平。

3）在經(jīng)濟(jì)目標(biāo)指導(dǎo)下的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新可以獲得良好的創(chuàng)新成果，技術(shù)是為經(jīng)濟(jì)目的服務(wù)的手段，要有系統(tǒng)工程思想和經(jīng)濟(jì)思維，突破各環(huán)節(jié)技術(shù)至上的思維局限。

4）“礦石流五環(huán)歸一”礦業(yè)工程管理模式形成于紫金山金礦的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)過(guò)程，是紫金礦業(yè)25年來(lái)大量礦業(yè)工程實(shí)踐理念的總結(jié)，其核心是歸一，即要以經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化為出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)工程理念和創(chuàng)新思維，對(duì)地質(zhì)、采礦、選礦、冶煉和環(huán)境保護(hù)五大主要環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合研究，結(jié)合市場(chǎng)和其他外部環(huán)境因素，選擇最適合的工藝技術(shù)路線和開(kāi)發(fā)方案，并全面、持續(xù)地進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。

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Resource fission and innovative development engineering practice in Zijinshan Gold Mine

—"Five-process Integration" mining engineering management mode

Chen Jinghe

（Zijin Mining Group Co.，Ltd.）

Abstract：Zijinshan Gold Mine is a typical low-grade gold mine.Through a large number of technological and management innovations，available gold resources have achieved significant fission，which is a classic case of green and efficient development of super-large，low-grade gold mines in China，even in the world.The "Five-process Integration" mining engineering management mode formed in the process of innovative development of Zijinshan Gold Mine.The mode is developed based on the theory of economic geology，coordinates the technology and flow of the 5 important links including geology，mining，mineral processing，smelting and environmental protection and is concluded with maximum economic and social profits.With technological and management innovations，the mode has greatly reduced the investment and cost，played an important role in the development of Zijinshan Gold Copper Mine and many other mines，and generated good returns from the low-grade resources.The management mode could play an important guiding role in the mining industry development in China.

Keywords：Zijinshan Gold Mine;low grade;Five-process Integration;engineering management mode;innovation

收稿日期：2020-07-15; 修回日期：2020-08-26

作者簡(jiǎn)介：陳景河（1957—），男，福建龍巖人，教授級(jí)高級(jí)工程師，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，黨委書(shū)記，董事長(zhǎng)，從事礦產(chǎn)勘查與開(kāi)發(fā)工作;主持的重大科研項(xiàng)目有國(guó)家級(jí)科技成果推廣項(xiàng)目“黃金生產(chǎn)廢水廢氣零排放技術(shù)應(yīng)用”（2000E041D7200148），國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目“上杭紫金山金礦低品位物料綜合利用”（2001EB00683），“十五攻關(guān)計(jì)劃”項(xiàng)目“生物冶金技術(shù)及工程化”（2001BA609A-17）等多項(xiàng);獲得的重大獎(jiǎng)項(xiàng)有國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技獎(jiǎng)28項(xiàng)，發(fā)明專利24項(xiàng)等;福建省上杭縣紫金大道1號(hào)，紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，364200;E-mail：cjh@zijinmining.com