有色金屬礦床工業(yè)指標(biāo)邊界品位制定方法

岳 艷

（中國(guó)有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710001）

1 邊界品位

礦床工業(yè)指標(biāo)是指當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，礦床應(yīng)達(dá)到以工業(yè)規(guī)模利用的綜合標(biāo)準(zhǔn)[1]，其是評(píng)價(jià)礦床工業(yè)價(jià)值、圈定礦體、估算礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量的依據(jù)。礦床工業(yè)指標(biāo)主要包括邊界品位、最低工業(yè)品位、礦床平均品位等指標(biāo)。其中，邊界品位的制定最為重要[2,3]。

邊界品位作為劃分礦與非礦的分界品位，其是對(duì)圈定礦體單個(gè)樣品有益組分含量的最低要求[4]。礦床中高于邊界品位的塊段為礦石，低于邊界品位的塊段為廢石。由品位礦量曲線圖（圖1）可知，邊界品位的選擇直接影響到礦石的儲(chǔ)量，進(jìn)而影響礦山的生產(chǎn)規(guī)模、最終開采的境界、設(shè)備選型和礦山生產(chǎn)壽命等。

圖1 品位礦量曲線

2 依據(jù)不同邊界品位圈定礦體

邊界品位作為劃分礦和圍巖的區(qū)別，其數(shù)值的選取直接影響主礦體的連續(xù)性、礦體厚度以及連接形態(tài)，礦體因影響程度不同生成不同的礦石量、金屬量、礦床平均品位等一系列指標(biāo)。

由圖2可知，當(dāng)同一個(gè)鐵礦床選擇的邊界品位分別為15%、25%、30%的時(shí)候，礦體邊界相對(duì)應(yīng)的為紫色、黑色、紅色邊界，圈定出的三個(gè)礦體無論在厚度、品位還是礦體連續(xù)性等各個(gè)方面均存在巨大的差異。因此，礦山開采的基礎(chǔ)依據(jù)（礦石量、金屬量、品位）、關(guān)鍵技術(shù)（采選尾工藝）、設(shè)計(jì)參數(shù)（礦山規(guī)模、服務(wù)年限）和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（投資回收期、投資收益率），均與邊界品位密切相關(guān)。

圖2 同一鐵礦床用不同邊界品位圈定礦體

3 邊界品位選擇不當(dāng)

3.1 邊界品位制定過低

邊界品位制定過低，往往造成對(duì)礦床規(guī)模高估，礦石量偏大，導(dǎo)致使礦床品位統(tǒng)計(jì)結(jié)果偏低，礦床金屬量超出實(shí)際量。設(shè)計(jì)的采、選生產(chǎn)規(guī)模會(huì)過大。相匹配的礦山選廠和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施也可能設(shè)計(jì)過大。估算的初始投資和追加投資會(huì)被高估。運(yùn)營(yíng)成本可能估算得過低。

在這種情況下，一旦礦山開始生產(chǎn)，如果不能按期達(dá)產(chǎn)，并且收入低于預(yù)期，或者實(shí)際生產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)原來預(yù)計(jì)的較低的運(yùn)營(yíng)成本，礦山的經(jīng)營(yíng)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的問題。

3.2 邊界品位制定過高

邊界品位制定過高，通常會(huì)造成對(duì)礦床規(guī)模低估，同時(shí)，礦床統(tǒng)計(jì)品位也相應(yīng)會(huì)比較高。這將導(dǎo)致礦山開采方案設(shè)計(jì)中選取的礦山設(shè)施、選礦廠和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)產(chǎn)能可能會(huì)不足。雖然這些設(shè)施的初始投資成本較低，但運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)被過高估算。

在這種情況下，一旦礦山開始生產(chǎn)，通過降低邊界品位可以開采更多的礦石，并獲得利潤(rùn)，但是礦山和選廠處理規(guī)模過小，導(dǎo)致礦業(yè)公司的開采受限，很難提高產(chǎn)量，單位平均成本相對(duì)原有估算也會(huì)較高。

4 制定邊界品位的幾種方法

制定邊界品位的方法有多種，需要依據(jù)礦產(chǎn)品種、礦石類型、礦床勘探類型、礦山開采類型以及當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和采選工藝及成本等多種因素綜合考慮選取，主要有以下幾種：

4.1 類比法

類比法確定邊界品位，其原理是根據(jù)同類礦床的開采實(shí)踐，結(jié)合本礦床礦石選冶試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)類比所選定的邊界品位。《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定其值一般不高于尾礦品位的1.5-2.0倍以上，比如某金礦尾礦品位是0.256×10-6，則其邊界品位不應(yīng)高于0.512×10-6。但是經(jīng)過近年的工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該方法在當(dāng)下礦山開采中可參考性極小，和大多數(shù)的礦山生產(chǎn)實(shí)際情況不相符，因此，工作人員在工作中要合理使用，不要因此局限了邊界品位的制定標(biāo)準(zhǔn)，很多低品位礦山經(jīng)過詳細(xì)論證后選擇的最終邊界品位都大于尾礦品位的兩倍以上。

4.2 統(tǒng)計(jì)法

統(tǒng)計(jì)法確定邊界品位，是根據(jù)礦床單個(gè)樣品基本分析結(jié)果，按不同礦體，將主要有用組分的含量劃分為若干品位區(qū)間，并統(tǒng)計(jì)各區(qū)間的樣品頻數(shù)和頻率，做出頻數(shù)或頻率的分布點(diǎn)線圖，找出低品位區(qū)間曲線由高到低，或由低到高的突然轉(zhuǎn)折點(diǎn)，考慮其他因素，將此突變點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的品位值定位邊界品位。該方法在目前的工業(yè)指標(biāo)論證中應(yīng)用比較廣泛，被多個(gè)設(shè)計(jì)院采用，而且經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，和礦山實(shí)際的情況比較接近。

例如：陜西某金礦，根據(jù)礦區(qū)樣品基本分析結(jié)果，統(tǒng)計(jì)的樣品Au品位分布頻數(shù)頻率見表1，樣品Au品位頻數(shù)頻率分布柱狀圖見圖3。根據(jù)圖3中可知，總體上樣品品位呈漸變的關(guān)系，Au位于0.4-1.0×10-6之間的樣品數(shù)較多，在0.5-0.6×10-6、0.8-0.9×10-6、1.0-1.1×10-6等點(diǎn)位分別出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。故在邊界品位方案比較時(shí)，可以選擇0.5×10-6、0.8×10-6、1.0×10-6三個(gè)邊界品位進(jìn)行論證。

圖3 樣品Au品位頻數(shù)頻率分布柱狀圖

表1 樣品Au品位頻數(shù)頻率統(tǒng)計(jì)表

4.3 圖解法

圖解法又稱為樣品品位累計(jì)頻數(shù)曲線補(bǔ)償法，工作原理是將基本分析樣品按品位區(qū)間分組后，統(tǒng)計(jì)和計(jì)算出各組樣品的頻數(shù)和頻率，并作出其頻數(shù)的累計(jì)曲線圖。通過曲線端點(diǎn)A作橫坐標(biāo)的垂線，并與之交于T；在縱坐標(biāo)上找出工業(yè)品位對(duì)應(yīng)的點(diǎn)P（圖上為1.1%），過P作與橫坐標(biāo)的平行線，分別交AT和頻數(shù)累計(jì)曲線于BO；在直線PB上尋找一點(diǎn)C，過C作橫坐標(biāo)的垂線交頻數(shù)曲線的下段于D。當(dāng)直角曲邊三角形OCD與OAB面積相等時(shí)，D點(diǎn)在縱坐標(biāo)上的對(duì)應(yīng)值，即為所求的邊界品位，即圖上的0.6。

圖解法能夠直觀地反映出邊界品位和最低工業(yè)品位的關(guān)系，但是其必須結(jié)合諸如礦化特征、選礦試驗(yàn)結(jié)果等具體情況才能合理利用。同時(shí)，必須充分考慮工業(yè)品位的選取是否合理，因?yàn)槠溥x取直接關(guān)系到邊界品位的選擇。

圖4 品位頻數(shù)累計(jì)曲線圖

這三種方法在工作中的選取不是獨(dú)立進(jìn)行，而是相互輔助，通過多種方法聯(lián)合的形式，結(jié)合最低工業(yè)品位的制定依據(jù)、采選方案指標(biāo)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)財(cái)務(wù)分析數(shù)據(jù)，得出邊界品位。

5 結(jié)論

隨著采礦、選礦、冶煉和加工等技術(shù)水平的提高，以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件的變化，高品位礦床資源的逐漸減少或枯竭，因此，礦床邊界品位是動(dòng)態(tài)的、變化的。當(dāng)前評(píng)價(jià)礦床或考慮礦床開發(fā)時(shí)，必須依據(jù)當(dāng)前技術(shù)的經(jīng)濟(jì)條件，既考慮資源的利用率，同時(shí)，考慮開發(fā)礦床的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

在礦床邊界品位制定中，不但考慮地質(zhì)礦石量的多少，資源量的利用率，還要考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，以及礦產(chǎn)資源回收、環(huán)保、生態(tài)平衡、產(chǎn)品單位能耗等社會(huì)效益，在生產(chǎn)成本、產(chǎn)品價(jià)格、生產(chǎn)技術(shù)等有較大變化時(shí)，及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，從而有效地保護(hù)、科學(xué)和合理地開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。