某銅鉬礦山低品位礦石利用方案研究

李 飛,龔元翔，李好月

(長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410019)

0 引 言

礦產(chǎn)資源是有限的、不可再生的，合理利用低品位礦石對人類社會及礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。露天境界內(nèi)的低品位礦石有前期全部堆存、部分堆存及全部與礦石一同進(jìn)入選廠處理的多種方案。而界定這些方案的可行性則需要明確礦山的盈虧平衡品位及低品位礦石利用的經(jīng)濟(jì)品位。不同方案對應(yīng)的采礦排產(chǎn)計劃不同，后期追加的采礦設(shè)備投資、堆場投資不同，選礦廠入選的礦石品位亦有所不同，其選礦回收率也存在一定差異，從而導(dǎo)致項目服務(wù)年限內(nèi)各方案每年的現(xiàn)金流不同，因此必須進(jìn)行方案比選。

本文以某銅鉬礦山為例，通過盈虧平衡品位分析確定比選方案，進(jìn)而對各方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而確定最優(yōu)方案，為投資者決策提供參考。

1 盈虧平衡品位確定

1.1 盈虧平衡品位

盈虧平衡品位，是保證企業(yè)生產(chǎn)時投入和產(chǎn)出相等的品位。所謂投入即全部生產(chǎn)費(fèi)用支出，就礦山企業(yè)而言全部生產(chǎn)支出應(yīng)該包括采礦車間、選礦車間的生產(chǎn)成本及企業(yè)管理費(fèi)、銷售費(fèi)用的全部生產(chǎn)支出[1]。產(chǎn)出即產(chǎn)品銷售所得的全部銷售收入。計算公式：

(1)

式中：a——盈虧平衡品位，%；

βc——精礦品位，%；

Ca——噸礦石的全部折算成本，包括采礦、選礦、企業(yè)管理費(fèi)及銷售費(fèi)等，元/t原礦；

ρ——采礦貧化率，%；

ε0——選礦回收率，%；

Vc——精礦產(chǎn)品價格，元/t；

Tc——每噸精礦的稅金，元/t；

O——每噸精礦分?jǐn)偟臓I業(yè)外凈支出，元/t。

1.2 前期利用低品位礦邊界品位

低品位礦石是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，由于主組分較低而單獨(dú)開采導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)虧損的礦石。低品位礦石既是一個經(jīng)濟(jì)概念，同時又是一個相對概念(對于工業(yè)礦石而言)。另外，低品位礦石一般都伴生有可供綜合回收的有益組分，因此其從經(jīng)濟(jì)角度講可升級為“工業(yè)礦石”[2]。

低品位礦石品位及其選礦回收率相對較低，低品位礦石價值在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下不足以承擔(dān)全部成本消耗。通常露天境界內(nèi)的低品位礦石，無法避免開采并將它運(yùn)輸至堆場的費(fèi)用。根據(jù)以上情況，確定前期利用低品位礦邊界品位按照不攤采剝成本，只計選礦成本、運(yùn)輸費(fèi)用(低品位礦石堆場至選礦廠)和管理費(fèi)用等成本來計算。

1.3 基本參數(shù)和計算結(jié)果

某銅鉬礦確定的礦石損失率3%，礦石貧化率3%，采礦回收率97%。某銅鉬礦根據(jù)礦山生產(chǎn)實際選取的選礦回收率指標(biāo)見表1。

表1 選礦回收率指標(biāo)表

根據(jù)產(chǎn)品市場確定計算金屬價格為銅2.74美元/磅、鉬11美元/磅、銀18美元/盎司，成本和稅金按照礦山生產(chǎn)實際選取。

礦山盈虧平衡品位按全成本計算，即包括采礦成本、剝離成本、選礦成本、管理費(fèi)用、銷售費(fèi)用和財務(wù)費(fèi)用等，并考慮精礦銷售收入中扣除精礦雜質(zhì)扣款、冶煉加工費(fèi)、資源稅、公司所得稅及營業(yè)外支出等費(fèi)用，根據(jù)盈虧平衡品位計算公式，計算得出某銅鉬礦盈虧平衡品位為銅0.4%。低品位礦石在不考慮采剝成本，但需加上堆場轉(zhuǎn)運(yùn)成本(0.6美元/t)的情況下，計算得出低品位礦石前期利用邊界品位為銅0.28%。

2 方案確定

為了提高礦山效益，全面評估低品位礦是否前期堆存，根據(jù)上述計算的盈虧平衡品位及低品位礦石前期利用邊界品位，設(shè)計結(jié)合采場開采排產(chǎn)計劃，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度開展綜合比較。擬選取以下3個品位方案進(jìn)行比較：

方案Ⅰ：前期Cu≥0.2%礦量均入選廠利用；

方案Ⅱ：前期Cu≥0.28%礦量入選廠利用，0.2%≤Cu<0.28%礦量暫堆存，后期再處理；

方案Ⅲ：前期Cu≥0.4%礦量入選廠利用，0.2%≤Cu<0.4%礦量暫堆存，后期再處理。

2.1 方案Ⅰ

該方案將Cu≥0.2%以上的礦量全部直接送入選廠利用，不設(shè)低品位礦堆場，服務(wù)期內(nèi)總計直接入選廠礦量145 243 萬t，平均品位Cu 0.46%，Mo 0.015%，Ag 5.71 g/t。平均剝采比0.81 t/t。設(shè)計根據(jù)礦山作業(yè)環(huán)境、年采剝量及現(xiàn)有設(shè)備，鏟裝設(shè)備選用斗容55 m3的電鏟，采剝作業(yè)共需5臺。

采場主要生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量變化為：鉆機(jī)、電鏟及推土機(jī)計劃在生產(chǎn)第11年均追加2臺；汽車計劃第6年追加9臺，第11年再追加30臺。

該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)充分利用低品位礦量，分層臺階礦量多，臺階下降速度適中，能有效保證采場持續(xù)穩(wěn)定的供礦；(2)生產(chǎn)剝采比小，設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低；(3)無需建設(shè)專門的低品位礦堆場，降低堆場投入及礦石轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。主要缺點(diǎn)是:由于低品位礦的利用，降低了礦石入選品位，前期經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

2.2 方案Ⅱ

該方案將Cu≥0.28%以上的礦量直接送入選廠利用，而0.2%≤Cu<0.28%的礦量則暫時堆存于低品位礦堆場，待礦山減產(chǎn)時開始處理堆場低品位礦量，按選廠處理能力持續(xù)供礦?？芍苯尤脒x廠礦量為110 414 萬t，平均品位Cu 0.51%，Mo 0.015%，Ag 6.08 g/t。暫時堆存礦量34 829 萬t，平均品位Cu 0.27%，Mo 0.012%，Ag 4.70 g/t。生產(chǎn)平均剝采比1.38 t/t。

采場主要生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量變化為：鉆機(jī)、電鏟及推土機(jī)計劃在生產(chǎn)第1年均追加1臺，第10年再各追加5臺；汽車計劃在生產(chǎn)第3年追加26臺，第10年再追加45臺。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：(1)利用了部分低品位礦量，減少了堆場投入及礦石轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用；(2)利用部分低品位礦量，增加了分層臺階礦量，有利于保證采場持續(xù)穩(wěn)定的供礦。主要缺點(diǎn)是：(1)低品位礦裸露地表堆存，礦石易被氧化；(2)堆存的低品位礦含有有害元素，易污染環(huán)境。

2.3 方案Ⅲ

該方案將Cu≥0.4%以上的礦量直接送入選廠利用，而0.2%≤Cu<0.4%的礦量則暫時堆存于低品位礦堆場，待礦山減產(chǎn)時開始處理堆場低品位礦量，按選廠處理能力持續(xù)供礦。可直接入選廠礦量為76 998萬t，平均品位Cu 0.61%，Mo 0.015%，Ag 6.67 g/t。暫時堆存礦量68 245萬t，平均品位Cu 0.30%，Mo 0.013%，Ag 4.77 g/t。生產(chǎn)平均剝采比2.39 t/t。

該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)前期處理較高品位礦，能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，盡快回收資金，提前獲得收益；主要缺點(diǎn)是：(1)生產(chǎn)剝采比大，設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高；(2)分層臺階礦量少，臺階下降速度較快，難以有效的保證采場持續(xù)穩(wěn)定的供礦能力；(3)低品位堆存礦量多，需建設(shè)較大的低品位礦堆場，增加了堆場投入及礦石轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用；(4)低品位礦裸露地表堆存，礦石易被氧化；(5)堆存的低品位礦含有有害元素，易污染環(huán)境。

由于該礦建設(shè)規(guī)模為17萬t/d(6 205萬t/年)，前提條件是要保證擴(kuò)建規(guī)模的順利實現(xiàn)，要求境界內(nèi)必須具備足夠的可采礦量，根據(jù)統(tǒng)計臺階分層礦巖量分布情況，為了達(dá)到17萬t/d的產(chǎn)能，采場開采年下降速度將達(dá)到4～5個臺階(約60～75 m)。根據(jù)露天礦山實際生產(chǎn)經(jīng)驗，露天開采年下降速度一般不超過36 m，說明該方案由于臺階礦量少，下降速度太快，難以保證持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)規(guī)模。因此，該方案從技術(shù)角度上不可行，方案III不作為經(jīng)濟(jì)比較范圍。

3 方案經(jīng)濟(jì)比較

方案經(jīng)濟(jì)比較是項目評價的重要內(nèi)容。在可行性研究和投資決策過程中，對涉及到的各決策要素和研究方案，都應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的角度進(jìn)行多方案論證，比選優(yōu)化。最后根據(jù)比較結(jié)果，結(jié)合其他因素進(jìn)行決策[2]。

本次參與比較的兩個方案為互斥型方案。對于計算期相同的互斥方案，由于評價計算期相同，方案在利用資金等值原理經(jīng)濟(jì)效果換算時，在時間上才具有可比性。在計算期相同情況下，項目評價一般采用凈現(xiàn)值、費(fèi)用現(xiàn)值和差額投資內(nèi)部收益率作為經(jīng)濟(jì)比較主要指標(biāo)[3]。

本次方案經(jīng)濟(jì)比較采用凈現(xiàn)值法，基準(zhǔn)收益率取ic=12%。由于方案二前期開采高品位礦石，因此其前期凈現(xiàn)金流較方案一高，雖然方案二設(shè)備追加投資及堆場投資較方案一高，但從凈現(xiàn)值來看，方案二高于方案一，即從經(jīng)濟(jì)角度來看，方案二優(yōu)于方案一。

方案對比分析結(jié)果見表2。

表2 方案對比表

4 綜合評價

(1)從經(jīng)濟(jì)角度分析，方案二凈現(xiàn)值高于方案一。方案二設(shè)備追加投資及堆場投資雖然高于方案一，但方案二前期開采高品位礦石，其前期凈現(xiàn)金流較方案一高，因此從方案可比凈現(xiàn)值來看，方案二略大于方案一，即從經(jīng)濟(jì)角度分析方案二占優(yōu)。

(2)從技術(shù)角度分析，方案二前期生產(chǎn)的部分低品位礦(0.2%≤Cu≤0.28%，3.48億噸)需堆存于低品位礦堆場，一方面增加了堆場及生產(chǎn)管理等相關(guān)投入，另一方面低品位礦堆存時間長，而原生礦一旦被采出極易被氧化，其回收價值將大大降低，增加了礦山經(jīng)濟(jì)效益的不確定性。而方案一具有生產(chǎn)剝采比小，設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低，無需低品位礦堆場，管理相對簡單，資源綜合回收率高，且能有效保證采場持續(xù)穩(wěn)定供礦等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此從技術(shù)角度來看，方案一優(yōu)于方案二。

綜上所述，雖然從經(jīng)濟(jì)角度分析，方案二略優(yōu)于方案一，但考慮到方案二較方案一凈現(xiàn)值僅增加0.23億美元，相差僅0.73%，并沒有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，方案一從技術(shù)角度優(yōu)勢更為明顯。